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浮选工艺之泡沫浮选法

随着我国矿产资源特点日趋复杂、贫、细,浮选技术的发展对于选矿业的发展显得尤为重要。泡沫浮选技术是一些专门处理极细粒的浮选技术,可回收的粒度下限更低,超细浮选和离子浮选技术能回收从胶体颗粒到呈分子、离子状态的各类物质。浮选还可选别火法冶金的中间产品,挥发物及炉渣中的有用成分,处理湿法冶金浸出渣和置换的沉淀产物,回收化工产品(如纸浆,表面活性物质等)以及废水中的无机物和有机物。

  1949年以前中国只有几座浮选厂,1949年以后建成了几百座处理各种矿石的现代浮选厂。在多金属矿石的分离浮选、复杂矿石的综合利用、铁矿石浮选以及非金属矿石与煤的浮选等领域内,均取得了成就。

浮选工艺

矿粒因自身表面的疏水特性或经浮选 剂作用后获得的疏水特性,可在液-气或水-油界面发生聚集。目前应用最广泛的是泡沫浮选法。矿石经破碎与磨碎使各种矿物解离成单体颗粒,并使颗粒大小符合浮选工艺要求。向磨矿后的矿浆加入各种浮选 剂并搅拌调和,使与矿物颗粒作用,以扩大不同矿物颗粒间的可浮性差别。调好的矿浆送入浮选槽,搅拌充气。矿浆中的矿粒与气泡接触、碰撞,可浮性好的矿粒选择性地粘附于气泡并被携带上升成为气-液-固三相组成的矿化泡沫层,经机械刮取或从矿浆面溢出,再脱水、干燥成精矿产品。不能浮起的脉石等矿物颗粒,随矿浆从浮选槽底部作为尾矿产品排出,图1为泡沫浮选过程示意图。将无用矿物颗粒浮出,有用矿物颗粒留在矿浆中,称为反浮选,如从铁矿石中浮出石英等。

  各种浮选工艺的理论基础大体相同,即矿粒因自身表面的疏水特性或经浮选 剂作用后获得的疏水(亲气或油)特性,可在液-气或水-油界面发生聚集。

  目前应用最广泛的是泡沫浮选法。矿石经破碎与磨碎使各种矿物解离成单体颗粒,并使颗粒大小符合浮选工艺要求。向磨矿后的矿浆加入各种浮选 剂并搅拌调和,使与矿物颗粒作用,以扩大不同矿物颗粒间的可浮性差别。调好的矿浆送入浮选槽,搅拌充气。矿浆中的矿粒与气泡接触、碰撞,可浮性好的矿粒选择性地粘附于气泡并被携带上升成为气-液-固三相组成的矿化泡沫层,经机械刮取或从矿浆面溢出,再脱水、干燥成精矿产品。

  不能浮起的脉石等矿物颗粒,随矿浆从浮选槽底部作为尾矿产品排出。有时,将无用矿物颗粒浮出,有用矿物颗粒留在矿浆中,称为反浮选,如从铁矿石中浮出石英等。

  常规泡沫浮选适于选别0.5mm至5μm的矿粒,具体的粒限视矿种而定。当入选的粒度小于5μm时需采用特殊的浮选方法。如絮凝-浮选是用絮凝剂使细粒的有用矿物絮凝成较大颗粒,脱出脉石细泥后再浮去粗粒脉石。载体浮选是用粒度适于浮选的矿粒作载体,使微细矿粒粘附于载体表面并随之上浮分选。

  还有用油类使细矿粒团聚进行浮选的油团聚浮选和乳化浮选,以及利用高温化学反应使矿石中金属矿物转化为金属后再浮选的离析浮选等。用泡沫浮选回收水溶液中的金属离子时,先用化学方法将其沉淀或用离子交换树脂吸附,然后再浮选沉淀物或树脂颗粒。

  处理呈分子、离子及胶体大小的物料,采用浮沫分离。其特点是利用某些物料的疏水性,缓慢搅拌及少量充气,使成浮沫聚集于水面上刮出。如从水中回收油脂、蛋白质、纸浆以及化工产品等。离子浮选是在能与离子发生沉淀或络合的表面活性剂的作用下,使反应生成物进入浮沫,完成分选。

浮选工艺流程--气泡的矿化
矿粒向气泡选择性地附着,这是浮选过程中最基本的行为。

浮选工艺流程--矿化泡沫层的形成与刮出
    矿化气泡由浮选槽下部上升到矿浆面形成矿化饱沫层,有用矿物富集到泡沫中,将其刮出而成为精矿(中矿)产品。而非目的矿物则留在浮选槽内,从而达到分选的目的。通常浮选作业浮起的矿物是有用矿物,这样的浮选过程称之为正浮选,反之,浮起的矿物为脉石,则称之为反浮选(或称逆浮选)。
    浮选工艺是一个较复杂的矿石处理过程,其影响因素可分为不可调节因素(原矿性质和生产用水的水质)和可调节因素(浮选流程、磨矿细度、矿浆浓度、矿浆酸碱度、浮选 剂制度。

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