选矿讲稿(5)-浮选

1、第六章 浮 选第一节 浮选概述一、浮选定义及基本方法1.定义：浮选，亦称泡沫浮选，是根据各种矿物的表面性质的差异，从矿浆中借助气泡浮力，分选矿物的过程。2.方法：一定浓度的矿浆并加入各种浮选药剂，在浮选机内产生大量的弥散气泡，于是，呈悬浮状态的矿粒与气泡碰撞。下一步选择性分离。二、 浮选过程：矿物的浮选过程是在固（矿物）、液（水）和气（气泡）三相界面上进行的，进行这一过程的关键在于：矿物表面性质（润湿性）差异，从矿浆中析出足够量的稳定而细小的气泡；有用矿物（欲浮矿物）有充分的机会与气泡群碰撞，并牢固地粘附在气泡上被浮到矿浆的表面，脉石矿物虽有机会与气泡碰撞，但不粘附，遗留在矿浆中，在这里气泡是

2、分选的媒介，同时又是运载工具。浮选过程一般包括下列工序：1）矿石原料的准备，包括磨矿和分级，使入选矿物单体分离负荷浮选要求。2）矿浆的调整并加入浮选药剂。3）搅拌并造成大量气泡。向浮选机中引入空气并形成气泡，使矿粒在矿浆中悬浮，造成矿粒与气泡接触的机会。4）气泡的矿化。即矿粒向气泡附着。5）矿化泡沫的形成和刮出。图 选矿过程示意图u 正浮选：上浮的泡沫产品为目的矿物的浮选过程。u 反浮选：上浮的泡沫产品为脉石矿物的浮选过程。u 优先浮选：将多种有用矿物依次分选为单一的精矿。u 混合浮选：将有用矿物共同分选出来，组成混合精矿，然后将混合精矿加以分选。三、浮选发展的三个阶段 1 全油浮选：1860

3、年由英国人Willian Haynis首先取得专利权。 分选作用主要在油-水界面发生，疏水矿粒进入油相，亲水矿粒进入水相。1898年这种工艺用于工业生产。 2 表层浮选：1907年由马克魁斯通（Macquiston）首先取得专利权。 分选作用主要在水-气界面发生，疏水矿粒浮在水面上，亲水矿粒沉入水中。 以上两种浮选因其是在两相界面发生，因此又称为界面浮选。 3 泡沫浮选：1902年由Potter首先取得专利权。 分选作用主要在气-水-固三相界面发生，疏水矿粒念附气泡上浮，亲水矿粒留于水中。四、浮选的特点1.优点： （1）对贫矿、细粒矿、杂矿石有更大适应性，处理细粒浸染的矿物特别有效。 （2）分

4、选效率高、富集比高； （3）有益于矿产资源的综合利用；2.缺点： （1）需要将矿石磨细； （2）浮选药剂较贵； （3）易造成环境污染； （4）辅助生产过程（浓缩、过滤、干燥等）交复杂。3.应用：浮选法原则上可选别所有矿石。目前，可选别各种黑色、有色、稀有金属、贵金属矿物100多种有用矿物。每年经浮选处理的矿石已超过十亿吨。可以肯定的说，浮选法是一种最重要的选矿方法。第二节 浮选基本原理一、相界面、润湿现象与天然可浮性1.相界面：浮选过程中的充气矿浆，是有矿物颗粒、水、气泡组成的。矿粒是固相，水是液相，气泡是气相。通常把浮选过程中的充气矿浆叫做三相体系。相间的分界面叫相界面。2.润湿现象：润湿是

5、自然界常见的现象。任意两种流体与固体接触，所发生的附着、展开或浸没现象（广义的说）称为润湿过程。其结果是一种流体被另一种流体从固体表面部分或全部被排挤或取代，这是一种物理过程，且是可逆的。润湿现象的产生是由于水分子结构的偶极现象及矿物晶格构造不同所引起的。判断矿物表面润湿性的大小,常用接触角表示，接触角的大小随着疏水程度的增大而增加，颗粒疏水性越高，越容易被稳定气泡吸附。 图 石英、石蜡被水浸湿情形接触角的大小与 固-气 (SA), 固-液(SW) 以及 液-气(WA) 界面的表面张力有关，平衡状态时如右图所示。3.接触角的定义：三相润湿周边上任一点处的气液界面切线与固体表面之间包含液相的夹角

6、称为接触角，用 表示。若按照物理化学方面理解，在三个界面上分别存在三个张力（界面张力），用符号固水、固气、水气 表示。根据几何关系，可列出平衡方程式：浸于水中的矿物表面所形成的接触角(5-2)接触角是反映矿物表面亲水性与疏水性强弱的一个物理量。接触角越大，表示矿物表面的亲水性越弱，疏水性越强，矿物在气泡表面的附着也就越稳固，因而越易浮选；反之，则难以浮选。u 对矿物的润湿性与可浮性的量度，可用两个指标来衡量：u 润湿性指标：cosu 可浮性指标：1cosu 由此可见，通过测定矿物的接触角，可以对各种矿物的天然可浮性作出大致的评价。角减小，润湿性提高，矿物表面亲水性增强，可浮性变差；角增大，润湿

7、性降低，矿物表面疏水性增强，可浮性变好。结论：矿物的接触角越大，其表面疏水性越强，可浮性越好。表 部分矿物的接触角 矿物名称0矿物名称0硫78黄铁矿30滑石64重晶石30辉钼矿60方解石20方铅矿47石灰石010闪锌矿46石英04萤石41云母0二、矿粒向气泡附着的基本过程矿粒向气泡选择性附着的过程是浮选的基本行为。1.矿粒向气泡附着前后的热力学条件分析设固水、固气、水气分别表示相应的界面自由能（J/m2）S水气、S固气 S固水分别表示相应的界面表面积（m2）。附着前系统自由能Ea为： Ea= S水气·水气S固水·固水矿粒向气泡附着后系统自由能（假定附着面积为单位面积，1m2

8、） Eb为：Eb=（S水气1）·水气（S固水1）·固水固气·1附着前后自由能变化值E为： E= EaEb=水气固水固气 将式（5-2）代入，得 E=水气（1cos）其中，水气气水界面自由能，水的表面张力。可以看出， E仅与值有关。当矿物表面完全亲水时， 0，cos1， 1cos0，则E0，矿粒不能自动附着在气泡上。随着增大，矿粒疏水性增加，润湿性cos减小， E增大，可浮性增加。随着E增大，矿粒附着在气泡上的可能性越大，其可浮性越来越好。2.矿粒向气泡附着的动力学分析3.三个阶段：1）矿粒与气泡相互接近与接触阶段；2）矿粒与气泡之间的水化膜变薄与破裂阶段；3）矿粒

9、在气泡上附着阶段（下页分析）。即矿粒与气泡之间的附着力2r·水气sin必须大于重力效应（脱落力效应）。矿粒附着于气泡的过程能否实现，关键在于能否提高被浮矿物表面的疏水性，增大接触角值。第三节 浮选药剂在浮选过程中，使用浮选药剂来改变矿物的表面性质，是控制矿物浮选行为的一种灵活有效的手段。一、浮选药剂的作用与种类1.作用：矿物能否浮选取决于矿物表面的润湿性。自然界中的矿物，绝大多数可浮性都很差，必须用浮选药剂来加强。而且这种加强必须要有选择性，即只能加强一种矿物或某几种矿物的可浮性，而对其他矿物不仅不能加强有时还要削弱。这样，就可以人为地控制矿物的浮选行为。浮选之所以能被广泛应用于矿物

10、加工，重要的原因在于它能通过浮选药剂灵活、有效地控制浮选过程，成功地将矿物按人们的要求加以分开，使资源得到综合利用。 2.种类：浮选药剂按其用体，可分为：捕收剂、起泡剂、抑制剂、活化剂、调整剂。部分药剂同时具有多种作用。二、捕收剂（一）捕收剂结构及分类1.定义：能选择性地作用于矿物表面并使其疏水的有机物为捕收剂。捕收剂作用于矿物一水界面，通过提高矿物的疏水性，使矿粒能更牢固地附着于气泡而上浮。选择性作用于矿物表面，使矿物表面疏水的有机物质。如，黄药、油酸、煤油等。2.应具有以下特点：（1）来源广，易于制取；（2）价格低，便于使用，即易溶于水，无臭、无毒，成分稳定，不易变质等；（3）捕收作用强，

11、具有足够的活性；3.按照捕收剂的分子结构，捕收剂可分为以下三类： 异极性捕收剂 非极性油类捕收剂 两性捕收剂4.捕收剂作用原理（1）异极性捕收剂如黄药（ROCSSNa）、脂肪酸（RCOOH）、胺类（RNH3）等。该类捕收剂的分子由极性基和非极性基（R）构成。在极性基中由于有未被饱和的原子价，因此具有活性。非极性基中，全部原子价均饱和，因此，具有很低的化学活性，不被水所润湿，也不与其它化合物反映，对矿物表面起疏水作用。黄药分子选择性取向矿物表面固着，形成一层疏水性薄膜。它与矿物表面作用时，固着在矿物表面上（亲固基）。另外，异极性捕收剂又可分为离子型（阴离子型、阳离子型）和非离子型捕收剂。（2）非

12、极性油类捕收剂（RH），如煤油、变压器油等，对内以较强的共价键结合，对外则呈现为弱的分子键，因此易于附着在表面同样呈弱分子键的非极性矿物上，如石墨、辉钼矿等。（3）另外，还有两性捕收剂。（二）硫化矿浮选常用的捕收剂（黄药、黑药）：1.黄药：学名烃基二硫代碳酸盐（ROCSSMe）。（1）黄药结构及种类：按烃基中碳原子数的多少，在黄药前冠以不同名称， CH3CH2OCSSMe称乙基黄药， CH3CH2CH2CH2OCSSMe称丁基黄药。黄药有钾盐和钠盐两种，分别称之为钾黄药和钠黄药。两者捕收性基本相同，钾黄药较稳定，钠黄药成本略低。黄药是硫化矿物最常用的捕收剂。（2）黄药的性质 物理性质常温下是黄

13、色粉末状固体，常因杂质的存在而使颜色稍深有刺激性臭味，有毒，可燃，易溶于水、丙酮和醇。 稳定性黄药是一种不稳定的化合物，遇热分解，遇水或酸也可分解，遇水引起分解的速度较慢、遇酸则很快分解。分解后产物为醇、二硫化碳和苛性钠；黄药遇碱，或者本身含有游离的碱时可以引起分解而生成一些硫代碳酸盐、硫化物及其他一些杂质。 在水中解离：ROCSSMeROCSSMe实践中经常控制矿浆的 pH 值以防止黄酸离子的分解，矿浆 pH 值越低分解越快。在碱性矿浆中黄药是足够稳定的。（3）黄药捕收剂原理：二价硫离子（S2-）具有很大的离子半径，易被极化，可以形成离子键和共价键。当它和极化力很强的金属阳离子作用时可以产生

14、彼此的极化形成金属键。硫化矿物晶体具有类似于金属的性质，如都具有金属光泽和导电性等。由于二价硫离子可以和矿物表面上极化力强的金属离子（Me+）形成离子键、共价键或金属键，故可使黄药阴离子牢固地固着于这类矿物表面。实践表明，黄药可以成功地浮选有色金属硫化矿和经硫化后的有色金属氧化矿。2. 黑药：学名烃基二硫代磷酸盐R2PO2SSH(Me)。黑药是仅次于黄药、应用较广的硫化矿捕收剂。生产中用的较多的是甲酚黑药和丁基胺黑药两种。甲酚黑药：为暗绿色油状液体，比重为1.1，微溶于水，有难闻的臭味，能烧伤皮肤，具有起泡能力。丁基胺黑药：是一种白色细粒结晶粉末，微臭，易溶于水。不易变质，较稳定，具有起泡性，

15、无腐蚀性。由于黑药具有起泡性能，使用时用量不易过大，一般为25-100g /T。黑药多用于浮选含黄铁矿的硫化铜矿、铅锌及铜锌多金属矿。（二）氧化矿浮选常用的捕收剂：1. 捕收剂类型常用的阴离子型捕收剂为脂肪酸及其皂类。其中较常用见是油酸（C17H33-COOH）或油酸钠。由于油酸、油酸钠是由植物油脂制取，来源受到限制，目前，常用氧化石蜡皂与塔尔油代替。2.石蜡皂和塔尔油物性（1）氧化石蜡皂是以石蜡为原料，经氧化、皂化制得。其通式为CnH2n1COONa（n=5-20）。外观呈暗黄色油脂膏状物，溶于水，起泡性能较差，捕收能力较差，但选择性好。（2）塔尔油是以木材为原料的碱法造纸厂产出的一种纸浆废

16、液，由于含有部分脂肪酸，故可作为捕收剂使用。此外，还有甲苯砷酸、羟肟酸类、磺酸类和硫酸脂类等氧化矿捕收剂。3.应用：用来浮选非硫化矿物（例如白钨矿、锡石、磷灰石、萤石、重晶石、弱磁性矿物赤铁矿、褐铁矿）。（三）硅酸盐矿物浮选常用的捕收剂：1.捕收剂类型：胺类捕收剂分子在水中解离出阳离子，阳离子上带有起疏水作用的烃基，属于阳离子捕收剂，常用的胺类阳离子捕收剂有十二烷基第一胺。在水中分解为：C12H25NH2+H2OC12H25NH3+OH式中的胺阳离子与矿物表面作用，形成疏水性表面。胺阳离子的浓度决定于溶液的PH值。在酸性及弱碱性溶液中，胺阳离子均占优势。当PH值超过9时，胺多以分子状态存在，胺

17、在强酸性矿浆中捕收作用亦减低。2.用途：用于有色金属氧化矿、石英、长石、云母等铝硅酸盐和钾盐捕收剂。胺类捕收剂具有起泡性能。3.使用时注意事项：不能与阴离子捕收剂同时加入；水的硬度过高时，用量增大；胺能优先附着于矿泥上，浮选前应脱泥；可与中性油类捕收剂混合使用。（四）非极性矿物浮选常用捕收剂：1.非极性油类（烃油）捕收剂主要成分为脂肪族烷烃（CnH2n2），工业生产中，最常用的是煤油。2. 非极性烃类油与矿物表面的作用机理矿物表面有极性和非极性之分。当矿物表面属于非极性表面时，固油固水，矿物表面对油分子吸引力大于对水分子的吸引力，油滴吸附到矿物的表面。当矿物表面是极性表面时，固水固油，矿物表面

18、对油分子的吸引力小于对水分子的吸引力，矿物表面覆盖了一层水化膜，油分子不能在矿物表面吸附，仍以油滴状态留在水中。非极性烃类油对这种表面没有捕收作用。非极性烃类油的捕收作用是由于它能够在非极性矿物表面吸附及在矿物表面展开并形成油膜。非极性烃类油对矿物捕收作用的强弱取决于矿物表面非极性部分所占比例。3.特点：烃油整个分子是非极性的，没有极性基。本身具有很强的疏水性，难溶于水。在矿浆中不能以离子或分子状态与矿物表面作用，而是以油滴在矿物表面上展开，因而这类药剂的主要特征是不会和矿物表面发生化学反应。4.应用：由于有前述的特征，油类捕收剂只能做为天然疏水性很强的矿物如石墨、辉钼矿、煤炭、自然硫、滑石等

19、矿物的捕收剂。三、起泡剂为了产生浮选所必须的大量而稳定的起泡，必须向浮选矿浆中添加起泡剂。1.定义：具有起泡作用的表面活性物质称为起泡剂。起泡剂多为异极性的表面活性物质、微溶于水，成分比较稳定。2.起泡剂的作用起泡剂本身不产生气泡。在向充气煤浆中添加起泡剂后，它能将气流分散成大量直径合适，并具有一定稳定性的小气泡，气泡与疏水性煤粒粘附，实现矿化，升浮到液面，形成泡沫层。图6 起泡剂分子在气液界面上的吸附和排列3.起泡剂的作用机理起泡剂多数是杂极性表面活性剂，可以在气-液界面吸附浓集，降低气液表面能，使气泡体系能量降低，促使空气分散，生成直径较小的气泡，并能在相界面上进行定向排列，以其极性端指向

20、水，非极性端指向气。由于极性端和水分子发生作用，在气饱表面形成一层水化层，阻碍了气泡的兼并，同时还可增加气泡抗变形及破裂的能力 4.起泡剂起泡性能及要求起泡剂性能的好坏，取决于起泡能力、泡沫的稳定性此外，泡沫的大小，泡沫的比表面积（可用显微镜或透射光进行测量）以及泡沫的粘度、弹性，抗张强度也很重要，但一般很少侧量。大小合适：过小，浮力不够；过大，泡的表面积减少，浮选效率低。强度适中：不坚固，易破灭兼并；太坚固，不利于存运。5.常用的气泡剂有：（1）松油用途较广。是由松树的根、枝、茎干馏或蒸馏所得。主要成分为萜烯醇C10H17OH。性状为淡黄色油状液体，比重0.9-0.95，有刺激作用。当有杂质

21、时，具有一定的捕收能力。有时可单独使用浮选辉钼矿、石墨和煤。（2）二号油我国工业上应用最广。主要成分也是萜烯醇。二号油为淡黄色油状液体，有松木香味，是松脂用水蒸得的松节油，加硫酸及酒精进行水合作用所得的产品。比重0.9-0.91，起泡性能强，泡沫稍脆，无捕收性能。松油与二号油均易燃，应妥善保管。使用时直接以油加入。（3）甲酚酸与重吡啶甲酚酸是炼焦工业副产品，含有酚、甲酚及二甲酚的混合物。甲酚酸气泡能力较松油弱，泡沫性脆，选择性较好。重吡啶也是炼焦副产品，主要是吡啶和烃油组成的复杂混合物。樟脑油。它是樟树的树叶及根经过蒸馏得到的原油，在提出樟脑后残余油分的总称。分为白色油、红色油及兰色油三种。白

22、色油可代替松油使用，选择性较好，红色油生成的泡沫较粘，兰色油兼有起泡及捕收能力，选择性差。合成起泡剂。该合成剂中的4号浮选油，起泡性较松油强二倍多，选择性良好。同时具有易溶、易洗落、不受PH值及水的硬度影响等特点。近年来，世界各地趋向于使用合成起泡剂，如脂肪醇类起泡剂。四、抑制剂1.定义：抑制剂是削弱捕收剂与矿物表面的作用，从而降低与恶化矿物可浮性的一种浮选药剂。2.抑制剂的作用：为了提高矿物质表面的亲水性，削弱其对捕收剂的吸附能力，增大与矿物的可浮性差异，可在矿物表面形成亲水性薄膜，抑制其可浮性，阻止捕收剂与被抑制矿物的相互作用。其亲水膜越牢固，抑制作用也越强。3.抑制剂在矿物表面形成的亲水

23、性薄膜有以下几种形式：（1）在矿物表面形成难溶性亲水化合物薄膜；（2）在矿物表面形成胶体吸附膜；（3）在矿物表面形成离子吸附膜。4.抑制剂药剂种类及对矿物的抑制作用抑制剂药剂有重铬酸盐、石灰、硫酸锌、氰化物、水玻璃、硫化钠、一号纤维素等。（1）重铬酸盐可以在方铅矿表面形成难溶而亲水的铬酸铅薄膜，是方铅矿的良好抑制剂；（2）石灰是黄铁矿的良好抑制剂；在矿物表面生成亲水的氢氧化铁薄膜，增加了黄铁矿表面的润湿性而引起抑制作用（3）硫酸锌与硫化钠等其它药剂配合使用，可以以至闪锌矿；抑制机理为，与OH-生成氢氧化锌亲水胶粒，吸附在闪锌矿表面，阻碍矿物表面与捕收剂相互作用，使闪锌矿受到抑制。（4）硫化钠是

24、硫化矿的抑制剂，如抑制方铅矿、石英等；抑制机理为，硫化钠水解成HS-或S-离子，能够吸附在硫化矿表面上，阻碍矿物对捕收剂离子的吸附（5）氰化钾是某些硫化矿物有效的抑制剂。起抑制作用的主要是CN。在生产中，多用来抑制闪锌矿，黄铁矿等。缺点是氰化钾有剧毒，造成环境污染。（6）水玻璃对硅酸盐和铝硅酸盐矿物有强抑制作用。如抑制绿柱石、锂辉石、长石、云母；五、活化剂1.定义：凡能增强矿物表面对捕收剂的吸附能力的药剂称为活化剂。活化剂是用来提高被抑制矿物的浮游活性。2.活化剂作用方式：活化剂一般通过以下几种方式使矿物得到活化：难溶的活化薄膜在矿物表面生成。例如：白铅矿很难被黄药捕收，但经硫化钠作用后，白铅

25、矿表面生成了硫化铅的薄膜后很容易用黄药浮选。 活化离子在矿物表面的吸附。纯石英不能被脂肪酸类捕收剂浮选，但石英吸附 Ca2、 Ba2离子后借Ca2、 Ba2离子对脂肪酸捕收剂的吸附就能实现浮选。清洗矿物表面的抑制性亲水薄膜。如黄铁矿，在强碱介质中矿物表面上生成了亲水的 Fe(OH)3薄膜，使之不能被黄药浮选。用硫酸使黄铁矿表面亲水薄膜消失后便能用黄药浮选。 消除矿浆中有害离子的影响。如硫化矿浮选时，矿浆中存在 S2- 或 HS-离子，硫化矿往往不能被黄药浮选，只有当这些离子消失并出现游离氧以后才能实现浮选。3. 常用的活化剂：1）硫酸铜及有色重金属可溶性盐硫酸铜（ CuSO4·5H2

26、O）是实际中最常用的一种活化剂。它可以活化闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿和钻镍等硫化矿物的浮选。理论上研究最多的是硫酸铜Cu2对闪锌矿的活化作用，普遍认为是在闪锌矿表面生成硫化铜的薄膜: ZnS)ZnS + Cu2+ = ZnS)CuSZn2+2）碱土金属和部分重金属的阳离子 属于这一类的活化剂有：Ca2、Mg2、Ba2、Fe3等金属阳离子。当使用脂肪酸类捕收剂时，这些离子可活化石英和其他硅酸盐矿物的浮选。3）可溶性硫化物 包括硫化钠（Na2S·9H2O）、硫氢化钠、硫化氢及硫化钙等，最常用的是硫化钠。有色金属氧化矿，如孔雀石、铅矶、白铅矿等直接用黄药不能浮选，但与硫化钠作用后却能很好地用

27、黄药浮选。4）无机酸、碱 有时使用硫酸、苛性钠、苏打等作为活化剂。它们的主要作用是清洗掉矿物表面的氧化膜或粘附的矿泥。如黄铁矿表面存在氢氧化铁亲水薄膜时失去可浮性，用硫酸清洗掉薄膜后黄铁矿恢复可浮性被石灰抑制的黄铁矿或磁黄铁矿；原因是使矿物表面吸附钙生成的 CaCO3沉淀自矿物表面剥落，露出新鲜的表面以吸附黄药离子实现浮选 六、介质调整剂介质的 pH 值是浮选的重要工艺参数。矿物通常要在一定的 pH 值范围，浮选过程才有最佳的选择性。1.调整介质 pH 值，一般有以下作用： 调整重金属阳离子的浓度。提高介质 pH 值，可明显降低金属阳离子浓度，如果 Me是有害离子，则可减少它的有害影响； 调整

28、捕收剂的离子浓度。捕收剂在水中呈分子或离子状态存在与介质值有密切关系，调整 pH 值可调整呈分子或离子状态存在的比例； 调整抑制剂的浓度。一些抑制剂由强碱和弱酸构成，在水中可以水解，故介质 pH 值直接影响它的水解程度； 调整矿泥的分散与凝聚。实际应用的 pH 调整剂也是矿泥的分散剂或凝聚剂，起到分散矿泥或使矿桨产生凝聚的作用； 调整捕收剂与矿物之间的作用。捕收剂离子与矿物的作用与矿浆的 pH 值有密切关系，调整介质 pH 值可改变矿物表面电性及药剂的性能。2.常用的 PH 调整剂特点及用途石灰，又称白灰，有效组成为CaO，是一种最廉价、最广泛的 pH 调整剂，石灰是一种强碱，可使矿浆 PH

29、值提高到 11-12以上。苏打，即碳酸钠（Na2CO3），是一种强碱弱酸盐。它是比石灰弱得多的一种碱性调整剂，调整范围在8-10左右。在采用脂肪酸类捕收剂时，苏打能消除矿桨中Ca2、Mg2等有害离子的影响，并且对矿泥有分散作用，能减弱或消除矿泥的不良影响。苛性钠是强碱，因价格贵而较少使用，只有在不能用石灰但又必须在强碱矿浆中浮选时才使用。 硫酸在欲降低矿浆 pH 值时常使用，它可活化硫化铁矿物的浮选，因为硫酸可以消除硫化铁表面的氢氧化铁亲水薄膜在浮选绿往石、锆英石、金红石等时常用硫酸作预处理，以调整矿物的可浮性。经酸洗后，这些矿物的表面得到净化，从而有利于浮选分离。七、絮凝剂与有机抑制剂1.定

30、义：促使矿浆中细粒联合变成较大团粒的药剂，称为絮凝剂。絮凝剂往往又具有抑制剂作用。絮凝剂主要是带有正（负)电性的基团中和一些水中带有负(正）电性难于分离的一些粒子或者叫颗粒，降低其电势，使其处于不稳定状态，并利用其聚合性质使得这些颗粒集中，2.颗粒的分散与聚集状态细粒物料，特别是粒度小于5-10um 的矿泥，由于具有很大的比表面积，是一个热力学不稳定体系，故细粒物料之间的粘附常可自发产生，也由于范德华力作用而互相吸引，常呈无选择的粘附状态。加上矿浆中一些“难免离子”的作用，使粒子表面电位降低，从而更使细泥产生粘附矿浆中细粒物料之间的粘附，根据作用本质的差异可分为三种： 细粒受无机电解质的作用，

31、粒子表面电动电位下降，从而引起互相聚集生成聚合体，称为凝聚。 颗粒在捕收剂作用下，表面形成疏水膜，各颗粒疏水膜之间粘附缔合成团，称为团聚 细粒通过高分子絮凝剂的桥联作用构成松散的、多孔的、具有三度空间结构的絮状体，称为絮凝。3.常用分散剂为使矿浆中矿粒处于分散状态必须加人分散剂。常用的分散剂有苏打、水玻璃、三聚磷酸盐、丹宁、木素磺酸盐等分散作用的共同特征是使矿粒表面的负电性增强，增大矿粒之间的排斥力，并使矿粒表面呈现强的亲水性，防止矿粒聚结。需强烈分散矿泥时要在加人分散剂前先加苛性钠使矿浆 pH 值升高，在强碱介质中矿泥才具有高分散性。水玻璃 最广泛使用的分散剂。价廉，分散效果好水玻璃在水中生

32、成 H2SiO3分子、SiO32-和 HSiO3-离子及水玻璃胶粒，它们能吸附在矿粒表面，大大地增强了矿粒表面的亲水性，故水玻璃是良好的分散剂；苏打既可调节矿浆 pH 值，又具有分散作用。当要求矿浆 PH 值不太高，又希望矿粒分散时，苏打是一种有效的药剂。有时为增强苏打的分散作用可配合使用少量水玻璃；各种聚磷酸盐常用的有三聚磷酸盐和六偏磷酸盐；木素磺酸盐、丹宁等一这类药剂专作为分散剂用比较少。4.常用絮凝剂能使矿浆中细粒物料产生聚结的有三类物质：无机电解质，如石灰和明矾（硫酸铝）等；有机捕收剂，如非极性烃类油；有机高分子絮凝剂。有机高分子絮凝剂就其来源又分为天然和人工合成两类。天然类有淀粉、糊

33、精、珍甲基纤维素等：人工合成类主要是聚丙烯酞胺及其他类型的水溶性高分子聚合物。第四节 浮选机械一、浮选机原理、作用及类型是实现浮选工艺过程的主要装置。1.原理：矿浆在搅拌槽内与浮选药剂充分作用，然后给入浮选机，在其中进行充气与搅拌，使表面已受捕收剂作用的矿粒向起泡附着，在矿浆面上形成矿化气泡，用刮板刮出，即得泡沫产品精矿。2.浮选机应具有以下作用 浮选机除应具有工作连续可靠、耐磨、耗电少、结构简单、易维修等机械性能外，还应满足下列要求： （1）具有充气作用；引入空气，产生大小合适、数量足够、稳定性适宜的气泡，使之分散在矿浆中，以一定的动能运动，并和药剂、矿粒碰撞，产生选择性粘附、实现矿化。 （

34、2）具有搅拌作用；使矿浆处于湍流状态，以保证矿粒的悬浮和药剂的分散，并以一定动能运动、碰撞，实现矿粒和药剂的附着。 （3）具有调节矿浆面、矿浆循环量、充气量的作用；矿化气泡能升至液面，形成三相泡沫层，并产生二次富集作用，泡沫精矿和尾矿能及时排出。 （4）对于浮选所获泡沫产品及槽内残留矿浆，具有能连续不断排出的作用。3.根据充气和搅拌矿浆的方式，浮选机分为三大类型：（1）机械搅拌式浮选机：此种浮选机是由叶轮或回转子的旋转而使矿浆进行充气和搅拌。（2）压气式浮选机：此种浮选机是由外部用鼓风机送入压缩空气使矿浆完成充气和搅拌。（3）混合式浮选机：此种浮选机除了叶轮或回转子的旋转而使矿浆进行充气和搅拌

35、之外，还从外部用鼓风机送入压缩空气。目前浮选厂常用的浮选机是机械搅拌式浮选机。此类浮选机又根据充气结构不同，又可分为以下几种：叶轮式、回转子式、螺旋子式。老浮选厂机械搅拌式（叶轮式）浮选机习惯称为“法连瓦尔德型”和“米哈诺布尔型”。二、机械搅拌式浮选机（一）叶轮式机械搅拌浮选机1.叶轮式机械搅拌浮选机结构图 叶轮式搅拌浮选机示意图1-叶轮；2-垂直轴；3-皮带轮；4-导管；5-矿液面调节闸门；6-水轮盖板；7-进气管；8-矿浆循环孔；9-螺旋杆；10-进浆管；11-承矿箱；12-排矿砸门；13-导向叶片2. 叶轮式浮选机工作原理矿浆由进浆管给入到叶轮上，被旋流的叶轮产生的离心力抛向槽中，于是在

36、盖板下形成负压，自动的由进气管吸入空气。吸入的空气和给进的矿浆在叶轮上部混合一起又被抛向槽中，于是又产生负压，又吸入空气，如此连续地进行。经过药物作用的矿浆中，欲浮矿物被气泡带至表面形成矿化泡沫层，并被刮板刮出得到精矿。而不上浮的矿物和脉石则经槽子侧壁上的闸门进入中间室并给入下一浮选槽内，每个或几个槽内矿浆水平的调节，每通过调节闸门上下来完成。矿浆在机内就是真样进行循环流动。3.机械搅拌式浮选机的特点： 搅拌力强，可保证密度、粒度较大的矿粒悬浮，并可促进难溶药剂的分散与乳化。 对分选多金属矿的复杂流程，自吸时可以靠叶轮的吸浆作用实现中矿返回，省去大量砂泵。 对难选和复杂矿石或希望得到高品位精矿

37、时，可保证得到较好的稳定指标 运动部件转速高、能耗大、磨损严重、维修量大。（二）棒型机械搅拌浮选机1.棒型浮选机结构图 棒型机械搅拌浮选机示意图1-槽体；2-轴承体；3-棒轮；4-稳流器；5-刮板；6-传动装置；7-提升叶轮；7-凸台；8-压簧；9-底盖；10-导浆管2.棒型浮选机特点：属于浅槽式浮选机，浮选速度快、吸气量大，搅拌力强。适于矿浆浓度大、比重大、粒度较粗的矿物浮选。吸入槽结构复杂（一根轴上有两个叶轮，棒轮与提浆轮），槽深浅，自流连接困难等。（三）充气搅拌式浮选机这类浮选机与机械搅拌式浮选机的主要区别在于它属于外部供气式。它的搅拌器只起搅拌作用，空气是靠外部特设的风机强制送入的。我

38、国的CHF-X14m3、CHF-X8m3充气搅拌式浮选机即属此类。1.充气搅拌浮选机结构图 丹佛型浮选机图 丹佛型浮选机充气装置1-中空轴；2-循环筒；3-盖板；4-叶轮2.充气搅拌浮选机特点：外部鼓风机供气，充气量较易调节，可以根据浮选的需要，通过阀门调节大小。由于叶轮只起搅拌作用不起吸气作用，所以转速较低，搅拌不甚强烈，对脆性矿物的浮选不易产生泥化现象。矿浆面比较平稳，易形成稳定的泡沫层，有利于提高选别指标。由于叶轮转速较低，矿浆靠重力流动，故单位处理矿量电耗低，且使用期限较长，设备维修费用也低。这类浮选机的不足之处在于，它不能自行吸入矿浆，所以中间产品返回需要砂泵扬送。另外还要有专门的送

39、风设备，管理起来比较麻烦。3.应用：广泛应用于选别钾盐、磷酸盐、铜、锌、钼以及煤和其它有用矿物。常用于处理简单矿石的粗选、扫选作业。二、压气式浮选机（浮选柱）1.浮选柱结构及特点浮选柱也叫柱式浮选机，是一种深槽型充气式浮选机，浮选柱属于充气式浮选机的一种。这类浮选机在结构上的特点是没有机械搅拌器，也没有传动部件。矿浆的充气靠外部的空压机压入。某选矿厂浮选柱图 浮选柱结构图1-筒体；2-充气装置；3-给矿装置；4-精矿泡沫流槽；5-尾矿提升装置浮选柱的技术规格，常以浮选柱的直径D和高度H表示，目前有园型和上方下园二种。浮选柱的特点是：具有结构简单，制造安装方便，生产维护容易，节省动力，占地面积小

40、，基建费用低，上马快。但浮选柱也有其缺点：主要是充气装置易结钙和堵塞，工作不稳定。2.浮选柱的工作原理浮选柱在工作时，将矿浆加入浮选药剂进行强烈搅拌，由中心给矿装置送入柱内。由于矿浆的重力作用，从柱内缓缓下降。压缩空气经过充气装置弥散成大量的微小气泡，均匀地分布在柱的整个断面上并徐徐上升。矿浆与气泡形成对流运动。在这种情况下，一部分可浮性矿物附着于气泡而上浮至矿浆上面形成矿化气泡，从泡沫流槽自行溢出或用刮板将泡沫刮出，即为精矿。另一部分不浮的脉石不能附着于气泡上，从尾矿提升装置排出或进入下一作业处理，即为尾矿。3.应用：浮选柱比较适合于处理组成比较简单和品位较高的易选矿石的粗选、扫选作业。目前

41、大部分是将浮选柱用在粗选作业上，而在精选作业上是不太适用的。主要是浮选精矿质量和回收率均不如浮选机，尤其是精矿质量。第五节 影响浮选过程的因素影响浮选工艺过程的因素很多，其中较重要的有：1）磨矿细度；2）矿浆浓度；3）药方；4）充气和搅拌；5）浮选时间；6）浮选流程。此外，水的质量和矿浆温度等对浮选也有一定的影响。一、磨矿细度 1.磨矿粒度对浮选的影响浮选时，过粗的矿粒（大于0.1毫米）和极细的矿粒（小于0.006毫米）都浮得不好，回收率较低。在浮选粗粒时，由于重量较大，使矿粒脱落力增加。在浮选极细粒（通常指小于510微米的矿泥）时，很容易粘附在粗粒表面上，使粗粒可浮性降低，使选择性变坏；使矿

42、浆中药剂浓度降低，破坏了正常的浮选过程，使浮选指标降低；精选时会造成困难，降低精矿质量，并使泡沫产物流动性及浓缩效率降低。2.磨矿细度要求：（1）有用矿物基本上单体解离。 （2）粗粒单体矿粒粒度，必须小于矿物浮选的粒度上限。 硫化物（0.250.3mm）； 自然硫（0.51mm）； 煤（12mm）。 （3）尽可能避免泥化。对于某些矿石，常采用阶段磨矿、阶段选别的流程，以避免矿石过粉碎。3.合理的磨矿分级流程主要依据下列因素确定：（1）有用矿物和脉石矿物的浸染粒度及共同特性；（2）有用矿石和脉石的硬度及比重；（3）有用矿石和脉石的泥化程度及氧化性；（4）原矿中有用矿物的含量及价值；（5）用户对精

43、矿粒度的要求。4.防止和减轻矿泥的常用办法有：（1）减少和防止矿泥的生成：可采用多段磨矿流程，以及采用阶段选矿过程。要正确选择磨矿和分级设备，提高分级机效率；（2）添加消除矿泥有害作用的药剂：常用有水玻璃、苏打、苛性钠等；可以减轻矿泥的絮凝罩盖作用。为了减轻矿泥大量吸附药剂的有害影响，可以考虑采用分段加药法；（3）将磨好的原矿在浮选之前进行脱泥，做为尾矿抛弃。如果矿泥中有用成分含量较高，也可以将脱掉的矿泥单独浮选处理，或送水冶处理。二、矿浆浓度1.矿浆浓度对浮选指标的影响矿浆浓度较浓时，对浮选过程有利。但过大，矿粒与气泡不能自由流动，则充气作用会变坏，从而降低质量和回收率。（1）浮选浓度稀，回

44、收率较低，但精矿质量较高；浮选浓度适当增高，回收率增大，浓度过大，回收率反而下降。（2）矿浆浓度对于浮选机的充气量、药剂的消耗、处理能力及浮选时间，都有直接影响。2.浮选时最适宜的矿浆浓度的确定一般的规律是：1）浮选比重大的矿物采用较浓的矿浆，浮选比重小的矿物则采用较稀的矿浆；2）浮选粗粒物料用较浓矿浆，浮选细粒和泥状物料则用较稀矿浆；3）粗选和扫选采用较浓矿浆，可以减少药剂消耗和浮选机台数，而精选则采用较稀矿浆，可以获得质量较高的合格精矿。矿石粗选时矿浆浓度2535%，浮选细粒及含泥高的矿石为1020%。三、矿浆酸碱度1.大多数硫化矿石在碱性矿浆中进行浮选作业。很多浮选药剂（如黄药、油酸、2

45、号油）等在弱碱性环境中较为有效。2.各种矿物在采用各种不同浮选药剂进行浮选时，都有一个“浮”与“不浮”的PH值，叫做临界PH值。控制临界PH值，就能控制各种矿物的有效分选。3.许多矿物的水解会对矿浆酸碱度造成一定影响，应加以注意。四、药剂制度加入浮选过程中药剂种类和数量、加药地点和加药方式等总称为药剂制度，简称药方。药方是浮选过程中的重要工艺因素，对浮选指标有重大影响。1.药剂用量影响：因为在一定限度内增加捕收剂和起泡剂的用量时，可以提高浮选速度并改善浮选指标（主要是精矿质量和回收率）。但是如果用量过多，也会降低回收率及精矿质量。同样，抑制剂和活化剂也应该适量，过量或不足都会引起浮选指标的降低

46、。2.浮选药剂加药地点和顺序：加药地点的选择与该药剂的用途及溶解快慢有关。通常将介质调整剂加到球磨机中，这样就可以消除起活化或抑制作用的难免离子对浮选的有害影响。抑制剂应加在捕收剂之前，通常也加在磨机中。活化剂常加在调合槽或浮选机中。对难溶捕收剂（如白药、煤油），为促进其溶解和分散，增长与矿物的作用时间，也常加在磨机中。黄药一般加在分级机溢流里，也有加在调整槽或浮选机中。起泡剂加在调整槽或浮选机中。常见的加药顺序为：1）浮选原矿时先加调整剂抑制剂捕收剂起泡剂。2）浮选被抑制的矿物时先加活化剂捕收剂起泡剂。为了提高药剂的作用效率，通常在浮选前，需要将药剂同矿浆搅拌一定的时间，搅拌的时间长短主要与

47、药剂的溶解度有关。一般为520分钟，短的为15分钟。此外加药地点的选择也要考虑矿石性质。例如有些硫化铜铁矿浮选厂黄药加到磨机中，结果提高了选别指标。3.常用的加药方式：浮选药剂可采用两种方式添加：1）一次性加药；2）分段加药。（1）一次性加药是指将某种药剂在浮选前一次加入矿浆中，这样可以提高浮选过程初期速度。一般对于易溶于水的，不致被泡沫机械带走，并且在矿浆中不易起反应而失效的药剂（如黄药、苏打、石灰），应采用一次加药。（2）分段加药是指将某种药剂在浮选过程中分几批加入。一般在浮选前加入总量的6070%，其余的3040%分几批加入适当的地点；这样的分段加药可以改善精矿质量。一般对于难溶于水的、

48、易于被泡沫机械地带走、在矿浆中易起反应而失效的，以及某些选择性较差的或易于分解失效的药剂（如油类捕收剂、松油、硫化钠），应采用分段加药。五、充气和搅拌u 强化充气作用，可以提高浮选速度，节约水电和药剂。但充气量过大，会把大量矿泥机械夹杂带至泡沫产品中。u 矿浆搅拌的目的在于促使矿粒均匀的悬浮于矿浆中，并使空气很好地弥散，产生大量“活性气泡”。u 适当加强充气作用和搅拌作用对浮选有利，但过分会产生起泡兼并、精矿质量下降、电能消耗增加、机械磨损等缺点。1. 强化充气作用，可以提高浮选速度，节约水电和药剂。但充气量过大，会把大量矿泥机械夹杂带至泡沫产品中。2.气泡的大小对浮选效果影响气泡小，则空气弥

49、散的愈好，也就增加了气泡表面积及其与矿粒接触的机会，因而对浮选有利，可以改善浮选指标。但是，如果气泡过小，升浮速度也很小，这样反而有害。所以，浮选时气泡不能过大，以小为好，但不能过小，否则会影响浮选指标，降低回收率和精矿质量。3.矿浆搅拌对浮选效果影响矿浆的搅拌可以促进矿粒的悬浮及在槽内均匀分散；可以促进空气很好的弥散，使其在槽内均匀分布；可以促使空气在槽内高压地区加强溶解，而在低压地区加强析出，以造成大量的活性微泡。4.加强充气和搅拌对浮选是有利的，但是不能过分，因为过分充气和搅拌会产生以下缺点：1）促进了气泡的兼并；2）降低了精矿质量；3）增加了电能消耗；4）增加了浮选机各部分的磨损；5）

50、槽内矿浆容积减少（这是因为槽的容积被气泡占据的部分增加了）；6）过分搅拌还可能使附着于气泡上的矿粒脱落。生产中最适宜的充气量和搅拌程度应根据浮选机的类型和结构特点通过试验来决定。六、浮选时间1.浮选时间对浮选指标影响对于每种矿石，都有其适宜的浮选时间，如果浮选时间太短则回收率低；如果浮选时间太长，则会降低精矿质量，而且从经济上看也不合算。所以，浮选时间应通过实验和生产实践来确定。 2. 影响浮选时间的因素有：1）矿石性质（如可浮性及欲浮矿物含量）；2）浮选的给矿粒度；3）矿浆浓度；4）药剂制度；5）矿物分离的形式。一般规律是：当矿物的可浮性愈好、欲浮矿物的含量愈少、浮选机给矿粒度适中（不能太细）、矿浆浓