浮选工艺和实践.doc

第四篇 浮游选矿 第4章 浮选工艺和实践 4.74.9 授课：2003. 第4章 浮选工艺和实践 (P495-516,21页两次课)4.1影响浮选的工艺因素 4.2原煤性质对浮选的影响 4.3粒度特性对浮选的影响 4.4矿浆浓度对浮选的影响 4.5矿浆液相组成对浮选的影响 4.6浮选药剂及影响 4.7浮选流程(506) 4.8煤炭浮选脱硫(512) 4.9煤泥浮选工艺效果检查和评定4.1影响浮选的工艺因素图4-4-1 影响煤泥浮选的工艺因素 【前边已介绍，在此简略介绍即可】4.2原煤性质对浮选的影响4.2.1煤的变质程度对浮选的影响【煤的变质程度及其特点介绍】变质程度（煤化程度）成煤阶段煤阶不同煤种不同表面性质和可浮性低变质程度时孔隙率高、含氧官能团多，亲水性强、可浮性差达焦煤阶段疏水性最好，可浮性最好变质再增加孔隙度又增加，侧链减少、炭链变短，疏水性又降低。各煤阶煤表面疏水性的变化用接触角定性说明：图4-4-2.【成分理论或假说及要点】不同煤阶或不同煤种表面的亲、疏水性，难于定量解释。目前公认是“以煤的工业分析和元素分析的数据为基础的经验式，称为成分理论或假说”要点煤不均匀物质组成自然可浮性由亲、疏水性两部分比例决定可浮性好坏。经验公式与接触角关系基本为线性。4.2.2煤的密度组成对浮选的影响【煤的相对密度增高的原因】 煤基元灰分高； 煤矿物质连生体存在； 煤的显微组分不同注意当中间密度级含量高时，难于同时得到低灰精煤和高灰尾煤。同重选原理联系解释。4.2.3煤的显微组分对浮选的影响影响显著，通常镜质组分含量越高，其可浮性越好，而丝炭化（丝质体）和壳质体含量高时，可浮性差。4.2.4煤的矿物组成对浮选的影响矿物质有两大类：泥质矿物和流化矿物。前者影响可浮性，尤其是泥化后，影响浮选过程。后者污染精矿，通常选择性要好。4.3粒度特性对浮选的影响4.3.1粒度特性对浮选的影响【浮选粒度的确定】根据矿物和脉石嵌布特性所需的单体解离情况解离不好，影响精矿质量。粒度太细，易泥化，又影响浮选过程。根据矿物的密度确定气泡的负载能力。【各矿物的浮选粒度上限】硫化矿：0.20.25mm，非硫化矿：0.250.3mm；非金属矿0.5mm。【粒度大小的影响】大选择性好，但精矿易跑粗；小易浮，但易泥化，选择性差。要粒度合适。 特殊情况要特殊工艺。 浮选中要及时测量（12h）入料粒度与产品粒度组成，及时调整工艺操作。4.3.2煤泥粒度对浮选的影响（亦作为可浮性相近的矿物参考）【煤泥的来源及其浮选的意义】来自其他作业00.5mm，洁净煤要求。【选前处理】用水力分级设备控制粒度上限。【浮选煤泥按粒度的分类及可浮性】粗粒或过粗粒：0.4mm 的颗粒，常可浮性好；适宜粒度0.40.074mm；可获得最大的回收率；细泥0.0740.01mm的颗粒；微细或超细粒 0.01mm回收率下降，质量下降。【煤泥浮选的一些规律】粒度大，选择性好，但回收率低，只有粒度合适时，在各种浓度下，均可获得最大的回收率。过粗或过细，回收率均下降。不同粒度，浮选速度不同。通常粒度较细先浮起，粗颗粒后浮。各粒级的浮选速度见书。不同粒级具有不同的选择性如何提高细粒级的选择性，是浮选研究的课题。4.3.3粗粒和细粒煤泥粒度的浮选工艺（亦作为可浮性相近的矿物参考）（1）粗粒煤泥主要解决在尾矿中的损失问题，即增加粗粒与起泡的附着并防止其脱落。【措施】增加药剂与煤粒的接触机会如适当加大药剂浓度、完善加药方式气溶胶、乳化等；改善浮选机充气提高充气质量，产生小气泡群；分级或脱泥； 设计时予以充分考虑。（2）细粒煤泥主要解决选择性差的问题。【措施】采用选择性好的药剂，严格控制用量；起泡剂产生的泡沫应有脆性，增强二次富集作用；掌握起泡剂与捕收剂的比例；药剂分段加入，延长细粒浮选时间；降低浮选入料浓度降低矿浆和泡沫层粘度；泡沫层适当喷水淋洗，加强泡沫二次富集；选择合适、有效的抑制剂。4.4矿浆浓度对浮选的影响4.4.1矿浆浓度的影响【矿浆浓度及其表示方法】矿浆浓度是矿浆中固体颗粒的含量，常用三种方法表示。 固液比：表示矿浆中液体与固体质量（或体积）之比，有时又称稀释度。 固体含量百分数：表示矿浆中固体质量（或）体积所占的百分数。 固体含量：表示每升矿浆中所含固体的克数。【矿浆浓度对浮选过程的影响】 回收率：有最大值。 精矿质量：矿浆较稀时，质量较高，反之亦然。 药剂用量：有最佳值。矿浆浓度高时，药剂浓度相对增加，吨矿石用药量下降，反之则增大。 浮选机生产能力：矿浆浓时，生产能力增大。 浮选时间：矿浆浓时，时间会延长，有利于回收率提高。 水电消耗：矿浆越浓，吨矿石水电消耗越低。【实际浮选时的一般原则】 大密度、粗颗粒的物料用较高的浓度。 粗选作业选用较高的浓度，以保证较高的回收率和最低的药剂用量。 精选作业时，用较低的浓度。4.4.2煤浆浓度对煤泥浮选的影响【煤浆浓度对煤泥浮选的影响】图4-3-3 1.煤浆充气程度有最佳值；2.药剂体积制度（单位质量煤的药剂消耗量相同）；随浓度的提高而提高；3.煤浆在浮选机中的停留时间随浓度的提高而提高；4.细颗粒的可浮性随浓度的提高而单调增加5.粗颗粒的可浮性随浓度的提高而单调下降6.煤的破碎程度随浓度的提高而增加。影响煤泥入浮浓度的最大因素是浮选入料中的细泥含量【对其他矿物的浮选，具有一般性】4.4.3煤泥浮选浓度的选择【几项原则】选用高浓度的条件入料可浮性好、灰分低、粒度较粗时；工艺指标允许时，为降低药耗和提高处理量时；粗选时；浓缩浮选时。选用低浓度的条件难选煤且质量要求较高时；细泥含量高且精煤质量要求高时； 精选时；直接浮选工艺4.5矿浆液相组成对浮选的影响4.5.1不同浮选用水的性质和影响浮选用水因地、因时变化，对浮选构成影响。主要是由于：【难免离子】水中的各种离子、分子和某些化合物、溶解的气体；矿物本身溶解或氧化产物的溶解等离子。【浮选用江河湖水的特点】含盐量较低（小于0.1%），含多价离子较低。 影响最大的是水的硬度： （4-4-1）【硬水性质及其影响】硬水中含有较多的多价阴、阳离子。对脂肪酸类药剂浮选有害表现在：多价金属离子与脂肪酸类药剂反应，生成难溶化合物，降低药效。【海水和部分盐水的性质及其对浮选的影响】【可溶性盐类浮选时的要点】在饱和溶液中进行，为减少有用成分的损失，要回收回水（母液）。浮选时，选用捕收剂时必须满足的条件： 能溶解，但不与溶液中的离子形成沉淀； 能在饱和溶液中被盐类吸收、吸附； 所需浓度不应超过形成胶束的临界浓度；常用的捕收剂：烃基硫酸酯、磺酸盐、胺类和短烃链的脂肪酸；【尾矿水复用问题】考虑影响。单一矿物浮选，容易处理；多矿物浮选时，问题要复杂，需实验确定尾矿水与补充新水的比例和影响问题。4.5.2选煤厂水质特性浮选用循环水的离子浓度高时，对浮选有影响。有利影响与不利影响，取决于离子浓度和离子类型。对多金属矿影响要大，要具体分析。4.5.3选煤厂循环用水对浮选的影响1.无机盐离子的影响表4-4-2循环水矿化度对浮选的影响矿浆中盐离子浓度对浮选的影响表现在起泡能力上，阴离子的起泡能力差别较大，顺序见书。钙离子的影响：硬水作介质时，可加强起泡性能。但钙离子浓度过大时，作用消失。 对煤的可浮性产生影响，主要作用是改变煤的表面电位，少时对浮选有利，高时会降低选择性，增加精煤灰分。2.循环水中剩余药剂的影响表44-3要尽可能降低剩余药剂的浓度。3.絮凝剂对浮选的影响絮凝剂PAM由于浓度低，影响不显著。4.5浮选药剂及影响浮选能否进行并得到满意的指标，很大程度上取决于浮选的药剂制度，尤其是对多金属矿。【药剂制度内容】药剂的配制；药剂种类和用量；药剂的添加顺序；加药点和加药方法；药剂作用时间；联合用药；药剂最佳化控制和调节。4.6.1配制浮选药剂配制方法取决于：药剂的性质、功能和添加方法。【常见的配制方法】很好理解、了解和掌握。在矿物加工中及其他行业中，具有通用性。 配制成水溶液 加溶剂配制 乳化 配制悬浮液或乳浊液 气溶胶法 皂化 酸化 电化学处理4.6.2制定浮选方案【参考事项】6点。4.6.3选择药剂种类提出药剂处方。【处理矛盾体】4.6.4合理添加浮选药剂包括内容：加药顺序、加药地点、加药方式。1. 加药顺序根据药剂的作用行机理确定【一般顺序】2. 加药地点视药剂性质和要求的作用时间确定。3. 加药方式有集中加和分批加两种。各自的优点和使用条件； 分批加的的使用性：4.6.5混合用药（联合用药）【联合用药的形式】7种。4.6.6矿浆中浮选药剂最佳用量的控制和调节实验室实验和工业性实验键力不同条件下的数学模型自动控制。4.6.7煤泥浮选的药剂制度（提示后自学）4.7浮选流程【浮选流程定义】为矿石浮选时，矿浆流经各个作业的总称。矿石类型不同选用不同的流程处理。流程反映被处理的矿石的工艺特性，故称为浮选工艺流程。【流程选择的依据】主要取决于矿石的性质及对精矿的质量要求。矿石的性质主要是：原矿品位和组成；矿石中有用矿物的嵌布特性及共生关系；矿石在磨矿中的泥化情况；矿物的物理化学特性。此外：浮选的规模和技术经济条件，往往决定了流程的繁简程度。规模大小、经济技术条件、矿石的共生、伴生特性的影响。【流程选择的任务】确定浮选的原则流程；浮选流程的内部结构。4.7.1浮选原则流程又称骨干流程只确定处理各种矿石的原则方案，如段数、循环（又称回路）和矿物的分选顺序。1.段数指磨矿与浮选结合的数目。【一段】磨、浮一次，叫一段。一次磨矿后，分出几种矿物，仍叫一段；粒度嵌布较细需两次磨矿，但中间无浮选时，亦叫一段。【一段流程的适用条件】粒度嵌布均匀且粒度相对较粗、不易泥化。【多段流程】指两段以上的流程。多段流程的选择取决于矿物的粒度嵌布和泥化特性。两段为例的三种方案及其使用条件图4-4-4.一段后的精矿、尾矿和中矿再磨、再浮。常用浮选实验，据各浮选产品的组成粒度指标分析确定。2.循环又称回路。【一个循环及其命名】凡经一次浮选，得到一种产品，就称为一个循环。 常以所选矿物中的金属（或矿物）来命名，如图4-4-5的铅、锌、铜、硫循环图a画出保留。3.矿物的分选顺序【确定的依据】矿石中各矿物的可浮性、矿物间的共生关系。【常见种类】优先浮选流程每次只选出一种矿物，而抑制其他矿物；然后再活化并浮选第2种矿物，逐次进行。图4-4-5 a混合浮选流程先将矿石种几种有用矿物一同浮出，得到混合精矿后再对混合精矿进行分离，得到各种合格精矿。如图4-4-6.适用于：有用矿物呈集合嵌布、粒度较粗、不同的有用矿物可浮性又接近、在粗磨下，就能废弃尾矿的矿石。部分混合优先浮选流程即先浮矿石中的某几种有用矿物，抑制其余矿物，然后活化并浮选先前被抑制的矿物；先浮出的混合精矿再浮选，分别得到合格精矿。如图4-4-5,（b）先浮出Cu、Zn精矿，再浮选S精矿；后浮选分离出Cu、Zn精矿。适用于：矿石中有几种矿物可浮性接近，而有的可浮性又不同时可采用。等可浮流程分选时，按其可浮性进行，可免除抑制、强活化带来的分离困难、分离次数多的问题。如图4-4-7.适用于：同一种矿物当有不同可浮性是，可采用等可浮流程。4.7.2浮选流程内部结构【浮选流程内部结构】指浮选循环内部的粗选、精选、扫选次数及中矿处理方式。1.粗选、精选、扫选次数【粗选】对原矿浆进行浮选。【精选】对粗选精矿再次浮选。【扫选】对粗选尾矿再次浮选。【选用原则】原矿品位较高，矿物可浮性较差，而精矿质量要求不很高粗选直接出精矿，不精选或少精选，但要加强扫选，以保证回收率。如图4-4-8 往扫选方向发展的浮选流程结构当原矿品位低，对精矿质量要求又很高，有用矿物可浮性较好，则应加强精选，减少扫选。如图4-4-9. 往精选方向发展的浮选流程结构实际浮选时精选和扫选都要包括。如图4-4-10.2.中矿浮选流程【中矿】精选作业的尾矿和扫选作业的泡沫产品一般统称为中矿。【处理方式的原则】视中矿的组成、连生体含量、有用矿物可浮性、药剂的含量及对精矿的质量要求而定。【通常处理方式及选用原则】 中矿依次返回前一作业。 中矿合一返回粗选或磨矿作业 中矿单独处理； 浮选困难时，用火法或化学方法处理；或不处理直接以低品位精矿销售。4.7.3煤泥浮选流程1.煤泥浮选原则流程【按特点分类】分三类。 浓缩浮选： 直接浮选：优缺点 半直接浮选：2.煤泥浮选流程内部结构【一次浮选（粗选）】图4-4-13【中煤再选】图4-4-14【精煤再选】图4-4-15【三产品流程】图4-4-164.8煤炭浮选脱硫【硫的问题】【煤中硫的分类】有机硫和无机硫。浮选只能脱出无机硫硫铁矿硫黄铁矿。4.8.1煤中硫化矿物的嵌布粒度和可浮性1.煤中硫化矿物的嵌布粒度 分三种情况：2.黄铁矿的可浮性 4.8.2使用选煤药剂时，煤中黄铁矿的可浮性4.8.3煤炭浮选时，黄铁矿硫的脱出4.9煤泥浮选工艺效果检查和评定4.9.1浮选机的单机检查【内容】包括：处理量、药剂消耗量