選礦概論

Mineralprocessing

七、浮選1浮選基本概述2浮選理論3浮選藥劑4浮選設備5浮選流程1、浮選基本概述第一節(jié)浮選及浮選過程第二節(jié)浮選的特點第三節(jié)浮選法在選礦中的地位1、什么是浮選？浮選是利用礦物表面物理化學性質(zhì)的差異，使礦物顆粒選擇性地向氣泡附著的選礦方法。對浮選有較大影響的表面性質(zhì)主要有：濕潤性、電性、吸附、氧化、溶解、分散、絮凝等等。第一節(jié)浮選及浮選過程2、老的浮選概念主要有三種：

1.全油浮選：1860年由英國人WillianHaynis首先取得專利權(quán)。分選作用主要在油-水界面發(fā)生，疏水礦粒進入油相，親水礦粒進入水相。1898年這種工藝用于工業(yè)生產(chǎn)。

2.表層浮選：1907年由馬克魁斯通（Macquiston）首先取得專利權(quán)。分選作用主要在水-氣界面發(fā)生，疏水礦粒浮在水面上，親水礦粒沉入水中。以上兩種浮選因其是在兩相界面發(fā)生，因此又稱為界面浮選。

3.泡沫浮選：1902年由Potter首先取得專利權(quán)。分選作用主要在氣-水-固三相界面發(fā)生，疏水礦粒粘附氣泡上浮，親水礦粒留于水中。3、礦物的浮選過程

（礦物是怎樣浮選的）

碎磨—攪拌槽（加藥劑，礦物顆粒與藥劑作用）—浮選機（攪拌使礦漿懸浮，產(chǎn)生細小氣泡）攜帶礦粒升到礦漿表面完成浮選分離（正浮選工藝：礦化泡沫即精礦，槽底物即尾礦；反浮選工藝：礦化泡沫即尾礦，槽底物即精礦）—產(chǎn)品脫水（濃縮、過濾、有時也干燥）

礦物的浮選過程是在固（礦物）、液（水）和氣（氣泡）三相界面上進行的，進行這一過程的關(guān)鍵在于：礦物表面性質(zhì)（潤濕性）差異，從礦漿中析出足夠量的穩(wěn)定而細小的氣泡；有用礦物（欲浮礦物）有充分的機會與氣泡群碰撞，并牢固地粘附在氣泡上被浮到礦漿的表面，脈石礦物雖有機會與氣泡碰撞，但不粘附，遺留在礦漿中。因此，氣泡既是分選的媒介，同時又是運載工具。第二節(jié)浮選的特點⑴應用廣泛；⑵分選效率高、富集比高；⑶有益于礦產(chǎn)資源的綜合利用；⑷分選粒度細，前途廣闊，處理細粒浸染的礦物特別有效。浮選是資源加工技術(shù)中最重要的技術(shù)，由于浮選法所取得依據(jù)決定，它的應用前景是極為廣闊的，幾乎所有的礦物都可以采用浮選法從礦石中分離出來，同時可加工處理二次資源及非礦物資源。涉及無機化學、有機化學、表面化學、電化學、物理化學等幾乎整個化學學科領(lǐng)域，形成了浮選電化學、浮選溶液化學、浮選劑分子設計、浮選表面化學等交叉學科領(lǐng)域。第三節(jié)浮選法在選礦中的地位

浮選法原則上可選別所有礦石。目前，每年經(jīng)浮選處理的礦石已超過十億噸。浮選法是一種最重要的選礦方法，預計今后還會得到更廣泛的應用?！艨蛇x別各種黑色、有色、稀有金屬、貴金屬礦物100多種有用礦物?！魧ω毜V、細粒礦、雜礦石有更大適應性。目前，回收率小于60％的項目都被禁止，已從礦業(yè)擴展到其他領(lǐng)域?！裟壳埃∵x廣泛應用于冶金、化工、造紙工業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品及食品工業(yè)、醫(yī)藥微生物、工業(yè)廢物及廢水處理等方面?！粢苯鸸I(yè)產(chǎn)品浮選，如銅鎳混合礦、煉銅爐渣等的浮選、錳礦石中伴生Ag(740g/t)的富集回收。浮選領(lǐng)域的進展近二三十年來，浮選領(lǐng)域的進展是：1.

浮選機的大型化和智能化2.

新藥劑、新工藝不斷涌現(xiàn)3.

浮選理論的研究不斷深入2、浮選理論本章重點：礦粒為什么能選擇性的向氣泡附著？在什么條件下發(fā)生附著？

第一節(jié)浮選理論之一

------潤濕理論

潤濕是自然界常見的現(xiàn)象。任意兩種流體與固體接觸，所發(fā)生的附著、展開或浸沒現(xiàn)象稱為潤濕過程。其結(jié)果是一種流體被另一種流體從固體表面部分或全部被排擠或取代，這是一種物理過程，且是可逆的。如浮選過程就是調(diào)節(jié)礦物表面上一種流體（如水）被另一種流體取代（如空氣或油）的過程（即潤濕過程）

。

判斷礦物表面潤濕性的大小,常用接觸角表示，接觸角的大小隨著疏水程度的增大而增加，顆粒疏水性越高，越容易被穩(wěn)定氣泡吸附。

接觸角是反映礦物表面親水性與疏水性強弱程度的一個物理量。成為衡量潤濕程度的尺度，它既能反映礦物的表面性質(zhì),又可作為評定礦物可浮性的一種指標。接觸角的大小與固-氣(γSA),固-液(γSW)以及液-氣(γWA)界面的表面張力有關(guān)，平衡狀態(tài)時如右圖所示。接觸角的定義當氣泡在礦物表面附著（或水滴附著于礦物表面）時，一般認為其接觸角處為三相接觸，并將這條接觸線稱為“潤濕周邊”，在接觸過程中，潤濕周邊可以是移動的，或者變大，或者縮小，當變化停止時，表明該周邊上的三相界面的自由能（以界面張力表示）已達到平衡，此時在潤濕周邊上任一點處，自液－氣界面經(jīng)過液體內(nèi)部到固液界面的夾角叫接觸角，用θ表示。γSAAirθSolidγWAγSW

表1部分礦物的接觸角礦物名稱θ0礦物名稱θ0硫78黃鐵礦30滑石64重晶石30輝鉬礦60方解石20方鉛礦47石灰石0～10閃鋅礦46石英0～4螢石41云母～0由表可以看出,大部分礦物是親水的。

第二節(jié)浮選理論之二

-----雙電層理論一、雙電層結(jié)構(gòu)及電位在浮選中，礦物-水溶液界面雙電層可用斯特恩（Stern）雙電層模型表示。1、結(jié)構(gòu)定位離子：在兩相間可以自由移動，并決定礦物表面電荷（或電位）的離子。定位離子在礦物表面的荷電層，稱為“定位離子層”或“雙電層內(nèi)層”。一般認為，對于氧化礦、硅酸鹽礦物定位離子是H+和OH-，對于離子型礦物、硫化礦礦物定位離子就是組成礦物晶格的同名離子。緊密層（或稱Stern層）：礦表到緊密層離子的中心線，因此緊密面離礦物表面的距離等于水化配衡離子的有效半徑（δ）。擴散層（或稱Gouy層）：兩層的分界面為緊密面。當?shù)V物-溶液在外力下作相對運動時，緊密層中的配衡離子因牢固吸附會隨礦物一起移動，而擴散層將沿位于緊密面稍外一點的“滑移面”移動。雙電層模型2、電位⑴表面電位（ψ0）：即礦物表面與溶液之間的電位差。其大小取決于吸附在礦表上的定位離子濃度及荷電數(shù)。⑵斯特恩電位（ψδ）：緊密層與溶液之間的電位差。⑶動電位（ξ）：是指當?shù)V物-溶液在外力下作相對運動時，滑移面上的電位。也稱“電動電位”、“ξ-電位”。3、零電點與等電點（1）零電點（PZC）：是指當ψ0為零（或表面凈電荷為零）時，溶液中定位離子活度的負對數(shù)。（2）等電點(IEP)：是指當沒有特性吸附時，ξ電位等于零時，溶液中定位離子活度的負對數(shù)。

零電點與等電點的聯(lián)系：動電位ξ的正負由ψ0來決定；ψ0=0，ξ必為零，反之則不然；無特性吸附時，純水中測得ξ=0，即可作為ψ0=0（以作定位離子的礦物），即PZC=IEP。

二、礦物表面電性與可浮性可浮性：通過浮選藥劑，使礦物疏水或親水的程度。研究礦物表面電性，對浮選研究通常有兩個目的：一是為浮選藥劑作用機理提供依據(jù)；二是判斷礦物可浮性。1、礦表電性與可浮性關(guān)系。

pH>PZC，礦物表面帶負電，有利于陽離子捕收劑吸附

pH<PZC，礦物表面帶正電，有利于陰離子捕收劑吸附

pH=PZC，礦物表面不帶電，原則上有利于中性捕收劑吸附，但難控制，選擇性差。2、利用礦物表面電性（PZC）的不同分選礦物以鋁土礦浮選為例：一水硬鋁石的PZC=6.3，高嶺石的PZC=4.5，在pH為4.5至6.3的范圍內(nèi)，采用陽離子捕收劑可以捕收高嶺石。但是，要進一步實現(xiàn)一水硬鋁石與高嶺石的浮選分離，選擇合適的一水硬鋁石抑制劑至關(guān)重要。第三節(jié)浮選理論之三

-------吸附理論浮選中的吸附現(xiàn)象吸附是指在吸附劑表面力作用下，在體系表面自由能降低的同時，吸附質(zhì)從各體相向表面濃集的現(xiàn)象。吸附過程總是發(fā)生在各相的界面上。浮選研究中主要研究的是固-液、氣-液界面。

浮選是發(fā)生在固-液-氣各相界面上的復雜物理化學過程，其中最為重要的是固-液界面上浮選藥劑的吸附，這些吸附就其本質(zhì)可以分為物理吸附和化學吸附兩大類，但由于浮選藥劑種類繁多，不同種的藥劑可以吸附在界面的不同位置并產(chǎn)生不同性質(zhì)的吸附及結(jié)果。為了便于研究，將浮選藥劑在礦物-水溶液界面的吸附作用歸納和分類如下：一、浮選藥劑在礦物-水溶液界面的吸附類型1、按吸附物的形態(tài)(1)分子吸附：被分散或被溶解于礦漿溶液中的藥劑分子在表面上的吸附。包括非極性分子的物理吸附（如各類烴類油的吸附）和極性分子的物理吸附（如起泡劑分子在液-氣界面的吸附）。(2)離子吸附：礦漿溶液中的離子(捕收劑、活化劑)在礦物表面吸附。如黃藥在PbS上吸附絡合離子吸附均屬此類。(3)半膠束吸附：捕收劑濃度足夠高時，吸附在礦物表面上的長烴鏈捕收劑的非極性基締合而形成二維空間的膠束在礦物表面的吸附。(4)捕收劑及其與礦漿中反應的產(chǎn)物在表面的吸附：如黃藥氧化為過黃藥、吸附于表面等可造成疏水。2、按吸附方式⑴交換吸附：溶液中離子與礦表上另一種離子發(fā)生交換吸附。如Cu2+活化ZnS：ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+⑵競爭吸附：礦漿溶液中存在多種離子時，它們在礦表的吸附?jīng)Q定于它們對礦表的活性化及在溶液中的濃度，即決定于相互競爭。⑶特征吸附：礦表對溶液中某種組分具特殊的親和力，而發(fā)生的吸附稱之為特征吸附。特征吸附通常是由靜電力和化學鍵共同作用引起的，與靜電吸附相比，它具有較高的選擇性，吸附不完全依賴表面電荷。對礦表有特別親和力而又非化學吸附的某些離子稱為特征吸附離子（如：SO42-、RSO4-、PbOH+）。半膠束吸附可以認為是特征吸附的一種特例。3、按雙電層中吸附位置⑴雙電層內(nèi)吸附（定位吸附）：所謂“內(nèi)層”，浮選中是指礦表帶電的凈電荷層，“外層”為物化中的“Stern”層，可作為“定位離子”的離子都可以發(fā)生這種吸附，吸附的結(jié)果是改變礦表的ψ0。如：同名離子，H+、OH-，及可類質(zhì)同象離子等。⑵雙電層內(nèi)外吸附（”Stern”吸附）：靠靜電引力作用在“Stern”層發(fā)生吸附，與表面電荷反號的配合離子均可發(fā)生這種吸附，吸附的結(jié)果，只改變“ζ電位”的大小。4、吸附本質(zhì)⑴物理吸附：由分子鍵力（靜電力）引起的吸附，其特征是：吸附熱小，具可逆性，常為多層吸附，無選擇性，吸附速度快；⑵化學吸附：由化學鍵力引起的吸附，特征是：吸附熱大，具不可逆性，單層吸附，強選擇性，吸附速度慢。第三章浮選藥劑第一節(jié)浮選藥劑的分類與作用

礦物能否浮選取決于礦物表面的潤濕性。自然界中的礦物，絕大多數(shù)可浮性都很差，必須用浮選藥劑來加強，而且這種加強必須要有選擇性，即只能加強一種礦物或某幾種礦物的可浮性，而對其他礦物不僅不能加強有時還要削弱。這樣，就可以人為地控制礦物的浮選行為。浮選之所以能被廣泛應用于礦物加工，重要的原因在于它能通過浮選藥劑靈活、有效地控制浮選過程，成功地將礦物按人們的要求加以分開，使資源得到綜合利用。

例如多金屬硫化礦石，礦石中經(jīng)常共生方鉛礦、黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦等硫化礦物，這些硫化礦物具有相似的物理性質(zhì)，用重選等選礦方法很難使之分離。

由于研究角度不同，有不同的分類方法，按藥劑在浮選中的用途分為捕收劑、起泡劑、調(diào)整劑三大類。(l）捕收劑能選擇性地作用于礦物表面并使其疏水的有機物為捕收劑。捕收劑作用于礦物-水界面，通過提高礦物的疏水性，使礦粒能更牢固地附著于氣泡而上浮。(2）起泡劑為表面活性物質(zhì)，主要富集在水-氣界面，促使空氣在礦漿中彌散成小氣泡，防止氣泡兼并，并提高氣泡載礦化和上浮過程中的穩(wěn)定性，保證礦化氣泡上浮后形成泡沫層刮出。(3）調(diào)整劑用于調(diào)整其他藥劑（主要是捕收劑）與礦物表面的作用，調(diào)整礦漿的性質(zhì)，提高浮選過程選擇性。調(diào)整劑的種類較多，可細分為四種：

活化劑—能促進捕收劑與礦物的作用，從而提高礦物可浮性的藥劑（多為無機鹽），這種作用稱活化作用。

抑制劑—與活化劑相反，能削弱捕收劑與礦物的作用，從而降低礦物可浮性的藥劑（各種無機鹽及一些有機化合物，這種作用稱為抑制作用。

介質(zhì)pH調(diào)整劑—主要是調(diào)整礦漿的性質(zhì)，形成對某些礦物浮選有利、而對另一些礦物浮選不利的介質(zhì)性質(zhì)，例如用它調(diào)整礦漿的離子組成、改變礦漿的pH值、調(diào)整可溶性鹽的濃度等。

分散劑與絮凝劑—調(diào)整礦漿中細泥的分散、團聚與絮凝。

浮選藥劑的作用和分類時相對的，某種藥劑在一定條件下屬于此類，而在另一條件下可能屬于另一類。如硫化鈉（Na2S）在浮選有色金屬硫化礦時是抑制劑，而在浮選有色金屬氧化礦時是活化劑，但用量多時又是抑制劑。第二節(jié)捕收劑捕收劑按其在水中解離程度分成兩大類：非離子型捕收劑和離子型捕收劑。

非離子型捕收劑主要是非極性烴類油和不溶性的酯類。前者本身是非極性物質(zhì)，主要用分選非極性礦物，如煤、石墨等，也可以作某些極性礦物的輔助捕收劑。后者用于分選重金屬硫化礦。

離子型捕收劑的分子結(jié)構(gòu)中一般有兩個基團：極性基和非極性基。極性基能夠活潑地與礦物表面發(fā)生作用，使捕收劑固著到礦物表面（親固基）；非極性基起疏水作用。離子型捕收劑的非極性基是烴基。烴基內(nèi)部健能很強，表面是很弱的分子鍵，基本上不與水分子起作用，故含有非極性基的離子稱為疏水離子。疏水離子中能與礦物發(fā)生作用的基團稱為親固基。捕收劑疏水能力的強弱取決于疏水離子中烴基的結(jié)構(gòu)和長度，而捕收劑與礦物表面的固著強度和選擇比則取決于親固基的性質(zhì)。在浮選工業(yè)中，捕收劑硫化礦浮選常用的捕收劑是硫代化合物類，氧化礦常用烴基酸類；硅酸鹽類礦物常用胺類捕收劑；非極性礦物使用烴油類捕收劑。根據(jù)分選礦物的類型可分為：硫化礦捕收劑和氧化礦捕收劑、非極性礦物捕收劑。一、硫化礦捕收劑1）黃藥類2）硫氮類3）黑藥類4）硫胺酯5）硫醇類6）硫脲及其衍生物CHHCHHHOCSSNa(K)PSSORORNon-polarPolarNon-polarPolarCationCation(a)(b)黃藥的分類（黃藥，黃原酸鹽）（黃藥酯）按烴基中碳原子數(shù)的多少，在黃藥前冠以不同名稱，C2H5OCSSNa稱乙基黃藥，C4H9OCSSNa稱丁基黃藥。黃藥有鉀鹽和鈉鹽兩種，分別稱之為鉀黃藥和鈉黃藥。兩者捕收性基本相同，鉀黃藥較穩(wěn)定，鈉黃藥成本略低。我國生產(chǎn)的黃藥主要是鈉黃藥，國外異丙基黃藥及戊基黃藥應用得較多，而國內(nèi)很少應用，原因是原料異丙醇及戊醇的來源較少成本較高。制造黃藥的原料是醇、燒堿（NaOH）和二硫化碳（CS2）。工業(yè)上一般采用直接合成法生產(chǎn)黃藥，反應如下：

ROH+NaOH+CS2==ROCSSNa+H2O黃藥的性質(zhì)①物理性質(zhì)：常溫下是黃色粉末狀固體，常因雜質(zhì)的存在而使顏色稍深有刺激性臭味，有毒，可燃，易溶于水、丙酮和醇。②穩(wěn)定性：是一種不穩(wěn)定的化合物，遇熱分解，遇水或酸也可分解，遇水引起分解的速度較慢、遇酸則很快分解。分解后產(chǎn)物為醇、二硫化碳和苛性鈉；黃藥遇堿，或者本身含有游離的堿時可以引起分解而生成一些硫代碳酸鹽、硫化物及其他一些雜質(zhì)。黃藥溶于水后解離為黃酸陰離子和堿金屬陽離子（Na＋或K+）。C2-C5的黃酸是弱酸，解離常數(shù)K×10-5。黃酸離子在堿性介質(zhì)中是很穩(wěn)定的，但在某些情況下黃酸離子會產(chǎn)生水解，生成黃原酸。黃原酸分解的速度遠遠快于黃酸離子水解的速度，因此黃酸陰離子水解的速度決定了黃藥分解成醇與CS2的速度。一旦黃酸離子產(chǎn)生水解黃藥的捕收作用將隨之消失。實踐中經(jīng)?？刂频V漿的pH值以防止黃酸離子的分解，礦漿pH值越低分解越快。在堿性礦漿中黃藥是足夠穩(wěn)定的。

增加烴基的長度使捕收能力增強的原因在于：烴基越長，所顯示的非極性越強，因而捕收劑分子本身的水化性就越??；烴基越長，捕收劑固著于礦物表面后烴基之間的分子鍵力（色散力）越強，捕收劑在礦物表面附著就越牢固；烴基越長，捕收劑在礦物表面的“覆蓋層”就越厚，于是礦物表面顯示的烴基疏水性就越明顯。由此可見，捕收劑的烴基長度在一定范圍內(nèi)長些為好。但又不宜過長，因過長往往捕收能力過強而降低選擇性。同系列化合物的烴基每增加一個-CH2基，在水中的溶解度平均減少4.25倍。所以烴基過長反而會降低捕收效果，對浮選不利，對黃藥來說，實踐中常用的烴基為C2-C5。

通常，捕收性越強時選擇性越差。黃藥的捕收性能及其應用捕收劑能浮選什么樣的礦物既決定于礦物本身的性質(zhì)又決定于藥劑親固基的性質(zhì)。藥劑的非極性基僅能決定該藥劑對某一類礦物的捕收能力的強弱。黃藥的親固基-OCSS-，它通過二價硫和礦物表面的金屬離子鍵作用，使藥劑固著于礦物表面。因此二價硫的性質(zhì)與黃藥的捕收性能有密切的關(guān)系。二價硫離子（S2-）具有很大的離子半徑，易被極化，可以形成離子鍵和共價鍵。當它和極化力很強的金屬陽離子作用時可以產(chǎn)生彼此的極化形成金屬鍵。硫化礦物晶體具有類似于金屬的性質(zhì)，如都具有金屬光澤和導電性等。由于二價硫離子可以和礦物表面上極化力強的金屬離子（Me+）形成離子鍵、共價鍵或金屬鍵，故可使黃藥陰離子牢固地固著于這類礦物表面。實踐表明，黃藥可以成功地浮選有色金屬硫化礦和經(jīng)硫化后的有色金屬氧化礦。

黃藥對礦物的捕收能力與生成的金屬黃酸鹽的溶解度大小有關(guān)。黃藥和重金屬陽離于可生成難溶性化合物，例如乙基和丁基黃酸鹽可以和銅、汞、金等陽離子生成溶度積很小的產(chǎn)物，實踐表明這些金屬離子的硫化礦很容易用乙基黃藥浮選。對于含Zn2+和Fe3+時等金屬離子的硫化礦物，由于生成的黃酸鹽溶度積較大，礦物須經(jīng)活化后才能浮選。

黃藥和堿土金屬離子（Ca2+和Mg2+）不能生成難溶性化合物，故黃藥不能浮選含堿土金屬的礦物。保證了黃藥具有較高的浮選選擇性。黃藥是以下三類礦物最廣泛應用的捕收劑：貴金屬和自然銅硫化礦物。鉛、銅和鋅的氧化礦物（經(jīng)硫化后）。

黃藥不能浮選氧化物、硅酸鹽、鋁硅酸鹽和堿土金屬的鹽類礦物，故保證了黃藥的良好選擇性。二、氧化礦捕收劑通常在其中含有氧、氮等原子，同時非極性基分子量較大，常用的又分為陰離子型和陽離子型。前者多為各種烴基含氧酸，后者主要是有機胺類。1）烴基含氧酸（及其鹽）類捕收劑①脂肪酸（鹽）類：油酸及油酸鈉、氧化石蠟皂、塔爾油及塔爾油皂、環(huán)烷酸。②磺酸（鹽）類。③硫酸酯類。④胂酸、膦酸類⑤羥肟酸類2）胺類捕收劑三、非極性礦捕收劑為非極性烴類油，烴油分為脂肪烴、脂環(huán)烴和芳香烴三類，不能解離為離子。

常用的油類捕收劑有煤油、柴油、變壓器油等。第三節(jié)調(diào)整劑

1、活化劑

凡能增強礦物表面對捕收劑的吸附能力的藥劑稱為活化劑?；罨瘎┮话阃ㄟ^以下幾種方式使礦物得到活化：①難溶的活化薄膜在礦物表面生成。當?shù)V物本身很難被某種捕收劑捕收，在活化劑的作用下礦物表面生成了一層難溶性活化薄膜后能夠成功地被捕收。例如：白鉛礦很難被黃藥捕收，但經(jīng)硫化鈉作用后，白鉛礦表面生成了硫化鉛的薄膜后很容易用黃藥浮選。②活化離子在礦物表面的吸附。最典型的例子是石英對Ca2＋、Ba2＋離子的吸附。純石英不能被脂肪酸類捕收劑浮選，但石英吸附Ca2＋、Ba2＋離子后借Ca2＋、Ba2＋離子對脂肪酸捕收劑的吸附就能實現(xiàn)浮選。③清洗礦物表面的抑制性親水薄膜。如黃鐵礦，在強堿介質(zhì)中礦物表面上生成了親水的Fe(OH)3薄膜，使之不能被黃藥浮選。用硫酸使黃鐵礦表面親水薄膜消失后便能用黃藥浮選。④消除礦漿中有害離子的影響。如硫化礦浮選時，礦漿中存在S2-或HS-離子，硫化礦往往不能被黃藥浮選，只有當這些離子消失并出現(xiàn)游離氧以后才能實現(xiàn)浮選。以下是實踐上常用的活化劑：1）硫酸銅及有色重金屬可溶性鹽

硫酸銅（CuSO4·5H2O）是實際中最常用的一種活化劑。它可以活化閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦和鈷鎳等硫化礦物的浮選。其他一些重金屬可溶性鹽，如Hg2+、Ag+、Pb2＋、Pd2＋、Cd2＋等金屬離子的可溶性鹽也是活化劑。理論上研究最多的是硫酸銅Cu2＋對閃鋅礦的活化作用，普遍認為是在閃鋅礦表面生成硫化銅的薄膜:ZnS)ZnS+Cu2+=ZnS)CuS＋Zn2+Cu2+之所以能取代閃鋅礦表面Zn2+是因為Cu2+和Zn2+的離子半徑相近且硫化銅的溶度積比硫化鋅小。未被活化的閃鋅礦很難被黃藥浮選，生成硫化銅外表后就很容易用黃藥浮選。但硫酸銅要適量，過量時將活化硫化鐵，使浮選選擇性降低。2）堿土金屬和部分重金屬的陽離于屬于這一類的活化劑有：Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋等金屬陽離子。當使用脂肪酸類捕收劑時，這些離子可活化石英和其他硅酸鹽礦物的浮選。

研究較多的是Ca2＋、Ba2＋等對石英的活化作用。純凈的石英在中性或堿性介質(zhì)中表面呈負電性，不能吸附脂肪酸類捕收劑，但經(jīng)Ca2＋、Ba2＋等金屬離子活化后，石英便可吸附脂肪酸類捕收劑而浮出。Ca2＋、Ba2＋等金屬離子活化石英的機理過去認為是Ca2＋、Ba2＋等在石英表面吸附的結(jié)果。近代的研究表明，起活化作用的主要是金屬的氫氧絡合離子MeOH＋在礦物表面的進一步吸附。3）可溶性硫化物包括硫化鈉（Na2S·9H2O）、硫氫化鈉、硫化氫及硫化鈣等，最常用的是硫化鈉。

硫化物的主要作用有：①活化多種有色金屬氧化礦的浮選，這種作用也稱為硫化作用；②抑制各種硫化礦物；③解吸硫化物表面上的捕收劑，用在硫化礦浮選時混合精礦的脫藥；④調(diào)整礦漿pH值。硫化鈉溶解于水后，相當于在水中加入Na＋、OH-、HS-、S2-離子和H2S分子。一般認為硫化鈉對礦物的活化作用主要是由于HS-和S2-作用的結(jié)果。有色金屬氧化礦，如孔雀石、白鉛礦等直接用黃藥不能浮選，但與硫化鈉作用后卻能很好地用黃藥浮選。因此，對有色金屬氧化礦來說，硫化鈉是不可缺少的活化劑，亦稱之為硫化劑。硫化鈉對有色金屬氧化礦的活化作用是由于在硫化鈉的作用下在礦物表面生成了硫化物薄膜。4）無機酸、堿有時使用硫酸、苛性鈉、蘇打等作為活化劑。它們的主要作用是清洗掉礦物表面的氧化膜或粘附的礦泥。如黃鐵礦表面存在氫氧化鐵親水薄膜時失去可浮性，用硫酸清洗掉薄膜后黃鐵礦恢復可浮性被石灰抑制的黃鐵礦或磁黃鐵礦，用蘇打可以活化它們的浮選，原因是使礦物表面吸附鈣生成的CaCO3沉淀自礦物表面剝落，露出新鮮的表面以吸附黃藥離子實現(xiàn)浮選。2、抑制劑凡能夠破壞或削弱礦物對捕收劑的吸附，增強礦物表面親水性的藥劑稱之為抑制劑。

它通過以下三種方式抑制礦物：①從溶液中消除活化離子作用。如某些礦物在活化離子的作用下可以實現(xiàn)浮選，若將這些活化離子消除就使礦物達到抑制。例如石英在Ca2＋、Mg2＋離子的活化下才能被脂肪酸類捕收劑浮選，若在浮選前加人蘇打，使Ca2＋、Mg2＋離子生成不溶性鹽的沉淀，消除了Ca2＋、Mg2＋離子的活化作用，可使石英失去可浮性。②消除礦物表面的活化薄膜。如前所述，閃鋅礦表面生成硫化銅薄膜后可用黃藥浮選，當硫化銅薄膜被氰化物溶解后閃鋅礦就失去可浮性，從而達到抑制的目的。③在礦物表面形成親水的薄膜，提高礦物表面的水化性，削弱對捕收劑的吸附活性。形成抑制性親水薄膜有幾種情況：

第一，形成親水的離子吸附膜，例如：礦漿中存在過量的HS-、S2-離子時，硫化礦物表面可吸附它們形成親水的離子吸附膜；

第二，形成親水的膠體薄膜，如水玻璃在水中生成硅酸膠粒，吸附于硅酸鹽礦物表面，形成親水的膠體抑制薄膜；

第三，形成親水的化合物薄膜，例如：方鉛礦被重鉻酸鹽抑制，在礦物表面生成親水的PbCrO4抑制薄膜。

上述這些作用有時并不孤立存在。某些藥劑往往同時通過幾方面作用的配合才能有效地實現(xiàn)對礦物的抑制。以下是幾類常用的抑制劑：1）硫化鈉及其他可溶性硫化物硫化鈉和其他可溶性硫化物是有色金屬氧化礦的活化劑，但用量過多時被活化的礦物又被抑制。

硫化礦物浮選時加人硫化鈉，很多礦物受到抑制。研究表明，硫化礦物的抑制作用取決于硫化鈉本身的濃度和介質(zhì)的pH值，即主要和溶液中HS-濃度有關(guān)。硫化鈉的抑制作用在于HS-離子在硫化礦和黃藥陰離子間進行競爭，HS-濃度達到臨界值時，礦物被抑制硫化鈉在礦漿中易氧化，濃度不易控制，對礦物的抑制往往帶有時間性，故實踐上很少采用單一的硫化鈉作為硫化礦物的選擇性抑制劑。

目前硫化鈉主要用于下述三種情況：①多金屬硫化礦混合精礦的脫藥；②銅-鉬分離時用于抑制黃銅礦及其他硫化物，用煤油浮選輝鉬礦，③銅-鉛混合精礦的分離。2）氰化物氰化物是閃鋅礦、黃鐵礦和黃銅礦的有效抑制劑。過去廣泛應用于銅鋅、鉛鋅及銅鉛鋅多金屬硫化礦石的浮選。近年由于環(huán)保，很多已放棄使用，僅少數(shù)分離工藝復雜的尚在使用。

常用的有氰化鉀（KCN）和氰化鈉（NaCN)。氰化物毒性很強，易溶于水，其水解產(chǎn)物HCN易揮發(fā)，劇毒。在浮選過程中起抑制作用的是CN-離子。所以氰化物只能在堿性礦漿中使用，這樣不僅能降低其耗量和毒性，并能增強抑制作用。氰化物對礦物的抑制作用，可以歸納為如下幾個方面：①消除礦漿中的活化離子，防止礦物被活化。②除去礦物表面活化離子，降低捕收劑的作用能力。③CN-吸附在礦物表面，增強礦物的親水性，并阻止礦物表面與捕收劑作用。④溶解礦物表面的磺酸鹽捕收劑薄膜。因氰化物有劇毒，保存、使用必須有嚴格的制度尾礦水排放必須符合國家標準。3）硫酸鋅（ZnSO4·7H2O)

硫酸鋅是白色晶體，易溶于水，是閃鋅礦的抑制劑，只在堿性礦漿中才有抑制作用，礦漿pH值越高其抑制作用也就越強。

硫酸鋅在堿性礦漿中生成Zn(OH)2膠體，其抑制作用主要是由于生成的Zn(OH)2親水膠粒吸附在閃鋅礦表面，阻礙了礦物表面與捕收劑的作用。單獨使用硫酸鋅對閃鋅礦的抑制作用較弱，通常與其他抑制劑配合使用。實踐上硫酸鋅常與氰化物聯(lián)用，這樣不僅加強了抑制作用，而且節(jié)省了氰化物用量。一般常用的氰化物與硫酸鋅的用量比為1:2-1:10。4）二氧化硫、亞硫酸及其鹽類這類藥劑包括二氧化硫氣體（SO2）、亞硫酸（H2SO3）、亞硫酸鈉（Na2SO3）和硫代硫酸鈉(NaS2O3），主要作為閃鋅礦和硫化鐵的抑制劑。用這類藥劑代替氰化物也是目前研究的重要課題。由于這類藥劑無毒，不溶解金等貴金屬，所以應用日益廣泛。5）重鉻酸鹽

重鉻酸鉀K2CrO7或重鉻酸鈉Na2CrO7是方鉛礦的有效抑制劑，對黃鐵礦也有抑制作用。在多金屬硫化礦浮選中，重鉻酸鹽主要用于銅-鉛混合精礦分離時抑鉛浮銅。

例如重鉻酸鹽在弱堿性礦漿中生成鉻酸離子，鉻酸離子化學吸附在方鉛礦表面生成難溶而親水的銘酸鉛薄膜，使方鉛礦受到抑制。重鉻酸鹽或鉻酸鹽都是強氧化劑，為促使方鉛礦表面的氧化，要進行較長時間攪拌（30min-1h）由于鉻鹽對環(huán)境的污染，目前已限制使用。6）水玻璃（Na2O·mSiO2）水玻璃是非硫化礦浮選時最常用的一種調(diào)整劑，它既是硅酸鹽脈石礦物的抑制劑又是礦泥的分散劑。水玻璃又稱硅酸鈉，是由強堿和弱酸構(gòu)成的鹽，在水中可水解，礦漿呈堿性，形成大量SiO32-、HSiO3-、H+和OH-離子。水玻璃的抑制作用主要是由水化性很強的HSiO3-離子和硅酸分子及膠粒吸附在礦物表面，使礦物表面呈強親水性。硅酸膠粒在礦物表面的吸附一般認為是物理吸附。另外，硅酸離子（SiO32-、HSiO3-）和H+、OH-為石英及硅酸鹽礦物的定位離子，因而水玻璃可以強烈地增強石英及硅酸鹽礦物的負電位，使帶有相同電荷的粒子互相排斥，處于穩(wěn)定的分散狀態(tài)。水玻璃的抑制作用與用量密切相關(guān)：用量小時有選擇性，用量大時失去選擇性。為提高其選擇比，常采用的措施有：①與蘇打配合使用；②與多價金屬陽離子配合使用；③加溫處理。7）有機抑制劑

許多有機化合物可以用作抑制劑，如淀粉和糊精、丹寧類、木質(zhì)素及纖維素、動植物膠等。①淀粉—高分子化合物，親水基主要是-OH。淀粉的水解產(chǎn)物稱糊精。淀粉的組成與作用因來源不同略有差異，通常有兩種結(jié)構(gòu)：一種為含直鏈的鏈淀粉，另一種為含支鏈的膠淀粉，前者占25％左右，溶于熱水，后者占75％左右，不溶于水，但能在水中膨潤。淀粉制成糊精后易于溶解。淀粉主要用于抑制輝鉬礦和赤鐵礦。糊精主要用作如滑石、石英等脈石礦物的抑制劑。②丹寧—在螢石、白鎢礦、磷灰石浮選時抑制白云石和方解石，對石英也有一定抑制作用。③羧基甲基纖維素—可作為含鎂脈石礦物（如蛇紋石）的抑制劑。④木質(zhì)素—主要用途是抑制硅酸鹽礦物、稀土礦物。也可以作為鐵礦物的抑制劑。浮選鉀鹽時，可作為脫泥劑，脫除部溶解的礦泥。⑤腐殖酸—腐殖酸鈉可作亮煤、暗煤、褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦等的抑制劑，還可作煤泥的絮凝劑。3、介質(zhì)pH調(diào)整劑介質(zhì)的pH值是浮選的重要工藝參數(shù)。礦物通常要在一定的pH值范圍，浮選過程才有最佳的選擇性。調(diào)整介質(zhì)pH值，一般有以下作用：①調(diào)整重金屬陽離子的濃度。礦漿中許多“難免離子”（多為重金屬陽離子），通常可生成氫氧化物沉淀Me(OH）。提高介質(zhì)pH值，可明顯降低金屬陽離子濃度，如果Me＋是有害離子，則可減少它的有害影響；②調(diào)整捕收劑的離子濃度。捕收劑在水中呈分子或離子狀態(tài)存在與介質(zhì)值有密切關(guān)系，調(diào)整pH值可調(diào)整呈分子或離子狀態(tài)存在的比例；③調(diào)整抑制劑的濃度。一些抑制劑由強堿和弱酸構(gòu)成，在水中可以水解，故介質(zhì)pH值直接影響它的水解程度；④調(diào)整礦泥的分散與凝聚。實際應用的pH調(diào)整劑也是礦泥的分散劑或凝聚劑，起到分散礦泥或使礦槳產(chǎn)生凝聚的作用；⑤調(diào)整捕收劑與礦物之間的作用。捕收劑離子與礦物的作用與礦漿的pH值有密切關(guān)系，調(diào)整介質(zhì)pH值可改變礦物表面電性及藥劑的性能。當介質(zhì)pH值大于礦物的零電點時，礦物表面荷負電，反之荷正電。如果礦物與藥劑之間作用屬物理吸附，礦物表面電性就能決定藥劑能否吸附到礦物的表面，即pH值決定了藥劑能否與礦物起作用。各種礦物浮選時都有最佳的pH值范圍，如煤泥應在中性或弱堿性礦漿中才能有最佳可浮性。另外，捕收劑陰離子與OH-之間可在礦物表面產(chǎn)生競爭，pH值愈高，OH-離子濃度愈大，愈能排斥捕收劑陰離子的作用。在一定的捕收劑濃度下礦物開始被OH-抑制時的pH值稱為礦物的臨界pH值。不同礦物的臨界pH值是不同的。實際浮選時，因同一種礦石中同一種礦物的可浮性常有一些差異，臨界pH值是一個范圍。礦物的臨界pH值與捕收劑濃度有關(guān)。常用的pH調(diào)整劑有石灰、蘇打、硫酸和苛性鈉。①石灰，又稱白灰，有效組成為CaO，是一種最廉價、最廣泛的pH調(diào)整劑，特別是在硫化礦浮選上石灰除調(diào)節(jié)礦漿困值外還可作為黃鐵礦與磁黃鐵礦的抑制劑。

石灰是一種強堿，可使礦漿pH值提高到11-12以上。石灰的作用一方面是OH-的作用，另一方面是Ca2＋的作用。黃鐵礦與磁黃鐵礦在堿性介質(zhì)中表面可生成氫氧化鐵親水薄膜。當有黃藥存在時黃藥陰離子和OH-發(fā)生競爭，降低了黃藥的捕收性能，提高了礦漿pH值，從而加強了對硫化鐵礦物的抑制。Ca2＋可在黃鐵礦表面生成CaSO4難溶化合物，也可起到抑制作用。石灰對泡沫的性質(zhì)也有明顯的影響。

石灰還是一種凝聚劑，能引起礦漿中微細礦粒的凝聚，所以當石灰用量適當時，泡沫有一定粘度，較穩(wěn)定。但用量過大時、由于微細礦粒的凝聚，會使泡沫發(fā)粘，甚至“跑槽”。使用時應將石灰配成石灰乳后再加人礦漿中。②蘇打，即碳酸鈉（Na2CO3），是一種強堿弱酸鹽。在礦漿中水解后得到OH-、HCO3-和CO32-等離子。它是比石灰弱得多的一種堿性調(diào)整劑，調(diào)整范圍在8-10左右。蘇打有一定的緩沖作用，調(diào)整的pH值較穩(wěn)定。石灰和蘇打都可調(diào)整礦漿pH值。由于石灰便宜并且對黃鐵礦有抑制作用，因而在硫化礦的浮選中得到廣泛的應用。非硫化礦浮選中蘇打是極為重要的pH調(diào)整劑。在采用脂肪酸類捕收劑時，蘇打能消除礦槳中Ca2＋、Mg2＋等有害離子的影響，并且對礦泥有分散作用，能減弱或消除礦泥的不良影響。③苛性鈉是強堿，因價格貴而較少使用，只有在不能用石灰但又必須在強堿礦漿中浮選時才使用。④硫酸在欲降低礦漿pH值時常使用，它可活化硫化鐵礦物的浮選，因為硫酸可以消除硫化鐵表面的氫氧化鐵親水薄膜．在浮選綠往石、鋯英石、金紅石等時常用硫酸作預處理，以調(diào)整礦物的可浮性。經(jīng)酸洗后，這些礦物的表面得到凈化，從而有利于浮選分離。

第四節(jié)起泡劑浮選礦漿經(jīng)捕收劑和調(diào)整劑處理，使礦物的表面性質(zhì)達到了浮選要求，此時如果礦漿中在性質(zhì)良好的起泡就能實現(xiàn)浮選。普通的水或礦物懸浮液中通人氣體只能形成少量大而碎的氣泡，不能形成泡沫，但往水中加人少量異極性表面活性物質(zhì)，例如醇、有機酸等，便以得到小而不易兼并的氣泡，氣泡浮到水面，生成具有一定穩(wěn)定性的泡沫。這些具有起泡作用的表面活性物質(zhì)稱為起泡劑。AirPolarNon-polarActionofFrotherWater起泡劑的作用1）使空氣在礦漿中分散成小起泡，并防止起泡兼并浮選過程，希望生成的氣泡直徑較小，而且具有一定的壽命但氣泡直徑也不能太小，太過于穩(wěn)定，否則會對分選不利。在礦漿中，氣泡直徑大小與起泡劑濃度有關(guān)。試驗表明，礦漿中沒加起泡劑時，氣泡平均直徑約3-5mm，加入起泡劑后，可降到0.5-1mm。浮選過程希望氣泡不兼并，升浮到礦漿表面后，也不立即破裂，能形成一定穩(wěn)定性的泡沫，保證浮選過程的順利進行。這些都是靠起泡劑來實現(xiàn)的。2）增大起泡機械強度，提高起泡的穩(wěn)定性氣泡為了保持最小面積，通常呈球形。起泡劑在氣-液界面吸附后，定向排列在氣泡的周圍，氣泡在外力作用下發(fā)生變形時，使氣泡表面的起泡劑分子吸附密度發(fā)生變化。變形區(qū)表面積增加，起泡劑密度降低，表面張力增大。但降低表面張力，是體系的自發(fā)趨勢。因此，氣液界面存在有起泡劑，增強了抗變形的能力。如果變形力不大時，氣泡將不致破裂，并能恢復原來的球形，增加了氣泡的機械強度。3）降低氣泡的運動速度，增加起泡在礦漿中停留時間。常用起泡劑

起泡劑可分為三大類，天然類、工業(yè)副產(chǎn)品和人工合成品。1）天然起泡劑該類起泡劑是由林木直接蒸餾和加工后的產(chǎn)品。①松油—是最早的天然起泡劑；②2號油—亦稱松醇油是我國選礦廠應用最廣泛的一種起泡劑。占起泡劑總用量的95％以上。起泡性能較松油稍弱，泡沫稍脆，無捕收能力，組成和性質(zhì)較穩(wěn)定。③樟腦油—分紅、白、藍三種，白色油可代替松油作起泡劑，選擇性較松油好，并可用于優(yōu)先浮選；紅色油生成的泡沫發(fā)粘；藍色油則兼具起泡性和捕收性，可用于浮選煤泥或與其他起泡劑配合使用；④桉葉油—起泡性比松油弱，但選擇性好，用量較大。2）工業(yè)副產(chǎn)品起泡劑該類起泡劑主要用于選煤廠。①雜醇—來源較廣，是選煤廠應用較多的起泡劑。②仲辛醇—以蓖麻子生產(chǎn)葵二酸時的副產(chǎn)品，仲辛醇是我國選煤廠廣泛應用的起泡劑，起泡性能較雜醇強。③雜醇油—為生產(chǎn)丁醇的高沸點殘留液，主要成分為伯醇。④混合醇—該類起泡劑泡沫多，脆而不粘，并對過濾脫水有利。⑤酯油—作煤泥浮選的起泡劑其效果與仲辛醇類似，優(yōu)點是價格低、氣味小、毒性低。3）人工合成起泡劑該類起泡劑是人工合成專門生產(chǎn)用作起泡劑的化工產(chǎn)品。①醚醇類起泡劑——是由石化產(chǎn)品合成的新型起泡劑，有甲基醚醇、乙基醚醇、丁基醚醇等。我國生產(chǎn)的乙基醚醇是由還氧丙烷和乙醇在苛性鈉催化下聚合而成的。②醚類起泡劑—是一種新型起泡劑，國內(nèi)的4號油屬此類，成分為三乙氧基丁烷，又稱丁醚油，主要原料是合成聚乙烯醇過程中的副產(chǎn)品，來源廣泛。純4號油是無色油狀液體，工業(yè)品含少量樹脂雜質(zhì)，呈橙黃色，帶水果香味。4號油的價格低，純度高，起泡能力較2號油強用量僅為2號油的一半，生成的泡沫脆。4號油能在尾礦水中很快分解、氧化，失去有害作用，是一種毒性較小的起泡劑。③甲基異丁基甲醇—亦稱甲基戊醇，美國大量使用。由于人工合成起泡劑有很多優(yōu)點，現(xiàn)已開始逐步取代天然起泡劑，同時一些化工副產(chǎn)品起泡劑仍在選煤廠廣泛應用。第四章浮選設備浮選機是實現(xiàn)浮選的過程的重要設備，浮選時，礦漿與浮選藥劑調(diào)和后送入浮選機，在其中經(jīng)攪拌和充氣，使欲浮目的礦物附著于氣泡上形成礦化氣泡，浮到礦漿表面形成礦化泡沫層，泡沫用刮板刮出，或以自溢的方式溢出，即得泡沫產(chǎn)品，而非泡沫產(chǎn)品則自槽底排出。

浮選技術(shù)經(jīng)濟指標的好壞，與所采用的浮選機的性能密切相關(guān)。第一節(jié)浮選機的基本作用

1）使礦漿處于湍流狀態(tài)，以保證礦粒的懸浮和藥劑的分散，并以一定動能運動、碰撞，實現(xiàn)礦粒和藥劑的附著。

2）引入空氣，產(chǎn)生大小合適、數(shù)量足夠、穩(wěn)定性適宜的氣泡，使之分散在礦漿中，以一定的動能運動，并和藥劑、礦粒碰撞，產(chǎn)生選擇性粘附、實現(xiàn)礦化。

3）礦化氣泡能升至液面，形成三相泡沫層，并產(chǎn)生二次富集作用，泡沫精礦和尾礦能及時排出。1.1浮選機應具有以下作用

1.2浮選機各作用區(qū)的分布混合區(qū)中，氣泡群和礦粒進行大量碰撞，有些跟隨葉輪攪拌作紊流運動，其氣泡速度可達100cm/s,但氣泡的升浮運動較慢。在浮選區(qū)，礦化的氣泡在上浮過程中隨靜水壓力的減小，升浮速度逐漸加大。到了泡沫區(qū)（或刮泡區(qū)），大量礦化氣泡聚集，氣泡升浮速度降低，甚至停止，氣泡兼并增加，兼并過程中水化膜破裂時泄下的部分水帶走夾在泡沫層中的疏水性差、吸附較弱的雜質(zhì)顆粒，起到二次富集作用。1.3對浮選機的基本要求①充氣量大且易調(diào)節(jié)。氣泡數(shù)量直接影響浮選速度。選煤時由于精煤產(chǎn)率大，決定浮選機生產(chǎn)能力的主要因素是充氣量。此外，不同礦物或浮選的不同作業(yè)（粗選、掃選、精選）各有其合適的充氣量，這就要求充氣量要易于調(diào)節(jié)。②攪拌強度要足夠，以保證礦漿濃度、顆粒和氣泡在浮選機內(nèi)的分布均勻及藥劑的分散，滿負荷停車后易于直接重新啟動。③礦漿通過能力大，以適應較高的處理量；槽內(nèi)礦漿循環(huán)量大，以保證礦粒與氣泡接觸機會多。④形成穩(wěn)定的礦漿液面和泡沫層，及時穩(wěn)定地排出泡沫精礦。⑤結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，能耗低，壽命長，能長期安全運轉(zhuǎn)。⑥適應自動化需要，調(diào)節(jié)方便、靈活，減少檢側(cè)儀表和執(zhí)行機構(gòu)數(shù)量。1.4對浮選機的基本評價目前各行業(yè)尚無統(tǒng)一的標準評價浮選機性能，下列指標采用較多，可作為評價的參考依據(jù)：①充氣性能與浮選指標（精礦、尾礦質(zhì)量和數(shù)量）。②處理能力（各種形式）。③動力消耗（噸原礦計）。④價格、安裝、操作、維修費用及占地面積等。浮選礦漿充氣氣主要包括兩個過程氣泡的生成及氣泡的兼并和溶解。1.5浮選機中礦漿的充氣1.5.1氣泡的生成氣泡生成原則上有三種方法：(1）機械攪拌作用將空氣流粉碎形成氣泡機械攪拌式浮選機氣泡生成主要通過此法，形狀不同的轉(zhuǎn)子或葉輪對礦漿進行激烈攪拌，使礦漿產(chǎn)生強烈的旋渦運動。由于旋渦的剪切作用吸人浮選機的空氣被分散成直徑不等的氣泡。1.5.1氣泡的生成(2）空氣通過多孔介質(zhì)的細小眼孔形成氣泡壓入式浮選機（如浮選柱等）的氣泡生成用此法。壓人的空氣通過帶有細小孔眼的多孔介質(zhì)，如微孔陶瓷、帆布等。特別的充氣器后便會產(chǎn)生細小氣泡。但空氣的壓力要適當：太小時不利于空氣透過，氣泡數(shù)量少；過大時又易形成噴射氣流而不成泡，并造成液面不穩(wěn)。壓力大小由充氣器決定。(3）氣體從礦漿中析出形成微泡在標準狀態(tài)下，空氣在水中的溶解度約為2%，當壓力降低，溶解的氣體便會以微小氣泡的形式從溶液中析出。析出的微泡具有直徑小、分散度高、氣-液界面大、有選擇地優(yōu)先在疏水性較高的表面析出等特點，因而稱為活性微泡。近代浮選機設計時很注意確保大量微泡并以此強化浮選過程。微泡在礦粒表面的析出有利于突破礦粒與氣泡之間的水化層，當粗粒表面有微泡時，其他氣泡可通過微泡附著到礦粒上，形成無殘余水化膜的附著，或許多微泡附著到粗粒礦物上構(gòu)成氣泡絮凝體而上浮，加強了粗粒的浮選。1.5.2氣泡在機械攪拌式浮選機內(nèi)的運動大體可以分為三區(qū)：⑴充氣攪拌區(qū)：對礦漿空氣混合物進行激烈攪拌，粉碎氣流，使氣泡彌散；避免礦粒沉淀；增加礦粒和氣泡的接觸機會等。在攪拌區(qū)氣泡由于跟隨葉輪甩出的礦漿流作紊流運動，所以，氣泡升浮速度較慢。⑵分離區(qū)：在此區(qū)間內(nèi)氣泡隨礦漿流一起上升，且礦粒向氣泡附著，成為礦化氣泡上浮。隨作漩渦運動變?nèi)?，靜水壓力減少，氣泡變大，礦化氣泡升浮速度也逐漸加大。⑶泡沫區(qū)：帶有礦粒的礦化氣泡上升至此區(qū)形成有一定厚度的礦化泡沫層。在泡沫層中，由于大量氣泡的聚集，氣泡升浮速度減慢。泡沫層上的氣泡會不斷自發(fā)兼并，產(chǎn)生“二次富集”作用。1.5.3氣泡的兼并和溶解氣泡的兼并和溶解不僅取決于充氣和分散過程，還取決于已生成的氣泡的兼并和溶解過程。氣泡兼并使其直徑變大、不穩(wěn)定和易于破滅、氣泡減少、氣泡總面積減少、對礦化不利。氣泡的溶解使氣泡消失，但影響不像兼并那樣明顯。一般氣泡越小，液相中氣體飽和程度越低，則溶解度越大。但溶解后在降壓時還會以微泡析出，故主要應控制氣泡的兼并。加入起泡劑可提高氣泡穩(wěn)定性，減緩氣泡的兼并。浮選機中氣泡的生成和消失是兩個相反的過程，并很快達到動態(tài)平衡。提高攪拌強度、加人起泡劑等均可使平衡朝生成方向發(fā)展。第二節(jié)浮選機的的分類

浮選機的種類繁多，差別主要表現(xiàn)在充氣方式、充氣攪拌裝置結(jié)構(gòu)等方面，所以目前應用最多的分類法是按充氣和攪拌方式的不同將浮選機分為兩大類，即機械攪拌式和無機械攪拌式。利用葉輪定子系統(tǒng)作為機械攪拌器實現(xiàn)充氣和攪拌的統(tǒng)稱為機械攪拌式浮選機，根據(jù)供氣方式的不同又細分為機械攪拌自吸式和機械攪拌壓氣式兩種。

1、機械攪拌式浮選機

2、充氣攪拌式浮選機

3、充氣（壓氣）式浮選機

4、氣體析出式浮選機第三節(jié)機械攪拌浮選機3.1機械攪拌式浮選機的特點：①攪拌力強，可保證密度、粒度較大的礦粒懸浮，并可促進難溶藥劑的分散與乳化。②對分選多金屬礦的復雜流程，自吸式可以靠葉輪的吸漿作用實現(xiàn)中礦返回，省去大量砂泵。③對難選和復雜礦石或希望得到高品位精礦時，可保證得到較好的穩(wěn)定指標。④運動部件轉(zhuǎn)速高、能耗大、磨損嚴重、維修量大。3.2機械攪拌式浮選機結(jié)構(gòu)及工作原理某選礦廠機械攪拌式浮選機設備圖及其示意圖機械攪拌式浮選機結(jié)構(gòu)及工作原理機械攪拌式浮選機結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖第四節(jié)充氣攪拌式浮選機4.1壓氣式是壓人空氣來完成充氣，故具有以下特點：

①充氣量大，便于調(diào)節(jié)，對提高產(chǎn)量和調(diào)整工藝有利。②攪拌不起充氣作用，故轉(zhuǎn)速低、磨損小、能耗低、維修量小。③液面穩(wěn)定、礦物泥化少、分選指標好，但需壓氣系統(tǒng)和管路。4.2充氣攪拌式浮選機結(jié)構(gòu)及工作原理某選礦廠充氣機械攪拌式浮選機設備圖4.2充氣攪拌式浮選機結(jié)構(gòu)及工作原理充氣攪拌式浮選機結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖第五節(jié)充氣（壓氣）浮選機-浮選柱5.1浮選柱的特點：

①有利于細粒礦物的處理②投資低，生產(chǎn)成本低③占地面積?、芤子谡{(diào)節(jié)控制5.2浮選柱結(jié)構(gòu)及工作原理某選礦廠浮選柱5.2浮選柱結(jié)構(gòu)及工作原理浮選柱結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖一浮選柱結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖二第七節(jié)浮選機的發(fā)展趨勢和研究動態(tài)1、浮選機大型化2、礦漿直流化給料3、改進轉(zhuǎn)子-定子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4、廣泛采用壓氣式5、增大槽內(nèi)礦漿通過葉輪的循環(huán)6、無機械攪拌式較迅速發(fā)展

第五章浮選工藝

第一節(jié)影響浮選工藝過程的因素粒度（磨礦細度）礦漿濃度藥劑添加及調(diào)節(jié)：藥劑制度氣泡和泡沫的調(diào)節(jié)礦漿溫度浮選流程水質(zhì)實踐證明，必須根據(jù)礦石性質(zhì)的特點，并通過試驗研究來確地選擇上述工藝因素，才能獲得最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟指標。第二節(jié)粒度對浮選的影響2.1粗粒浮選的工藝措施在礦粒單體解離的前提下，粗磨浮選可以節(jié)省磨礦費用，降低選礦成本。在處理不均勻嵌布礦石和大型斑巖銅礦浮選廠普遍在保證粗選回收率前提下，有放粗磨礦細度的趨勢。但由于較粗的礦粒比較重，在浮選機中不易懸浮，與氣泡碰撞的幾率減少；附著氣泡后因脫落力大，易于脫落。因此，粗粒礦粒在一般工藝條件下浮選效果較差，為了改善浮選效果，可采用特殊工藝條件。2.1細粒浮選的工藝措施細較通常是指-18um或-10um的礦泥，礦泥的來源有二：一是“原生礦泥，主要是礦中的各種泥質(zhì)礦物，如高嶺土、絹云母、褐鐵礦、綠泥石、炭質(zhì)頁巖等。二是“次生礦泥”，它們是在破碎、磨礦、運輸、攪拌等過程中形成的。根據(jù)世界資源狀況，不論是黑色、有色或稀有金屬礦，富礦資源日趨枯竭，貧、雜、細粒浸染礦石逐年增多，且都日漸趨向于難選，故細磨礦必然成為改善選礦指標，必須采取的共有、共同性的措施。而細磨礦必然導致礦泥量增