中礦大浮游選礦工程設(shè)計(jì)講義04浮選工藝_第1頁(yè)
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第4章浮選工藝和實(shí)踐4.1影響浮選的工藝因素浮選過(guò)程中為了得到滿意的浮選結(jié)果,必須掌握和控制一系列影響浮選的工藝因素。例如:物料的粒度、浮選藥劑制度、礦漿性質(zhì)、浮選流程及結(jié)構(gòu)等等。根據(jù)不同的礦物性質(zhì),制定不同的浮選工藝條件,使浮選過(guò)程穩(wěn)定,并獲得最佳指標(biāo)。影響煤泥浮選的工藝因素4.2原煤性質(zhì)對(duì)浮選的影響4.2.1按成煤過(guò)程中煤的變質(zhì)程度(或稱煤化程度)不同,煤分成不同的煤階,不同煤階或煤種具有不同的表面性質(zhì)和可浮性。低變質(zhì)程度的煤:親水性較強(qiáng),可浮性較差;當(dāng)變質(zhì)程度增大:疏水性增強(qiáng),在焦煤時(shí)可浮性最好;各煤階的表面疏水性變化也可用接觸角的變化來(lái)定性說(shuō)明。表面成分理論或假說(shuō):煤由可浮的和不可浮的兩組化學(xué)成分構(gòu)成,其自然可浮性由這兩部分的比例所決定,可浮性成分具有疏水性,非可浮性成分具有親水性。4.2.2煤的密度組成對(duì)浮選的影響煤泥中密度越低的部分灰分越低,可浮性越好,可根據(jù)煤泥的小浮沉試驗(yàn)來(lái)判斷煤泥的可浮性及浮選效果。相對(duì)密度增高可能是由于:①煤基元灰分高;②煤一礦物質(zhì)連生體存在;③煤的顯微組分不同。當(dāng)中間級(jí)密度高時(shí),較難以同時(shí)得到低灰精煤和高灰尾煤。4.2.3煤的顯微組分對(duì)浮選的影響煤顆粒表面鏡質(zhì)組分含量越高,煤的可浮性越好;而絲質(zhì)體和殼質(zhì)體可浮性差,這兩種組分含量高時(shí)煤的可浮性差。1、煤中主要影響其可浮性的礦物質(zhì)有兩類:泥質(zhì)礦物:高嶺土、水云母、綠泥石、蒙脫石、泥質(zhì)頁(yè)巖等;硫化礦物:黃鐵礦、白鐵礦等。黃鐵礦在高硫煤中大量存在。2、煤中礦物質(zhì)對(duì)浮選的影響主要是:粒度嵌布特性:以細(xì)?;蛭⒓?xì)粒嵌布時(shí),如果解離不徹底則難以分離,解離度過(guò)細(xì)時(shí)又會(huì)降低選擇性。泥化特性:礦物質(zhì)泥質(zhì)礦物易泥化,含量較高時(shí)使浮選過(guò)程受到干擾,嚴(yán)重影響分選作業(yè),必要時(shí)采用脫泥作業(yè)預(yù)先脫泥。3、硫化礦的影響:其組成和結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)污染,使其可浮性更接近煤,影響精煤質(zhì)量,必須采用好的藥劑或流程抑制硫化礦物。4.3粒度特性對(duì)浮選的影響浮選過(guò)程正常進(jìn)行必要條件之一:礦石中的有用礦物單體解離。磨礦可實(shí)現(xiàn)礦物的單體解離,磨礦的粒度與礦物的嵌布粒度相關(guān)。礦石磨的過(guò)粗,有用礦物解離的不完全,物料中仍有大量的連生體,對(duì)精礦質(zhì)量和有用礦物的回收率產(chǎn)生不良影響;反之,磨礦粒度過(guò)細(xì),使有用礦物和脈石泥化,影響分選效果。4.3.1粒度對(duì)分選的影響浮選要求礦石中的有用成分應(yīng)單體解離,再根據(jù)不同礦物的可浮性進(jìn)行分選。未經(jīng)解離的連生體,其可浮性介于連生體之間,并取決于顆粒所暴露礦物的性質(zhì)及不同礦物所占的比例和狀態(tài)。這種連生體雖粒度適合于浮選,但其分選效果并不理想。浮選粒度的確定:一是根據(jù)礦物和脈石特性所需的單體解離度;二是根據(jù)礦物的密度確定有氣泡負(fù)載能力。1、有用礦物的解離程度是以礦物的單體解離度加以度量的。單體解離度系指新產(chǎn)品中某有用礦物呈單體狀態(tài)存在的量與該礦物總量之比值的百分?jǐn)?shù)。為了測(cè)定單體解離度,可以對(duì)有代表性的試樣,用篩分、水析等方法按粒度進(jìn)行分級(jí),然后在顯微鏡下分別測(cè)定各級(jí)別目的礦物的單體解離度。2、除礦物的解離度外,物料粒度對(duì)浮選結(jié)果的影響:粒度太粗,即使礦物已經(jīng)單體解離,但超過(guò)氣泡的負(fù)載能力,通常不易浮起。粒度太細(xì),造成泥化,分選的選擇性降低,使有用礦物與脈石不能進(jìn)行有效的分離。礦物的可浮性與礦物的粒度的關(guān)系如下圖。

圖中列出了兩個(gè)選礦廠銅、鉛、鋅回收率與粒度關(guān)系的實(shí)際資料。從圖中可以看出,小于10μm或大于100μm的礦粒,其可浮性明顯降低。因此,只有中等粒度的礦粒才具有最佳的可浮性。為了保證浮選過(guò)程有合適的粒度,也為磨礦分級(jí)操作提供依據(jù),每日每班必須對(duì)分級(jí)設(shè)備的溢流粒度進(jìn)行測(cè)定。如果不具備粒度自動(dòng)測(cè)量和調(diào)節(jié)的情況下,一般采用快速測(cè)量法(篩析法),可測(cè)量溢流中超過(guò)某一粒度的含量。該法所用工具為濃度壺和一個(gè)100目或200目的篩子,計(jì)算公式如下:

式中:r篩上---篩上產(chǎn)物的產(chǎn)率,%;q1---盛滿礦漿濃度壺重量,g;q2---濕篩后,篩上產(chǎn)物置于濃度壺中加滿水后的重量,g;a---干濃度壺的重量,g;b---濃度壺的容積,即濃度壺中所裝水的重量,g。選礦廠一般1~2h測(cè)定一次,并以此判斷細(xì)度是否符和要求,并及時(shí)改變磨礦分級(jí)循環(huán)的操作條件。粗粒級(jí)在尾礦中的損失增加,說(shuō)明分級(jí)粒度過(guò)粗(俗稱“跑粗”);精礦質(zhì)量降低,尾礦中的損失減少,說(shuō)明在磨礦中存在著過(guò)粉碎現(xiàn)象。如果礦物單體解離而粒度又基本符合浮選要求的條件下,粒度偏粗和偏細(xì)時(shí),均應(yīng)采取適當(dāng)工藝措施,保證分選過(guò)程正常進(jìn)行。4.3.2煤泥粒度對(duì)浮選的影響煤泥浮選入料粒度o~0.5mm,是煤在開(kāi)采、運(yùn)輸、分選過(guò)程中自然形成,由選煤的工藝技術(shù)所確定的。不需專門(mén)磨礦工藝。從動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)看,不同粒級(jí)的煤泥有不同的可浮性。從理論上說(shuō),煤泥浮選的最大粒度可達(dá)3㎜。跳汰法選煤可精確地分選到0.3㎜或更小的粒度,常見(jiàn)到的實(shí)際資料表明,在大多數(shù)情況下,真正需要進(jìn)行浮選的往往只是0.15㎜以下的煤泥。1、浮選煤泥按粒度分為幾種類型:①粗?;蜻^(guò)粗粒,指大于0.4㎜的顆粒,灰分通常較低;②適宜的顆粒,指0.074~0.4㎜的顆粒;③細(xì)泥,指0.074~0.01㎜的顆粒;④微細(xì)?;虺?xì)粒,指小于0.01㎜的顆粒。2、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)均證實(shí):粒度越大,回收率越低,只有在適宜粒度方可獲最大回收率;②不同粒度具有不同浮選速度,各粒級(jí)的浮選速度大為:160~200網(wǎng)目>+200網(wǎng)目>120~160網(wǎng)目>60~120網(wǎng)目>-60網(wǎng)目。在用藥量充足時(shí),40~100網(wǎng)目具有最快浮選速度,而藥劑量不足時(shí),細(xì)粒級(jí)首先浮起;③不同粒級(jí)具有不同的選擇性,通常浮選精煤灰分隨粒度減小逐漸增加,而尾煤灰分隨粒度增加有時(shí)降低(跑粗時(shí))。3、不同粒級(jí)煤泥的浮選性質(zhì)可歸納為以下幾點(diǎn):盡管在不同的礦漿濃度下浮選,最先浮出的是細(xì)顆粒。細(xì)粒級(jí)煤泥有較高的浮選速度。各粒級(jí)煤泥浮選速度曲線從圖上曲線可以看出,粒度愈小的煤泥,起始浮選速度越大。粗粒煤泥從第三室開(kāi)始,也就是細(xì)粒煤泥充分浮出之后,浮選速度才明顯增高,這說(shuō)明細(xì)粒煤泥有較高的浮游性。粗粒級(jí)煤泥比細(xì)粒級(jí)有較高的選擇性。也就是說(shuō),按獲得精煤灰分來(lái)說(shuō),粗粒級(jí)煤泥分選要精確得多。6AM–2.8浮選機(jī)分室精煤不同粒級(jí)的灰分指標(biāo)粒級(jí)(㎜)原礦灰分%分室精煤灰分%123456+0.36.113.303.974.716.337.0910.790.15~0.111.576.367.1910.2012.3016.8720.10-0.0637.1215.7317.2920.5720.4426.7533.70從上表可以看到,對(duì)于同一機(jī)室的精煤來(lái)說(shuō),細(xì)粒級(jí)(小于0.06㎜)灰分為粗粒級(jí)(大于0.3㎜)灰分的2.5~3.0倍,對(duì)于各室情況基本相似。如果煤泥的灰分反映其可浮性的話,細(xì)粒煤泥比粗粒煤泥浮得快,粗粒煤泥比細(xì)?;曳值停@然細(xì)粒級(jí)煤泥的選擇性差;至少也說(shuō)明它混入泡沫的雜質(zhì)較多。上述這些現(xiàn)象,可以認(rèn)為是由于細(xì)顆粒煤泥有較大的表面自由能在浮選過(guò)程中,與氣泡發(fā)生強(qiáng)烈的無(wú)選擇性吸收,從而排斥了粗粒低灰煤泥的浮選。4、從上述現(xiàn)象,對(duì)不同粒級(jí)煤泥的浮選得出以下幾條指導(dǎo)原則:①粗粒級(jí)煤泥多在浮選過(guò)程的后段浮起,粗粒煤泥一般灰分較低,要加強(qiáng)回收,以免在尾煤中流失。為此,必須首先搞好細(xì)粒煤泥的浮選,只有使細(xì)粒煤泥得到充分浮選,粗粒級(jí)煤泥的浮選才是可能的;②在浮選過(guò)程中,細(xì)粒級(jí)煤泥有較高的浮游性,而粗粒煤泥則具有較高的選擇性。為此,對(duì)細(xì)顆粒煤泥,尤其是細(xì)粒泥雜質(zhì)含量高的煤泥浮選,要努力消除對(duì)精煤的污染,也就是說(shuō),在細(xì)粒浮選中主要任務(wù)是提高它們的選擇性。而對(duì)粗粒煤泥的浮選,則著重于提高它們的浮游性,以減少低灰分粗煤泥的損失;適當(dāng)降低原礦濃度是減輕細(xì)粒煤泥雜質(zhì)污染精煤的有效措施,這對(duì)改善粗粒煤泥浮選也有好處。而在浮選入料中加入陽(yáng)離子絮凝劑以抑制粘土細(xì)泥是解決這一問(wèn)題的新方法。④縮小浮選煤泥的粒限,如將浮選粒度控制到0.3㎜以下,可使浮選時(shí)間縮短,提高浮選速度,減少粗粒煤泥損失,改善浮選工藝4.3.3粗粒和細(xì)粒煤泥的浮選工藝1、粗粒浮選的工藝措施在礦物單體解離的條件下,物料粒度較粗而浮選又能處理時(shí),應(yīng)該采用粗磨浮選,這樣可以節(jié)約磨礦費(fèi)用,降低成本。但由于物料粒度過(guò)粗,一方面在浮選機(jī)中不易成懸浮狀態(tài),減少了礦粒與氣泡之間的碰撞機(jī)會(huì);另方面,即使礦粒與氣泡發(fā)生碰撞附著,但由于粒度大,脫落力也大,減少了進(jìn)入泡沫層的機(jī)會(huì)。結(jié)果,使粗粒容易損失在尾礦中。粗粒浮選時(shí),為了提高其可浮性,主要應(yīng)解決在尾礦中的損失問(wèn)題,即增加粗粒與氣泡的附著并防止其脫落。應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:(1)調(diào)節(jié)藥方,增加藥劑與煤粒的接觸機(jī)會(huì)調(diào)節(jié)藥方的目的是在于提高礦物與氣泡的固著強(qiáng)度,加快礦化氣泡的升浮速度。可從藥劑選擇,用藥量等方面加以考慮。①藥劑的選擇根據(jù)理論計(jì)算,浮選粗粒,應(yīng)使物料具有較大的接觸角。選擇藥劑時(shí),應(yīng)選擇捕收能力強(qiáng)的捕收劑。例如,在分選硫化礦物時(shí),選用高級(jí)黃藥;選煤時(shí),選用活性較高的芳烴、烯烴。另外,還可以添加輔助捕收劑,“鞏固“三相接觸周邊,增強(qiáng)礦物與氣泡的固著強(qiáng)度。例如,浮選螢石、方解石時(shí),除了添加脂肪類捕收劑以外,配合加入非極性油,如柴油、煤油等,強(qiáng)化捕收作用。浮選輝鉬礦時(shí),除添加脂肪類捕收劑,還可以加入小量的硫酸化單甘油脂鈉鹽;選氧化煤時(shí),適當(dāng)加些醇類均可提高粗粒物料的分選效果。②合理地增加藥劑濃度用快速電影法研究表明,合理地增加捕收劑濃度,有利于浮團(tuán)的形成和浮升。例如,用丁黃藥浮選-0.5mm的方鉛礦,當(dāng)捕收劑濃度為10mg/L時(shí),附著于氣泡的礦粒,主要是-0.25mm的方鉛礦,而接近0.5mm的卻很少,幾乎不形成浮團(tuán);當(dāng)濃度增加到50mg/L時(shí),附著于氣泡接近0.5mm的粗粒方鉛礦,達(dá)40%左右,并能形成浮團(tuán)。此外,捕收劑濃度較高時(shí),礦化氣泡在單位時(shí)間內(nèi)浮出的數(shù)量,比低濃度時(shí)大3~6倍。(2)改善浮選機(jī)充氣,調(diào)節(jié)充氣情況調(diào)節(jié)充氣情況,包括調(diào)節(jié)氣量和充氣質(zhì)量。①提高充氣量充氣量對(duì)粗粒浮選是非常重要的,一般需用較大的充氣量。提高充氣量可以形成較多的大泡,并有利于形成氣泡和礦粒的集合體,可提高氣泡運(yùn)載的升浮力,將礦?!肮疤А倍细?。用快速電影研究表明,浮選0.5~1mm的方鉛礦時(shí),充氣量為0.5m3/(m2·min)只形成單泡的礦化氣泡,且數(shù)量很少,當(dāng)充氣量增加到1.5m3/(m2提高充氣量可通過(guò)向浮選機(jī)中壓入空氣的方法來(lái)解決。增加充氣量以粗粒黃鐵礦浮選結(jié)果的影響見(jiàn)下圖。但過(guò)分的充氣促使氣泡合并,得到相反的結(jié)果。②提高充氣質(zhì)量充氣質(zhì)量主要指氣泡的直徑,即增加礦漿中的微泡數(shù)量。理論和實(shí)踐均證明,由溶解于礦漿中空氣析出所生成的微泡,具有良好的活化性能,可以優(yōu)先在疏水性礦物表面析出,并形成氣絮團(tuán),微泡的表面積極大,因此對(duì)粗粒浮選很有意義。⑶采用分級(jí)或脫泥浮選粗粒分選時(shí)為避免大量細(xì)泥存在,將浮選入料分成粗細(xì)兩級(jí)分別浮選,采用不同的、符合各自特點(diǎn)的工藝條件可提高效果,降低藥耗。也可將高灰細(xì)泥脫除,單獨(dú)處理粗粒物料,消除細(xì)泥對(duì)粗粒的影響。⑷浮選機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮粗粒懸浮所需的攪拌強(qiáng)度,又要考慮防止已附著的顆粒從氣泡上脫落,選擇好浮選機(jī)在選擇浮選機(jī)時(shí),應(yīng)注意選取充氣量大,攪拌力強(qiáng),能析出微泡的淺槽型浮選機(jī),才有利于粗粒物料的分選。①攪拌力強(qiáng)粗粒物料在浮選機(jī)中,由于其重量較大,不易懸浮,影響了與氣泡的碰撞幾率。因此,分選粗粒物料時(shí)可適當(dāng)提高葉輪轉(zhuǎn)速和增加浮選機(jī)內(nèi)的礦漿循環(huán)量,即可以改善粗粒物料的懸浮狀態(tài),增強(qiáng)氣泡的礦化效果,又可以提高充氣量,明顯增加精礦回收率。但攪拌強(qiáng)度過(guò)大,反而給分選帶來(lái)有害的影響。采用0.4~0.6mm方鉛礦證明,浮選機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速低于2000r/min時(shí),礦物幾乎不浮;轉(zhuǎn)速在2000~2500r/min范圍內(nèi),其回收率迅速上升;當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)2500r/min以后,回收率又顯著下降。轉(zhuǎn)速過(guò)高還使精礦質(zhì)量下降,其原因是強(qiáng)烈攪拌破壞了粗粒物料的可浮性,但對(duì)細(xì)粒物料影響很小,又增加脈石了細(xì)泥的夾帶,降低分選過(guò)程的選擇性,惡化精礦質(zhì)量。②選用淺槽型浮選機(jī)當(dāng)粗粒分選時(shí),應(yīng)注意減少上浮顆粒在槽內(nèi)的停留時(shí)間,減少礦物的脫落機(jī)會(huì),最好選用淺槽型浮選機(jī)。充氣量及產(chǎn)生微泡的影響已在前面分析。2、細(xì)粒浮選的工藝措施細(xì)粒在浮選中存在的主要問(wèn)題是分選進(jìn)程選擇性差。細(xì)粒煤泥浮選時(shí)主要應(yīng)解決選擇性差,即提高浮選選擇性。特別是細(xì)泥含量比較高時(shí),尤明顯。選礦中的礦泥,常指小于200目的粒級(jí),而浮選中的礦泥指小于18um或10um的細(xì)粒級(jí)。礦泥可以分為兩種:其一為礦石中的各種泥質(zhì)礦物,如高嶺土、絹云母、褐鐵礦、綠泥石、炭質(zhì)頁(yè)等等,稱為原生礦泥;其二為破碎、磨礦、運(yùn)輸、攪拌等過(guò)程中形成的礦泥,稱為次生礦泥。礦泥的質(zhì)量小,比表面大,對(duì)浮選產(chǎn)生了一系列有害的影響。例如,細(xì)泥易夾雜在泡沫中上浮,污染泡沫產(chǎn)品,降低精礦質(zhì)量;覆蓋在粗粒物料的表面,惡化粗粒物料的浮選效果,降低回收率;細(xì)粒的比表面大,吸收大量的浮選藥劑,增大藥劑耗量;細(xì)粒和礦泥含量增加,增大了礦漿的粘度,降低浮選機(jī)的充氣條件等等,不但影響浮選指標(biāo),還破壞浮選過(guò)程。對(duì)于細(xì)粒級(jí)或礦泥含量大時(shí),應(yīng)該采取有效工藝措施,減少礦泥的有害影響。(1)調(diào)節(jié)藥方,盡量采用選擇性好的藥劑,并嚴(yán)格控制用量①藥劑的選擇細(xì)粒分選要注意提高過(guò)程的選擇性,選擇藥劑時(shí),應(yīng)選取選擇性強(qiáng)的藥劑。分選硫化礦應(yīng)選黑藥、低級(jí)黃藥,這些捕收的選擇性較好;選煤時(shí)選用直鏈烴。選擇起泡劑應(yīng)選取脂肪醇或醚類藥劑,這些藥劑所形成的泡沫較脆,含水量較大,有利于二次富集作用提高精礦質(zhì)量。

②加藥方式應(yīng)該采用分段分批加藥,使藥劑隨時(shí)在礦漿中保持最低的合理濃度。一次加藥使大量藥劑吸附在礦泥上,降低藥劑的選擇性,并使藥劑消耗量增加??刂坪闷鹋輨┖筒妒談┑谋壤?。③添加礦泥分散劑將礦泥分散,消除礦泥在其他物料上的覆蓋,避免影響這些物料的分選。常用的礦泥分散劑有水玻璃、碳酸鈉、氫氧化鈉、六偏磷酸鈉等。選擇合適、有效的粘土抑制劑。(2)操作因素的控制①濃度調(diào)節(jié)降低浮選入料礦漿漿濃度,通常采用較稀的礦漿濃度,一方面可以避免礦泥污染精礦泡沫;另方面降低礦漿和泡沫層的粘度,提高分選過(guò)程的選擇性。②噴洗泡沫產(chǎn)品對(duì)精礦泡沫產(chǎn)品適當(dāng)噴灑清水,洗滌精礦,可加強(qiáng)二次富集作用,降低細(xì)泥污染,提高精礦質(zhì)量。(3)預(yù)先脫泥脫泥是根根除礦泥影響的方法,常用旋流器進(jìn)行分級(jí)達(dá)到脫泥的目的。例如,采用旋流器,在浮選前將物料分成兩個(gè)粒級(jí),將其中的細(xì)泥,根據(jù)其質(zhì)量決定將其廢棄或細(xì)粒級(jí)與粗粒級(jí)分別處理。如果礦泥可浮性好,也可在浮選前加少量起泡劑,先將礦泥除去,實(shí)現(xiàn)脫泥的目的。當(dāng)被浮礦物與礦泥的性質(zhì)差異較大時(shí),則可專門(mén)制定脫除礦泥的藥方,進(jìn)行脫泥。例如,某氧化銅礦,含有大量褐鐵礦泥,先用氧化石蠟皂作捕收劑,浮去褐鐵礦礦泥,再浮選氧化銅,使分選指標(biāo)得到改善。(4)其他細(xì)粒分選方法隨著工業(yè)礦床開(kāi)采的發(fā)展,細(xì)粒物料需要加以回收。60年代以來(lái)逐漸發(fā)展了許多處理微細(xì)粒新工藝,部分已應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中。①選擇性絮凝采用絮凝劑絮凝礦石中某一成份,而其他成份仍處于分散狀態(tài),實(shí)現(xiàn)有用礦物與脈石的分離。國(guó)蒂爾登選礦廠即用此法選別細(xì)粒赤鐵礦。此法也可以用于選鋁土礦、高嶺土、磷灰石、黃鐵礦、閃鋅礦等。聯(lián)幫德國(guó)、美國(guó)、蘇聯(lián)等國(guó)均利用此法對(duì)選煤進(jìn)行了研究,但仍處于實(shí)驗(yàn)室階段,沒(méi)有在工業(yè)上應(yīng)用的實(shí)例。②載體浮選載體浮選的實(shí)質(zhì)是用一種輔助物料作載體,添加浮選藥劑后,使細(xì)粒待分選的物料罩蓋于載體上面,然后用泡沫浮選法將細(xì)粒隨載體浮出。載體可用同類磷灰石;也可用異類礦物,載體粒度與一般浮選粒度相同。例如,用黃鐵礦作載體選細(xì)粒黃金;用方解石作載體,浮出高嶺土中的銳鈦礦雜質(zhì)等。載體浮選除用捕收法外,也可用抑制法。如鉬鋅分離時(shí),可用經(jīng)抑制處理的粗粒內(nèi)鋅礦,促進(jìn)細(xì)粒內(nèi)鋅礦抑制。③團(tuán)聚浮選團(tuán)聚浮選,又稱乳選或油團(tuán)浮選。經(jīng)過(guò)捕收劑處理的細(xì)粒礦物或天然疏水的細(xì)粒礦物,借中性烴類油和攪拌力的作用,形成帶礦的油狀泡沫或油膜,再經(jīng)泡沫浮選或篩選法回收。此法已用于選別細(xì)粒的錳礦、鈦鐵礦、磷灰石等。其操作工藝有兩類:一類將捕收劑與中性油先配制乳化液加入;一種為在固體含量達(dá)70%的高濃度礦漿中,按選后次序分別加入中性油和捕收劑,強(qiáng)烈攪拌,控制時(shí)間,然后刮出上層泡沫。④剪切性絮凝經(jīng)過(guò)捕收劑處理的細(xì)粒礦物,在不充氣的條件下,進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)烈攪拌,疏水顆粒在高度紊流狀態(tài)下相互碰撞,在高剪切力的作用下,水化膜逐漸變薄,疏水顆粒互相絮凝,然后再以常規(guī)方法進(jìn)行分選。因有強(qiáng)烈的作用,使藥劑用量大為降低。該法已成功的用來(lái)分選白鎢礦,被認(rèn)為是有前途的新工藝。⑤微泡浮選早期的微泡浮選,是從溶液中析出微泡的真空浮選法。浮選-0.01mm重晶石、螢石、石英等試驗(yàn)證明,從水中析出微泡浮選細(xì)粒是一種有效的方法。在其他條件相同時(shí),用常規(guī)浮選,重晶石精礦的品位為54.4%,回收率30.6%;而用真空浮選,品位可提高到53.6~63.6%,相應(yīng)的回收率為52.9~45.7%。

1971年色巴(Sebba)發(fā)明了一種方法,在表面活性溶液中分散微泡,用來(lái)對(duì)超細(xì)粒的煤泥進(jìn)行分選。榮(yoon)等進(jìn)一步對(duì)美國(guó)Eagle煤礦小于100目的煤泥進(jìn)行試驗(yàn),在回收率基本相同的條件下,常規(guī)浮選的精煤灰分比微泡浮選幾乎高了一倍。一般情況下是回收率稍高而灰分稍低。泡沫的穩(wěn)定性對(duì)分選有極大影響。其他還開(kāi)展了電解浮選、電場(chǎng)浮選、電磁浮選處理礦漿等多種新工藝的研究,解決細(xì)粒分選的問(wèn)題。4.4礦漿濃度、PH值及溫度對(duì)浮選的影響浮選礦漿的調(diào)節(jié)包括礦漿濃度,PH值等。浮選礦漿的溫度和水質(zhì)對(duì)分選有明顯影響。礦漿進(jìn)入浮選機(jī)前,得到合理的調(diào)節(jié),浮選機(jī)就可以充分發(fā)揮作用,并得到比較好的浮選效果。4.4.1礦漿濃度、PH值、溫度1、礦漿濃度礦漿濃度指礦漿中固體顆粒的含量。選礦廠常用液固比、固體含量百分?jǐn)?shù)及固體含量表示,選煤廠用固體含量表示。常見(jiàn)的浮選濃度見(jiàn)下表:礦石類型浮選循環(huán)粗選精選范圍,%平均,%范圍,%平均,%致密硫化礦石銅、硫化鐵28-403410-3020鉛、鋅礦石鉛浮選30-403510-3020鋅浮選20-302510-2518浸染多金屬礦石銅浮選18-332510-2316黃鐵礦及金浮選18-402918-3024鉛浮選25-353015-2018煤*

20-222115-1816硫化鉬礦鉬浮選40-484416-2018*該濃度為煤泥濃縮浮選時(shí)的濃度選礦廠浮選濃度與分級(jí)機(jī)溢流濃度關(guān)系密切,一般粗選濃度和分級(jí)機(jī)溢流濃度一致,而溢流濃度又與磨粒要求的細(xì)度有關(guān),如要求磨粒細(xì)時(shí),溢流就稀;反之,溢流就濃。掃選的濃度又總是比粗選稀。浮選物料粒度較細(xì)時(shí),濃度應(yīng)較稀。礦漿濃度對(duì)浮選的影響主要表現(xiàn)在礦漿的充氣,礦漿中藥劑的濃度,和生產(chǎn)量等方面,對(duì)浮選過(guò)程中的回收率、精礦質(zhì)量、藥劑用量、浮選機(jī)的生產(chǎn)能力、浮選時(shí)間及水電消耗等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響很大。(1)對(duì)充氣量的影響浮選機(jī)的充氣量隨礦漿濃度而變化,過(guò)濃和過(guò)稀的礦漿均導(dǎo)致充氣惡化。(2)藥劑濃度加藥量一定的條件下,礦漿濃度大時(shí),藥劑濃度也大,所以采用礦漿濃度大時(shí),可以適當(dāng)減少加藥量,而在低濃度分選時(shí),應(yīng)適當(dāng)增大藥量,因此,高濃度浮選時(shí),可以節(jié)省藥量。(3)生產(chǎn)量礦漿濃度增大,如果浮選機(jī)的體積和生產(chǎn)率保持不變,礦漿在浮選機(jī)中停留時(shí)間就可以相對(duì)延長(zhǎng),有利于提高回收率,相反,如果浮選時(shí)間不變,增大礦漿濃度,可以提高浮選機(jī)的生產(chǎn)率。一般,礦漿濃度較稀,回收率就低,但精礦質(zhì)量好,所以粗選采用較濃的礦漿,而精選采用較稀的礦漿濃度,掃選的濃度一般由粗選濃度決定,不作調(diào)整,另外,物料粒度較粗,粒度較大時(shí),往往采用較濃的礦漿:反之,可以用較稀的礦漿。2、礦漿的PH值礦漿PH值是控制浮選過(guò)程的重要因素之一,它既影響礦物表面性質(zhì),又能影響各種浮選藥劑的作用。(1)對(duì)礦物表面性質(zhì)的影響PH值對(duì)礦物表面電性有極大影響。當(dāng)PH值>礦物零電點(diǎn)時(shí),礦物表面荷負(fù)電;當(dāng)PH值<零電點(diǎn)時(shí),礦物表面荷正電,礦物表面的電性對(duì)細(xì)泥在它上面的覆蓋和藥劑的物理吸附有極其重要的作用。(2)藥劑的效能及與礦物表面的作用浮選中所用捕收劑,大多數(shù)是離子型的,藥劑的解離度直接影響浮選效果,而PH值與解離度有密切關(guān)系,為了提高藥劑使用效果,礦漿PH值應(yīng)與藥劑能產(chǎn)生較多離子的PH值范圍一致。例如,用胺類浮選有色金屬氧化礦時(shí)多在堿性介質(zhì)中進(jìn)行。有的藥劑在某個(gè)PH值下很容易分解,使之失效,如黃藥,在水中解離生成黃原酸根,黃原酸根水解生成黃原酸,黃原酸為弱酸,在酸性介質(zhì)中極易分解,PH值越低,分解越迅速,導(dǎo)致黃藥失效。在一定的藥劑濃度下,調(diào)節(jié)礦漿的PH值可以使礦物得到抑制或順利進(jìn)行浮選。因此,為了使藥劑充分發(fā)揮效能,控制藥劑與礦物表面的作用,使浮選過(guò)程順利進(jìn)行,浮選時(shí),在對(duì)礦漿的PH值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。各種礦石分選時(shí),應(yīng)確定其比較適宜的PH值范圍。根據(jù)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn),常見(jiàn)硫化礦浮選的PH值見(jiàn)下表:礦石類型粗選PH值礦石類型粗選PH值銅礦9.5-11.8銅鈷礦10-11銅硫鐵礦9.0-11.5鉛鋅礦7.1-12銅鉬礦10-11.5銅鉛鋅礦7.2-12銅鉬礦7.8-9.5硫化鉬礦8.53、浮選礦漿的溫度浮選過(guò)程與很多物理化學(xué)過(guò)程相似,溫度升高無(wú)疑可以加快浮選過(guò)程,并改善浮選指標(biāo)。但目前多數(shù)浮選廠都在常溫下進(jìn)行浮選。只有當(dāng)某些藥劑必須在一定溫度下,才能發(fā)揮有效作用,或某些工藝有特殊要求時(shí),才采用加溫浮選。(1)礦漿溫度對(duì)藥劑用量和效果的影響一部分使用脂肪酸類捕收劑的氧化礦浮選廠,常將礦漿加溫到30-35℃左右進(jìn)行分選。這樣可以提高脂肪酸類捕收劑的分散度和效用,降低浮選藥劑的用量,改善浮選的技術(shù)指標(biāo)。例如,浮選螢石時(shí),用癸脂作為捕收劑的試驗(yàn)表明:提高礦漿溫度,在相同的捕收劉用量下,可使分選指標(biāo)有明顯改善;如果希望得到相同的指標(biāo),則礦漿溫度增高時(shí),可以大大降低捕收劑的用量。礦漿溫度在10-30度區(qū)間內(nèi),癸脂用量與礦溫度有關(guān)系:Y=640-13x式中Y---癸脂用量,g/t;x---礦漿溫度,℃.由上式可見(jiàn),隨溫度升高,在脂用量降低,并可求得在相同的選礦指標(biāo)下,礦漿溫度為30℃時(shí),癸脂用量只有礦漿溫度為10℃溫度對(duì)飽和脂肪酸的影響更大,例如,氧化石蠟礦,是以飽和脂肪酸為主的皂鹽,溫度低于40℃時(shí),其捕收性能不如油酸,但當(dāng)溫度接近70℃(2)使已經(jīng)吸附的捕收劑薄膜解吸已經(jīng)吸附黃藥的硫化礦物表面,加入石灰,加溫?cái)嚢瑁梢允沟V物的捕收劑薄膜脫除,然后加抑制劑,實(shí)現(xiàn)多金屬礦的分離。例如,對(duì)使用黃藥類捕收劑選出的銅鉬混合精礦進(jìn)行分離,在石灰造成的高堿度礦漿中,通蒸汽加熱銅鉬混合精礦,使硫化銅,硫化鐵等礦物表面的捕收劑薄膜解吸或破壞,使輝鉬礦以外的硫化礦表面氧化,而受到抑制,輝鉬礦表面不易氧化,故加溫處理后,添加煉油和起泡劑,便可浮出輝鉬礦。該法還可以有利于①銅鋅分離中,抑銅浮鋅;當(dāng)鋅硫分離時(shí),對(duì)可浮性好的黃鐵礦有較好的抑制作用,銅硫混合精礦分離時(shí),能有效的抑制可浮性好的黃鐵礦,提高銅硫分離效率。②也可以添加硫化鈉再加蒸汽加溫,或加入二氧化硫再加氣加溫進(jìn)行混合精礦的分離。銅鉬混合精礦分離時(shí),礦漿加溫可降低硫化鈉的用量;鋅硫分離加二氧化硫并蒸汽加溫,可造成酸性介質(zhì),對(duì)黃鐵礦有清洗活化作用,加溫促進(jìn)黃藥的分解和解吸,促進(jìn)二氧化硫?qū)﹂W鋅礦的抑制。③此法已用于從鋅精礦中浮出黃鐵礦,提高鋅精礦的質(zhì)量,該類方法是利用二氧化硫等還原性藥劑,通過(guò)加溫強(qiáng)化藥劑的還原作用,加強(qiáng)對(duì)礦的抑制作用。單獨(dú)將礦漿加溫,根據(jù)各種礦物表面捕收劑薄膜解吸程度的不同,可將礦物分離,如鋅硫混合精礦分離時(shí),應(yīng)用此法,不加任何藥劑,使磁黃鐵礦受到抑制,即可將閃鋅礦浮出。礦漿加溫,還可提高細(xì)粒礦物的可浮性,免除脫泥作用,增加攪拌與浮選時(shí)間,減少因藥劑過(guò)量所造成的尾礦污染。4.4.2煤漿濃度對(duì)煤泥浮選的影響煤漿濃度對(duì)各浮選因素的影響1-礦漿充氣量;2-藥劑的容積濃度(按煤泥重量計(jì)算的油耗相同時(shí));3-浮選時(shí)間;4-細(xì)粒的浮游性;5-粗粒的浮游性;6-煤泥的粉碎程度;縱坐標(biāo):浮選因素;橫坐標(biāo):煤漿濃度煤漿的濃度的大小對(duì)礦漿的充氣、礦漿中藥劑的容積濃度、煤泥的浮選時(shí)間、不同粒級(jí)煤泥的可浮性以及煤泥的粉碎作用有明顯的影響。長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中又可以看到:較大的礦漿有利于提高按干煤量計(jì)的浮選機(jī)單產(chǎn),降低藥劑消耗、水耗,電耗;相反,較低的礦漿濃度有利于提高浮選過(guò)程的分選效果,例如降低精煤灰分、提高尾煤灰分等煤漿濃度對(duì)煤泥浮選有著重要影響,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1、提高煤泥入浮濃度,精煤產(chǎn)率、精煤和尾煤灰分也相應(yīng)增加,濃度過(guò)高時(shí)其變化比較平緩。2、煤漿濃度對(duì)藥劑耗量的影響是低濃度時(shí),單位容積礦漿中藥劑濃度顯著降低,必須增加以入料干煤量計(jì)算的藥劑用量。3、影響入浮濃度選擇的最大因素是浮選入料中煤泥含量。4.4.3煤泥浮選濃度的選擇入浮濃度選擇需根據(jù)以上規(guī)律,并注意以下幾個(gè)方面:1、入料可浮性好、灰分低、粒度較粗時(shí)可適當(dāng)提高入浮濃度;工藝指標(biāo)允許時(shí),為降低藥耗和提高處理量,應(yīng)盡量提高濃度。2、難浮煤,精煤質(zhì)量要求高時(shí),應(yīng)適當(dāng)降低濃度。3、細(xì)泥含量高,精煤質(zhì)量要求高時(shí),應(yīng)降低入浮濃度。4、粗選可采用高濃度,精選宜采用低濃度。5、直接浮選工藝入浮濃度較低,在條件許可時(shí)應(yīng)盡量提高入浮濃度以更有利于分選,此時(shí)只要保證其煤漿處理量即可;濃縮浮選時(shí)濃度可提高,但必須同時(shí)滿足煤漿處理量和干煤泥處理量。4.5礦漿液相組成對(duì)浮選的影響浮選要在水介質(zhì)中進(jìn)行,水中含有各種氣體,離子,還有一些有機(jī)浮選藥劑,它們均能影響浮選過(guò)程,不同地區(qū)的水,其組成成分有很大的差異。因此必須對(duì)水質(zhì)分析,浮選過(guò)程才能進(jìn)行合適的調(diào)整。4.5.1不同浮選用水的性質(zhì)和影響1、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用水和生活都有硬水,軟水之分,水的硬度反應(yīng)水中鈣,鎂離子的含量,水的硬度越大,所含鈣鎂離子越多。各國(guó)要用硬度的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)各不相同,有德國(guó)硬度,美國(guó)硬度,法國(guó)硬度,英國(guó)硬度等,還有采用毫克當(dāng)量硬度,1毫克當(dāng)量硬度相當(dāng)于1L水中含有20毫克的鈣離子,或12.16毫克的鎂離子。經(jīng)換算,1毫克當(dāng)量硬度=2.804德國(guó)硬度=50.045美國(guó)硬度=5法國(guó)硬度。水的軟硬等級(jí)見(jiàn)下表:水的類型硬度毫克當(dāng)量/L德國(guó)硬度極軟水<1.5<4.2軟水1.5-3.04.2-8.4中等硬度3.0-6.08.4-16.8硬水6.0-9.016.8-25.極硬水>9.0>25.2水的硬度對(duì)浮選指標(biāo)的影響很明顯,尤其使用脂肪酸類捕收劑進(jìn)行浮選時(shí),浮選前必須消除其影響。水中所含各種離子,分子及化合物的問(wèn)題,稱為水的總礦化量,亦稱礦化度,[g/L]表示。礦化度表示水的礦化程度,即水中所鹽分的量,水的礦化度越高,說(shuō)明水中含鹽量越高,含多價(jià)金屬離子也越多。這些離子有的對(duì)浮選有利,有的是有害的;對(duì)不同的礦物有不同的作用。因此,對(duì)浮選所用水的成分應(yīng)充分了解,便于浮選過(guò)程的調(diào)節(jié),提高浮選效果。2、江河、湖泊的水江河、湖泊的水是浮選中使用最多的水之一,大多數(shù)屬于軟水,礦化度較低,除大鹽湖以外,如勞倫湖僅0.3048g/L,貝加爾湖0.069g/L,安納西湖0.1511g/L。含鹽量低,含多價(jià)金屬離子比較少,浮選中,該水的因素對(duì)分選效果影響最小,易于進(jìn)行操作和調(diào)節(jié)。3、地下水地下水也是浮選中使用最多的水之一,不同地區(qū)的水,水質(zhì)變化較大,硬度和礦化度都有很大的差異。礦化度低,硬度較小的軟水,和江河,湖泊中的水一樣,對(duì)浮選沒(méi)有多大影響,在浮選中易于操作控制。隨著礦化度增高,硬度隨之增加,水中各種離子的含量增多,對(duì)浮選效果的影響也明顯增加,水的硬度大各種金屬離子多,對(duì)脂肪酸類捕收劑的影響特別大。鈣,鎂等離子,不僅增加捕收劑的消耗量,而且常常破壞浮選過(guò)程的選擇性。例如,鐵礦石的浮選時(shí),鈣離子會(huì)活化石英和硅酸鹽脈石;鐵離子對(duì)硫化礦物的浮選有抑制作用;銅離子則可起活化作用,堿金屬離子一般對(duì)浮選影響不大。由于水中離子對(duì)浮選指標(biāo)影響明顯,在浮選前必須消除其有害影響。消除方法有化學(xué)法和物理法,化學(xué)法采用加入某些藥劑,使有害金屬生成不溶性的沉淀,如碳酸鈉等藥劑均可使用。如鞍山選礦廠在磨礦回路中加入1.5-2.0kg/t碳酸鈉,使水的硬度由原來(lái)12德國(guó)度降至7-8度,還可以采用離子交換法,此適應(yīng)性較強(qiáng),可以根據(jù)需要,選擇不同型號(hào)的交換樹(shù)脂,達(dá)達(dá)要求的目的。物理法可用超聲波,電磁處理等達(dá)到消除有害離子的目的。4、咸水海水和部分湖水,其含鹽量較高,故礦化度也較高,如愛(ài)派庫(kù)恩瀉湖(海水)為375.1g/L,屬于咸水。利用咸水進(jìn)行浮選,對(duì)于沿海礦山,或咸湖地區(qū)具有重要意義。曾對(duì)一些礦物,在咸水中進(jìn)行過(guò)浮選試驗(yàn),其影響各不相同,例如,某煤礦井水含有Na+1789.6mg/L、Cl-2141.3mg/L、Mg2+28.4mg/L、SO42-131.6mg/L,用來(lái)對(duì)煤泥進(jìn)行浮選,可以不加浮選藥劑就得到很好指標(biāo),且浮選速度比普通淡水高60%。用海水對(duì)某鉛鋅礦進(jìn)行浮選有一定的影響,增加了石灰,硫酸銅等藥劑的用量,又提高了脈石的可浮性,在浮選時(shí)需要添加水玻璃對(duì)脈石進(jìn)行抑制。鋅精礦的品位和回收率,略低于淡水的浮選指標(biāo)。咸水因?yàn)楹}量高,所以對(duì)設(shè)備有一定腐蝕作用,需注意防護(hù)。5、回水回水為選礦廠尾礦處理后,返回重新使用的水,在選煤廠中稱循環(huán)水。由于水資源泉的嚴(yán)重缺乏,及環(huán)境保護(hù)的要求,選煤廠的廢水有必要返回使用,而且已經(jīng)越來(lái)越受到重視。浮選回水有兩個(gè)特點(diǎn):(1)含有比較多的浮選藥劑,組成比較復(fù)雜,回水中的藥劑,有時(shí)比新鮮水高出50-100倍,使用時(shí)必須考慮它們對(duì)浮選過(guò)程的影響,使用不當(dāng),可影響分選效果;使用得當(dāng),能節(jié)省藥劑。實(shí)踐證明,浮選單金屬礦時(shí),藥劑種類少,影響單一,所以回水利用比較簡(jiǎn)單,回水全部可以使用。例如,銅鎳硫浮選時(shí),回水,可降低捕收劑黃藥23%,氫氧化鈉用量減少17%。選別多金屬礦石時(shí),使用藥劑種類多,抑制,活化等相互影響,回水的循環(huán)使用比較復(fù)雜,采用混合浮選,混合精礦再分離的流程,可以使回水的利用較為簡(jiǎn)單。當(dāng)情況比較復(fù)雜時(shí),原則上應(yīng)該同一回路排出的廢水,返回同一回路比較合適,但管路,流程較為復(fù)雜。該種情況下,回水循環(huán)使用方案及比例,均應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。

(2)含有較多的固體物質(zhì),特別是細(xì)泥,回水中的固體物質(zhì),粒度細(xì),品位很低或灰分高,循環(huán)使用時(shí)容易覆蓋在粗顆粒的精礦表面,嚴(yán)重影響浮選效果,一般選礦循環(huán)水中,固體含量不應(yīng)超過(guò)0.2-0.3g/L。消除回水中的固體物質(zhì),用自然澄清法或加凝聚劑使之下降。凝聚劑有石灰,石灰與硫酸亞鐵或硫酸鋁,為了消除鈣離子,也可單用硫酸鋁作凝聚劑,選煤廠尾煤水處理常加聚丙烯酰胺使固體顆粒絮凝。4.5.2選煤廠水質(zhì)特性選煤廠水中本身含多種離子和化合物對(duì)浮選有一定影響。選煤廠的洗水閉路循環(huán),鹽類離子、浮選藥劑及絮凝劑的聚集明顯。各種鹽離子在液相中的聚集速度取決于礦物鹽離子在溶液中的溶解速度,由于鹽離子的聚集,使礦漿中鹽離子濃度發(fā)生變化,對(duì)浮選產(chǎn)生影響,但在低濃度下一般沒(méi)有不良影響,甚至可改善浮選指標(biāo)。4.5.3⑴無(wú)機(jī)鹽離子的影響循環(huán)水在低礦化度(6000mg/L以下)時(shí)具有良好的浮選效果,這是由于起泡性能得到增強(qiáng)的緣故,但選擇性會(huì)有所降低。礦漿中鹽離子對(duì)浮選的影響表現(xiàn)在起泡能力上。各種離子的起泡能力是不同的,當(dāng)用硬水作介質(zhì)時(shí),鈣離子可加強(qiáng)起泡性能,因此水質(zhì)較硬時(shí)應(yīng)注意鈣離子對(duì)煤產(chǎn)生的抑制作用。⑵循環(huán)水中剩余浮選藥劑的影響浮選過(guò)程添加的藥劑往往不能被煤泥全部吸附,總有部分隨尾礦排出,當(dāng)尾礦水澄清后作浮選補(bǔ)給水時(shí),這些藥劑又返回浮選作業(yè)。隨著尾礦水不斷循環(huán)使用,循環(huán)水中剩余藥劑不斷積累,含量不斷提高,這樣,浮選就不是在最佳化的藥劑條件下進(jìn)行,對(duì)浮選產(chǎn)品的數(shù)、質(zhì)量指標(biāo)會(huì)有一定影響,這也是生產(chǎn)中很少注意到的問(wèn)題。對(duì)在閉路循環(huán)以及使用浮選精煤濾液作為浮選補(bǔ)給水的選煤廠,都應(yīng)注意剩余藥劑的積聚和影響,盡可能使用剩余濃度低的藥劑,以保持浮選過(guò)程的最佳化和指標(biāo)的穩(wěn)定性。⑶絮凝劑對(duì)浮選的影響絮凝劑已廣泛應(yīng)用于浮選尾礦的澄清作業(yè),使用最多的是合成的高分子絮凝劑——聚丙烯酰胺類。聚丙烯酰胺對(duì)浮選過(guò)程影響與否取決于其在礦漿中剩余濃度的大小。在選煤廠實(shí)際生產(chǎn)中,由于實(shí)際絮凝劑耗量低(0.3~3g/L),也可能是由于塊煤和粘土礦物的大量吸收,故殘余量少,積聚慢,尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)浮選生產(chǎn)的嚴(yán)重影響。但長(zhǎng)期閉路循環(huán)時(shí),應(yīng)注意和控制聚丙烯酰胺的濃度變化。4.6浮選藥劑及其影響在處理多金屬和復(fù)雜難選礦時(shí),藥劑制度是個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。已經(jīng)考慮對(duì)有用礦物采用什么方式進(jìn)行分選后,就要決定藥劑的種類,藥劑用量,比例,加藥順序,地點(diǎn)和方法等。4.6.1藥劑的預(yù)處理,配制浮選藥劑同一種藥劑,由于使用方法的不同,其用量和效果都不同,特別在水中溶解度小或不溶的藥劑,更加明顯,例如,烴油類,不加處理,在水中呈較粗的油滴,不但效果不好,而且用量增加。1、配制水溶液對(duì)于易溶于水的,一般配成5-10%的水溶液使用,如黃藥,硫酸銅,蘇打等等。2、加溶劑配制一些不溶于水,但溶于某些溶劑的藥劑,可以將其溶于溶劑中,如油到不溶于水,但溶于煤油;白藥溶于鄰甲苯胺等,先將其溶解,然后使用,可以提高其捕收作用。3、配制成懸浮液或乳濁液一些不易溶的固體藥劑,可配成乳濁液或懸浮液使用。例如,石灰在水中溶解度極小,20℃時(shí)約為0.17%,隨著溫度增加反而減小,因此將石灰磨至100-10μ4、皂化一些難溶的脂肪酸類藥劑,如氧化石蠟,塔爾油等,皂化是最常用的辦法。為了使其皂化,配藥時(shí)要加溫并加入藥劑10%左右的碳酸鈉,加入礦漿時(shí)藥劑溶液的溫度應(yīng)保持在60-70℃左右。5、乳化和氣溶膠為了提高藥劑在礦漿中的分散度或溶解度,可以采用乳化的方法,這對(duì)于難溶或不溶于水的藥劑是很重要的,可以提高藥劑與礦粒的接觸幾率和在礦粒上的覆蓋面積,即提高了礦粒的疏水面積,增加其進(jìn)入精礦的機(jī)會(huì)。乳化的方法有機(jī)械強(qiáng)烈攪拌,或用超聲波乳化等方法,脂肪酸類及柴油經(jīng)過(guò)乳化后,可以提高它們?cè)诘V漿中的彌散程度,提高藥劑效用,也可以采用添加溶劑的辦法,經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈攪拌乳化液,許多表面活性物質(zhì),都可作為乳化劑,有時(shí)也稱它們?yōu)椴妒談?/p>

氣溶膠是另外一種強(qiáng)化藥劑作用的方法,實(shí)質(zhì)是一種特殊的噴霧裝置,將藥劑在空氣中霧化以后,再加入浮選機(jī)。采用該法,捕收劑和起泡劑用量均有比較明顯的降低。例如,捕收劑僅為通常用量的1/3~1/4,起泡劑甲基丙醇為通常用量的1/5,我國(guó)采用氣溶膠法加藥的實(shí)踐也表明,藥劑用量可以降低30-50%。6、電化學(xué)處理很多藥劑經(jīng)電化學(xué)方法處理后均可提高其活性。自提出黃藥與雙黃藥配合使用,可以改善黃藥捕收能力的見(jiàn)解以后,對(duì)此進(jìn)行了很多研究,由于雙黃藥溶解度很小,浮選硫化礦時(shí)較少使用,為了能在黃藥溶液中產(chǎn)生一定比例的雙黃藥,并使其能分散成28-30μm的液滴,采用電化學(xué)氧化黃藥的辦法,使部分黃藥陰離子變成雙黃原,其反應(yīng)式如下:

工業(yè)上采用的電化學(xué)氧化設(shè)備,是根據(jù)電催化原理設(shè)計(jì)的,其中電催化法比較簡(jiǎn)單,如下圖。

它利用水流泵得到氣、水、黃藥的混合物,混合物從兩片鎳電極之間通過(guò)兩電極間電壓為3-5V,電流為1A,電極板大小為5×10mm。對(duì)深度為3-4%的黃藥溶液,經(jīng)電化學(xué)氧化后,其氧化度為4-8%,對(duì)鉛鋅浮選的鋅循環(huán),對(duì)60g/t每噸這種黃藥處理后,鋅的回收率可提高1.62%。其他實(shí)踐也證明,這種經(jīng)電化學(xué)氧化處理的黃藥用于鉛鋅浮選時(shí),使鉛鋅的回收有提高1%以上。烴類油經(jīng)電化學(xué)處理后羧酸的含量明顯增加,其結(jié)果下表:電化學(xué)法處理煤油的結(jié)果煤油烴類油中羧酸的含量,%C1-C4C5-C6C7-C9C10-C44處理前0.6-0.81.0-1.5>2>2處理后2.54-615-185-8電化學(xué)處理煤油使某些礦物的浮選活性大增,浮選效果見(jiàn)下表:礦物名稱礦物的回收率,%未處理的煤油電化學(xué)處理的煤油輝鉬礦82.5288.91黃銅礦79.3487.16常石3.823.94石英7.457.59電化學(xué)處理煤油的浮選效果烴類油電化學(xué)處理的實(shí)質(zhì)在于:煤油吸附到陽(yáng)極表面,放出電子,同時(shí)和水分子解離放出的羥基發(fā)生反應(yīng),氧化成羧基化合物,其反應(yīng)式如下:

其他藥劑,例如硫化鈉,氰化鈉,水玻璃,碳酸鈉,脂肪胺等等,也可根據(jù)類似的原理,進(jìn)行電化學(xué)處理,提高其藥效。7、酸化陽(yáng)離子捕收劑水溶性差,須用鹽酸或醋酸進(jìn)行質(zhì)子化處理,然后才能溶于水。8、磁處理采用適當(dāng)?shù)拇怕晱?qiáng)度,對(duì)浮選藥劑進(jìn)行磁處理,可以增加藥效,降低用量和指標(biāo),例如使用經(jīng)過(guò)約120kA/m磁場(chǎng)強(qiáng)度處理的水玻璃及煤油用來(lái)浮選磷灰石,可使回收率提高3-4%,并可降低用量;用經(jīng)過(guò)175-190kA/m磁場(chǎng)強(qiáng)度處理的油酸乳濁液浮選螢石,回收率可提高1.8-2.5%;用72kA/m磁場(chǎng)強(qiáng)度處理過(guò)的乙醇選煤,精煤產(chǎn)率增加7%左右。同時(shí),對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行粒度分析表明:精煤中1-0.5mm粒含量有明顯增加,磁處理可以提高粗粒煤的浮游性。浮選用水經(jīng)過(guò)磁處理可以得到相似的結(jié)果,但與無(wú)機(jī)類有密切關(guān)系。如用蒸餾水浮選煤泥,則磁處理對(duì)浮選指標(biāo)幾乎沒(méi)有影響,如果對(duì)自來(lái)水或加入氯化鈉,氯化鉀,氯化鈣等無(wú)機(jī)鹽類,再經(jīng)磁處理,精煤出量可增加4-5%左右。另有報(bào)導(dǎo),用處理過(guò)的水選煤,可以增加煤油在煤粒表面的吸附量,并降低在矸石上的吸附量。其他如用加溫,放射性幅射和紫外光照射等均可提高藥效。4.6.2制定浮選方案制定浮選方案可以參考類似礦石選礦廠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。并對(duì)礦石的性質(zhì)和可能采用的浮選方案進(jìn)行分析。制定分選方案時(shí),下面幾條經(jīng)驗(yàn)可供參考:(1)先浮選易浮的礦物,后浮難浮的礦物。即先浮可浮性好的,后浮可浮性差的。(2)抑制可浮性差的礦物,不要抑制可浮性好的或不易被抑制的礦物,不要抑制難被抑制的礦物。例如:當(dāng)有用礦物為方鉛礦和閃鋅礦時(shí),方鉛礦的可浮性比閃鋅礦好,閃鋅礦比方鉛礦容易抑制。因此,分選時(shí)可以采用抑制閃鋅礦,先浮選方鉛礦的方案。(3)如果兩種礦物的可浮性相似,則應(yīng)該先浮選數(shù)量少的礦物,抑制數(shù)量多的礦物,容易得到比較好的指標(biāo)。例如:銅和硫多金屬礦,主要有用礦物為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦、黃銅礦和方鉛礦的可浮性均很好,一般先將這兩種礦物同時(shí)浮出,再進(jìn)行分離。分離時(shí)可以抑制鉛浮銅或抑銅浮鉛。但實(shí)踐上,多金屬礦中銅的品位經(jīng)常比鉛的品位低許多。故抑鉛浮銅的方案用得較多。如礦石中有次生銅礦石時(shí),方鉛礦被次生銅活化,故抑鉛浮銅過(guò)程難于進(jìn)行,此時(shí)應(yīng)采用抑銅浮鉛。又如:鐵石英巖的浮選,主要礦物赤鐵礦和石英。赤鐵礦含量常比石英少,如用脂肪酸類捕收劑進(jìn)行分選時(shí),赤鐵礦的可浮性比石英好,故一般采用浮選赤鐵礦的方案。但如果是鐵精礦中含有少量的二氧化硅,為了進(jìn)一步提高精礦品位,采用陽(yáng)離子捕收劑浮選少量石英的辦法,實(shí)踐證明,該法比磁鐵礦精礦采用多次磁選排除石英的方法更有效。(4)活化量少的礦物,抑制價(jià)值低的礦物,比較容易提高分離效果。(5)浮選價(jià)值高的礦物,抑制價(jià)值礦物,易于達(dá)到浮選目的。例如:鉛鋅硫化鐵礦或銅鋅硫化鐵礦石,選后剩下的有用礦物主要是閃鋅礦和黃鐵礦,未活化的閃鋅礦可浮性不比黃鐵礦好。但實(shí)踐上總是先選閃鋅礦后選黃鐵礦,其原因是:經(jīng)活化后的閃鋅礦可浮性明顯提高,鋅礦的價(jià)值比黃鐵礦高;閃鋅礦的含量又常比黃鐵礦低。先選出閃鋅礦可以得到較好的分選效果。(6)浮選精礦質(zhì)量要求高的礦物,抑制精礦質(zhì)量要求低礦物。例如:含鉬鈉銅礦礦石的浮選,輝鉬礦和黃鐵礦都有很好的可浮性,先得到銅鉬混合精礦。銅鉬混合精礦的分離,多數(shù)選礦廠采用抑銅浮鉬的方案。其原因除了鉬的價(jià)值比銅高,而鉬的品位比銅低之外,對(duì)鉬精礦有很高的要求也是一個(gè)重要原因。如果采用浮銅抑鉬,則混合精礦中夾雜的脈石,全部集中在鉬精礦中,鉬精礦就很難達(dá)到要求。4.6.3選擇藥劑種類根據(jù)上面所述,又參考了類似選礦廠的實(shí)踐,并通過(guò)試驗(yàn)確定浮選方案后,就可以進(jìn)一步擬訂出該流程方案的處方。藥劑處方中包括藥劑的種類和用量。選擇藥劑時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:1、捕收與抑制的關(guān)系同一體系中,捕收劑與抑制劑經(jīng)?;ハ嘤绊?。表現(xiàn)在捕收劑與抑制劑用量的多少和捕收抑制強(qiáng)弱上。抑制劑用量多時(shí),捕收劑用量往往應(yīng)該多;捕收劑用量多時(shí),抑制劑用量也應(yīng)增加,同理,使用抑制能力較弱的抑制劑時(shí),明顯選用捕收作用強(qiáng)的捕收劑進(jìn)行分離,否則將導(dǎo)致分離困難。2、活化與抑制的關(guān)系同一體系中活化劑與抑制劑也是互相影響的?;罨瘎┰诘V漿中活化某種礦物,同時(shí)也對(duì)其它礦物發(fā)生作用,用量增加時(shí),經(jīng)??梢酝瑫r(shí)活化數(shù)種礦物。抑制劑與活化劑相似,用量少時(shí),可以只對(duì)一種礦物發(fā)生作用,用量增加,可以同時(shí)抑制數(shù)種礦物。使用活化劑,抑制劑時(shí)一定要掌擬于好用量。有些藥劑,在不同用量時(shí),可以有不同的作用。例如,硫化鈉在用量較少時(shí),以活化有色金屬氧化礦,用量過(guò)大,則同樣對(duì)有色金屬氧化礦起抑制作用。對(duì)這類藥劑更應(yīng)注意掌握好用量,使之充分發(fā)揮其作用。3、捕收與起泡的關(guān)系捕收劑與起泡劑的作用常常不是孤立的,除了有些藥劑兼具兩種性質(zhì)外,本身也是互相影響。例如,捕收劑用量一定時(shí),當(dāng)其他藥劑用量不變,只增加起泡劑用量就可以使浮選泡沫產(chǎn)率增加,又如,有的礦物被抑制,而抑制又不十分強(qiáng)烈,有時(shí)稍增加起泡劑的用量,就可以使礦物浮起,浮選過(guò)程中,如果起泡劑使用恰當(dāng),保證數(shù)量合適,粘度合乎要求的泡沫,有利于提高選擇性,如果浮選過(guò)程產(chǎn)生過(guò)粘的泡沫,往往得不到高質(zhì)量的精礦,確定起泡劑的最佳用量還應(yīng)該考慮到與其配合使用的捕收劑情況。若捕收劑具有一定起泡性能時(shí),應(yīng)少加加起泡劑;捕收劑具有消泡作用,如煤油,柴油等,適當(dāng)增加起泡劑。4、分散與團(tuán)聚(絮凝)的關(guān)系礦漿經(jīng)過(guò)藥劑處理后,脈石礦物被抑制呈分散狀態(tài),目的礦物經(jīng)捕收劑作用,表面疏水并容易形成絮團(tuán),經(jīng)過(guò)攪拌充氣,疏水的絮團(tuán)容易粘附到氣泡上面,使氣泡礦化,成為泡沫產(chǎn)品,而分散狀態(tài)的脈石,表面親水,仍留在浮選槽內(nèi),礦漿中礦物的分散與團(tuán)聚必須掌握適度,過(guò)強(qiáng)的團(tuán)聚作用,使脈石顆粒夾在團(tuán)粒中,增加污染,降低精礦質(zhì)量;同時(shí)還使團(tuán)粒過(guò)大,以致于不能粘附到氣泡上,造成損失,影響精礦的回收率。分散不足,使脈石互相粘附,造成夾帶,影響精礦質(zhì)量。在選擇性絮凝過(guò)程中,其分散劑,絮凝劑用量對(duì)浮選結(jié)果影響更大,分散過(guò)分,絮凝劑用量注意,而在一定分散條件下,增加凝劑用量,選擇性就要下降,影響分選效果,根據(jù)礦物可浮性的差異,確定捕收,抑制,起泡,分散適度的藥劑,掌握好其搭配和用量,保證浮選過(guò)程進(jìn)行最合理,效果最理想。4.6.4藥劑的合理添加藥劑合理添加的目的,是保證礦漿中有最佳藥劑及藥劑能進(jìn)行最有效的作用。根據(jù)礦石的選擇性,藥劑的性質(zhì),工藝要求,選擇適當(dāng)?shù)募铀廃c(diǎn),合適的加藥方式來(lái)達(dá)到這一目的。加到礦漿中的浮選藥劑,通常有幾種,加上礦漿中原有的各種,它們之間的交互作用很復(fù)雜,而且互相制約,比較藥劑制度,可以充分利用這些作用,發(fā)揮藥劑的效能,藥劑添加不當(dāng),可能造成整個(gè)工藝過(guò)程混亂,破壞分選的正常進(jìn)行。1、加藥順序根據(jù)藥劑作用機(jī)理,決定加藥順序。一般按下列順序添加,PH調(diào)整劑-活化劑或抑制劑—捕收劑-起泡劑。但對(duì)一些易于氧硫化礦,加藥順序要作適當(dāng)改變,添加PH調(diào)整劑后馬上加捕收劑,使礦物表面沒(méi)有氧化前先與捕收劑作用,然后再加抑制劑,這樣可以提高金屬回收率。但選擇捕收劑時(shí)應(yīng)注意,不能選取捕收能力過(guò)強(qiáng)的,否則影響分選效果。2、加藥地點(diǎn)加藥點(diǎn)對(duì)發(fā)揮藥劑的效力關(guān)系很大,一般視藥劑的性質(zhì)和要求的作用時(shí)間長(zhǎng)短而定。PH調(diào)整劑,抑制劑多半加入球磨機(jī)中,為了充分發(fā)揮藥劑的效果,一些難溶的捕收劑,也可以加在球磨機(jī)中,易溶的捕收劑,活化劑和起泡劑一般加在浮選前的攪拌桶,如兩種藥劑能互相反應(yīng)又抵消作用,則應(yīng)分別加入,一般讓前一種藥劑充分作用后,再加第二種藥劑,如硫酸銅和黃藥,氯化鈣和油酸,均應(yīng)分開(kāi)加于不同的地點(diǎn)。捕收劑和起泡劑除加入攪拌桶中外,還可以加在浮選機(jī)中,加在浮選機(jī)中的量約占20-40%。3、加藥方式加藥方式主要有兩種:集中加藥和分批添加。集中加藥是在浮選前將藥劑全量一次加入礦漿中,藥劑濃度在一點(diǎn)比較高,可以提高浮選過(guò)程初期的浮選速度。浮選初期通常選擇性最好,提高浮選初期的浮選速度對(duì)分選很有意義。添加方便,簡(jiǎn)單,故經(jīng)常用,藥劑不是一次加入,分批添加或逐點(diǎn)添加,可以維持浮選整個(gè)過(guò)程有比較均衡的濃度,對(duì)一些較難浮物料的回收率有較大的意義,下列情況,常采用分批加藥:(1)易被泡沫帶走的藥劑。如脂肪酸類捕收劑,具有起泡性,若加在一點(diǎn),易被泡沫帶走,降低浮選后期的藥劑濃度,礦物不利分選。(2)在礦漿中易起反應(yīng)的藥劑。如二氧化碳,二氧化硫等藥劑,只在一點(diǎn)加入,就容易起反應(yīng)而失效。(3)用量要求嚴(yán)格控制的藥劑。有些藥劑過(guò)量后會(huì)起反作用,或者失去選擇,如硫化鈉,此時(shí)藥劑應(yīng)該分批添加。細(xì)粒物料分選時(shí),本身選擇性較差,如果含有大量礦泥,更導(dǎo)致分選效果急劇惡化,為使藥劑充分發(fā)揮作用,提高選擇性,必須嚴(yán)格控制用藥量,采用分批加藥,使藥劑處于虧量狀態(tài)。常用藥劑的作用時(shí)間,可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定,如松油1-2min,黃藥1-3min,作用時(shí)間較長(zhǎng),加入球磨機(jī)的藥劑,不需經(jīng)試驗(yàn)確定。4.6.5混合(聯(lián)合)用藥混合用藥也可稱聯(lián)合用藥,已經(jīng)在實(shí)踐中得到廣泛使用,混合用藥就是兩種或兩種以上同一類型或不同類型的藥劑按一定比例加入到浮選中,有利于提高精礦品位和回收率。例如,不同烴基的黃藥混用,可以提高藥效,曾用50g/t的乙黃藥,戊黃藥,乙黃藥和戊黃藥按1:1的配比對(duì)方鉛礦進(jìn)行浮選試驗(yàn),所得數(shù)據(jù)如下:藥劑方鉛礦回收率乙黃藥71戊黃藥73乙黃藥+戊黃藥(1:1)82由上述數(shù)據(jù)可見(jiàn),混合用藥比單獨(dú)使用效果好,回收率有明顯提高,速度加快。不同類型的捕收劑混合使用,常以一種捕收劑為主,另一種為輔助捕收劑,使用例子很多,如油酸與煤油混合使用浮選磷灰石,極顯著地提高了磷灰石的回收率。若單用油酸時(shí),其回收率為20%;與煤油混用,油酸:煤油=1:2時(shí),回收率提高到60%;油酸:煤油=1:3時(shí),回收率達(dá)90%。其他還可用柴油與黃藥混合使用,在硫化銅鐵礦實(shí)踐中浮選硫化鐵;用柴油作胺類浮選長(zhǎng)石時(shí)的輔助捕收劑;國(guó)外也見(jiàn)柴油和黃藥混合使用浮選班巖銅礦的實(shí)例。調(diào)整劑混合使用,提高藥劑的抑制性能,更為常見(jiàn),例如:氰化物與硫酸鋅混用;亞硫酸鹽與酸鋅用等等。混合用藥顯示較好的效果,這是由于一方面礦物表面具有不均勻性,不同類型或不同強(qiáng)度的藥劑可以有選擇性地吸附在不同的區(qū)間,提高藥劑在礦物表面的吸附密度或藥劑覆蓋的表面積,提高礦物表面的疏水;另一方面,不同藥劑中礦物表面可以產(chǎn)生共吸附。共吸附有兩種模型。其一為穿插型,一種藥劑先吸附在礦物的表面,再使另一種藥劑分子或離子穿插在中間,在礦物表面垂直排列,形成共吸附,例如用胺鹽捕收石英,加入中性分子十二醇,醇類中性分子和陽(yáng)離子捕收劑的烴基依靠范德華力的作用,使中性分子穿插在捕收劑離子中間,減少同名電荷的掩護(hù)作用,降低了藥劑的臨界束濃度和藥劑用量,并在一定范圍內(nèi)提高石英的可浮性,起泡劑與捕收劑的分子或離子也常聯(lián)系在一起,互相穿插,在礦物或氣泡的表面發(fā)生共吸附,更便于氣泡的礦化,提高了浮選過(guò)程的選擇性。第二種共吸附的模型為疊吸附。例如,柴油或煤油與雜極性捕收劑混合使用,烴類油與雜極性捕收劑的非極性端作用,使礦物表面更加疏水,醇類分子和煤油在煤表面的吸附,或油酸分子和煤油在磷灰石表面的吸附都屬于層疊型的共吸附。

由于極性捕收劑的作用,提高了油滴在礦物表面的吸附,疏水性油有助于礦粒與氣泡局部地區(qū)水膜的減薄,縮短了礦粒在氣泡上固著的誘導(dǎo)時(shí)間,而且一些油類捕收劑沿三相接觸周邊集中,增大了礦物的接觸角,有助于氣泡與礦粒的接觸,增大了氣泡與礦粒的附著強(qiáng)度。4.6.6礦漿中浮選藥劑最佳用量的控制和調(diào)節(jié)浮選回路中至關(guān)重要的是:藥劑制度最佳化、控制對(duì)浮選過(guò)程的穩(wěn)定和最大限度降低藥耗4.6.7.煤泥浮選的藥劑制度1、藥劑種類通常為捕收劑和起泡劑,少數(shù)加調(diào)整劑或兼具捕收和起泡性能的復(fù)合藥劑。捕收劑主要是非極性烴類油,最廣泛使用的是煤油和柴油。起泡劑多為化工副產(chǎn)品,2、加藥方式和地點(diǎn)分為一點(diǎn)(集中)加藥和多點(diǎn)加藥。3、藥劑消耗與油比藥劑消耗與藥劑種類、煤泥表面性質(zhì)、粒度組成及礦漿濃度等有關(guān)。捕收劑(煤油或柴油)一般耗量在0.5~3㎏/(t煤泥)之間,醇類起泡劑的耗量隨種類不同而變化,一般在100~300g/(t煤泥)之間。通常變質(zhì)程度低、氧化程度高、疏水性差的煤藥劑耗量較大。粒度越細(xì),礦漿濃度越低,耗量也越大。油比是指捕收劑和起泡劑用量的質(zhì)量比,油比大小與煤泥的性質(zhì)及流程有關(guān),我國(guó)的油比常在5:1~10:1。4.7浮選流程浮選流程,也稱浮選工藝流程。浮選流程是指礦石浮選時(shí),礦漿流經(jīng)各作業(yè)的總稱。不同類型的礦石,應(yīng)該制定不同的流程進(jìn)行處理,因此,流程可以反映被處理礦石的工藝特性。選礦廠的流程,應(yīng)該根據(jù)礦石性質(zhì)的變化,新工藝方法的采用等及時(shí)進(jìn)行改進(jìn),以提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。浮選流程中包括浮選原則流程和浮選流程內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面的內(nèi)容。4.7.1浮選原則流程浮選原則流程涉及到各種礦石處理的原則方案,例如,浮選流程的段數(shù)、浮選循環(huán)和礦物的選別順序。1、浮選流程的段數(shù)浮選中磨礦與浮選相結(jié)合的次數(shù)。一般磨礦一次,浮選一次稱一段磨選流程。通常,礦石中常有幾種有用礦物,經(jīng)一次磨礦,將不同礦物分別選出,要經(jīng)過(guò)幾次浮選,仍稱為一段磨選流程。當(dāng)?shù)V物嵌布粒度比較細(xì),要經(jīng)過(guò)兩次以上磨礦才能進(jìn)行浮選,兩次磨礦之間又沒(méi)有浮選,還是稱一段磨選流程。選礦中的粒度,實(shí)際上由磨礦控制。為了保證有用礦物充分解離又盡可能防止其過(guò)粉碎,可根據(jù)有用礦物的浸染特性,采用不同類型的浮選流程段數(shù)。有一段磨選流程和階段磨選流程兩類。

(1)一段磨選流程。一段磨選流程也稱一段磨浮流程。礦石中有用礦物嵌布比較均勻時(shí)可采用該流程。如嵌布粒度較粗,可以只經(jīng)一次磨礦,如嵌布粒度較細(xì),且均勻,則可經(jīng)兩次磨礦,再進(jìn)行分選;(2)階段磨選流程。階段磨選流程,又可以分兩段磨選流程和多段磨選流程,其選擇和應(yīng)用,由礦物嵌布粒度特性和泥化趨勢(shì)決定。常用的為兩段磨選流程。根據(jù)礦物的浸染特性,兩段磨選流程有三種類型:精礦再磨、尾礦再磨和中礦再磨,如圖:多段磨選流程實(shí)際中采用較少。僅對(duì)一些原礦品位很低,有用礦物可浮性較好,而精礦質(zhì)量又要求比較高時(shí)采用。例如,鉬礦石,一般只含鉬0.1%左右,而對(duì)鉬精礦品位要求較高,常在50%以上,可浮性較好,因此可根據(jù)情況選用多段磨浮流程。2、浮選循環(huán)浮選循環(huán)也稱回路。凡經(jīng)一次浮選,得到一種產(chǎn)品稱一個(gè)循環(huán),通常以所選礦物或金屬名稱命名,如下圖中鉛循環(huán)和鋅循環(huán),銅鋅循環(huán)、硫循環(huán)和銅循環(huán)。

3、礦物的選別順序礦物的選別順序與礦石中礦物的可浮性、礦物之間共生關(guān)系等因素有關(guān),常有優(yōu)先浮選流程、混合浮選流程、部分混合優(yōu)先浮選流程和等可浮流程。(1)優(yōu)先浮選流程礦石品位較高,有用礦物浸染較粗,可首先考慮采用此流程。(2)混合浮選流程將當(dāng)?shù)V物呈集合嵌布,粒度較粗,不同有用礦物的可浮性又比較接近,在粗磨下能夠廢棄尾礦,可考慮采用混合浮選,再對(duì)混合精礦進(jìn)行分離。(3)部分混合優(yōu)先浮選流程當(dāng)?shù)V物中有幾種有用礦物其可浮性接近,有的可浮性又不同時(shí),可采用此流程。(4)等可浮流程

可免除強(qiáng)抑制強(qiáng)活化帶來(lái)的分離困難,分離次數(shù)較多,流程復(fù)雜。4.7.2浮選流程內(nèi)部結(jié)構(gòu)浮選流程內(nèi)部結(jié)構(gòu)系指浮選循環(huán)內(nèi)部粗選、精選、掃選的次數(shù)及中礦的處理方式。1、粗選、精選、掃選的次數(shù)浮選中有粗選、精選和掃選。粗選一般只有一次。精選和掃選次數(shù)變化較多,與礦石性質(zhì)、精礦的質(zhì)量要求、欲選成分的價(jià)值等有密切關(guān)系。若原礦品位較高,有用礦物可浮性又較差,對(duì)精礦質(zhì)量要求不高時(shí),則可在粗選的基礎(chǔ)上直接得出精礦,不進(jìn)行精選或精選作業(yè)應(yīng)少,應(yīng)加強(qiáng)掃選,保證足夠高的回收率。另外,如有用礦物較難浮且易泥化或氧化的情況下,也應(yīng)盡快分出精礦,不宜往精選方向發(fā)展,應(yīng)加強(qiáng)掃選,具體掃選的次數(shù),根據(jù)礦石性質(zhì)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)加以確定,其流程見(jiàn)下圖。

原礦品位較低,對(duì)精礦質(zhì)量又要求很高,有用礦物可浮性比較好,則流程結(jié)構(gòu)應(yīng)向精選發(fā)展,掃選次數(shù)可以相對(duì)少,而精選次數(shù)應(yīng)多,可采用下圖中流程結(jié)構(gòu)。

原礦品位低,粗選精礦質(zhì)量又不太高,需用精選提高精礦質(zhì)量;礦物可浮性好,很容易進(jìn)入精礦,不經(jīng)掃選或只經(jīng)1~2次掃選即可得到合格尾礦。例如鉬礦精礦精選次數(shù),常達(dá)10次以上。石墨礦浮選也有類似特點(diǎn)。多數(shù)情況下的流程結(jié)構(gòu)是既包括精選又包括掃選作業(yè)的流程,如下圖所示。

2、中礦處理浮選流程中,除最終精礦、尾礦以外的產(chǎn)品,如精選作業(yè)的尾礦和掃選作業(yè)的泡沫產(chǎn)品統(tǒng)稱為中礦。中礦均應(yīng)繼續(xù)處理,其處理方式與中礦中連生體含量、有用礦物的可浮性、中礦中藥劑含量、中礦的組成及對(duì)精礦的要求等有關(guān)。中礦處理常有如下三種方法:

(1)中礦返回中礦返回又有兩種型式,循環(huán)返回或合一返回。①中礦循序返回:后一個(gè)作業(yè)的中礦返回到前一個(gè)作業(yè)進(jìn)行處理。這是實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用最多的流程,如下圖。

該流程適用于礦物已經(jīng)單體解離,可浮性一般,又比較強(qiáng)調(diào)回收率的情況。②中礦合一返回:將全部中礦合并在一起,返回前面某一作業(yè),一般是粗選作業(yè),見(jiàn)下圖。

中礦合一返回,使中礦得到多次再選機(jī)會(huì),有利于提高精礦質(zhì)量。所以,對(duì)有用礦物可浮性較好,精礦質(zhì)量又比較高時(shí),常采用該流程。因中礦集中,量較大,濃度又低,有時(shí)需經(jīng)濃縮,但可節(jié)省藥劑用量。實(shí)際上,中礦返回型式較多。最重要的是應(yīng)返回到礦物組成和礦物可浮性等性質(zhì)與中礦相似的作業(yè)。(2)中礦再磨當(dāng)中礦含有較多連生體時(shí),為使有用礦物從中礦中解離出來(lái),應(yīng)該進(jìn)行再磨。再磨可以單獨(dú)進(jìn)行,也可返回到第一段磨礦。中礦再磨之前常常應(yīng)該進(jìn)行濃縮和分級(jí),濃縮的溢流可作回水使用。(3)中礦單獨(dú)處理根據(jù)中礦的性質(zhì)采用浮選或其他方式處理。當(dāng)中礦性質(zhì)比較特殊,返回前面作業(yè)又不太合適,此時(shí)可考慮中礦單獨(dú)浮選的方案。如果中礦含泥質(zhì)多,返回前面作業(yè)影響前面作業(yè)的正常進(jìn)行,而且浮選效果不理想,可考慮采用火法或化學(xué)法處理。4.7.3煤泥浮選流程1、煤泥浮選原則流程原則流程是指浮選與前面作業(yè)的連接形式,按其特點(diǎn)分為:濃縮浮選、直接浮選和半直接浮選。(1)濃縮浮選:指重選過(guò)程產(chǎn)生的煤泥水經(jīng)濃縮后再進(jìn)行浮選的流程。特點(diǎn)一是因采用濃縮機(jī)底流作浮選入料,故入料濃度高,浮選過(guò)程要添加較多的補(bǔ)充水;二是當(dāng)細(xì)粒含量高時(shí),大量微細(xì)顆粒在濃縮機(jī)中不易沉降下來(lái),集中在溢流中,往復(fù)循環(huán),影響重選、浮選等各環(huán)節(jié)效果。(2)直接浮選:是重選過(guò)程的煤泥水直接進(jìn)入浮選環(huán)節(jié),浮選尾煤經(jīng)徹底澄清后返回作循環(huán)水使用,濃度0.5g/L左右,大大提高了分級(jí)、濃縮、重選、浮選和過(guò)濾等作業(yè)的效果。濃縮浮選流程直接浮選流程(3)半直接浮選:考慮到直接浮選入浮濃度低而采用的一種改良措施。根據(jù)重選產(chǎn)品的脫水、分級(jí)設(shè)施—撈坑的溢流水流向可有幾種不同形式:①部分濃縮,部分直接浮選:濃縮浮選時(shí)分出小部分撈坑溢流水不經(jīng)濃縮直接去作浮選人料稀釋水。②部分循環(huán),部分直接浮選:主洗撈坑溢流(濃度高)作入浮原料,再洗撈坑溢流作為循環(huán)水(濃度常在10g/L左右)。2、煤泥浮選流程內(nèi)部結(jié)構(gòu)根據(jù)煤泥性質(zhì)、對(duì)精煤質(zhì)量要求和規(guī)模等因素選擇合適的流程內(nèi)部結(jié)構(gòu):(1)一次浮選(粗選):煤泥浮選中最簡(jiǎn)單的流程。在這一流程,浮選機(jī)組從第一室一次入料,各室泡沫產(chǎn)品都作最終精煤,末一室流出的是最終尾煤,一次選出兩種最終產(chǎn)品。適用:易選或中等易浮煤泥,或精煤質(zhì)量要求不高,原礦灰分不高,煤泥可浮性較好,一次即可選出符合質(zhì)量要求的最終產(chǎn)品的煤泥浮選。優(yōu)點(diǎn):操作管理簡(jiǎn)便,單產(chǎn)較高,流程簡(jiǎn)單,水、電耗量小,便于操作管理,處理量大。缺點(diǎn):在穩(wěn)定最終產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)方面調(diào)節(jié)余地較少。以致在煤質(zhì)變化時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)較大。一次浮選流程(2)中煤再選:中煤可返回再選或單獨(dú)再選,適用于較難浮煤泥,可保證精、尾煤質(zhì)量。在這一流程中,浮選機(jī)組從第一室入料,在六室浮選機(jī)中,前四室(或三室)的產(chǎn)品的產(chǎn)品作為最終精煤,后兩室(或三室)的泡沫產(chǎn)品即為中煤,到第二室進(jìn)行再選,末一室排出的為最終尾煤,也是一次選出兩種最終產(chǎn)品,(中煤也可作為最終產(chǎn)品)。適用:細(xì)粒含量較多、灰分較高的較難選煤泥,所含中間物離解較好,經(jīng)再選后可能分選的情況。優(yōu)點(diǎn):可提高尾煤灰分和精煤出率,對(duì)煤質(zhì)的變化有較大的適應(yīng)性。缺點(diǎn):循環(huán)物料的存在使操作復(fù)雜和困難,影響操作的穩(wěn)定,并將明顯地降低浮選機(jī)的生產(chǎn)能力。中煤返回再選中煤?jiǎn)为?dú)再選(3)進(jìn)行粗選和精選的浮選流程(精煤再選):進(jìn)行粗選和精選(再次選別一次浮選泡沫產(chǎn)品的作業(yè))的浮選流程。這種流程一般在兩組浮選機(jī)中進(jìn)行,在第一組浮選機(jī)一室入料,各室泡沫產(chǎn)品作為粗選精煤,末室排出的是合乎質(zhì)量要求的高灰分尾煤Ⅰ。選出的粗選泡沫產(chǎn)品經(jīng)稀釋(在攪拌桶中)和添加藥劑后進(jìn)入第二組浮選機(jī)進(jìn)行精選。從而獲得低灰分精煤和尾煤Ⅱ,尾煤Ⅱ可根據(jù)灰分情況,作為最終尾煤或作燃料中煤。進(jìn)行粗選和精選的流程適用:高灰細(xì)泥含量大的難浮煤或?qū)嘿|(zhì)量要求高的煤泥浮選(極難選而產(chǎn)品指標(biāo)又很高的煤泥浮選)。優(yōu)點(diǎn):保證獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品,既可出兩種產(chǎn)品又可出三種產(chǎn)品,在保證產(chǎn)品質(zhì)量方面有很大的靈活性。缺點(diǎn):增設(shè)了浮選機(jī),流程較復(fù)雜,浮選機(jī)單產(chǎn)大大降低,藥耗、水耗、電耗增加,并給操作管理帶來(lái)困難,可采用大型浮選機(jī)解決。精煤再選流程(4)三產(chǎn)品流程:即同時(shí)出精、中、尾三個(gè)產(chǎn)品,比二產(chǎn)品更容易保證精、尾煤質(zhì)量。三產(chǎn)品浮選流程適用:浮選入料中煤含量較大,精、尾煤指標(biāo)又要求較高,二產(chǎn)品難于達(dá)到要求煤泥浮選。但要增加一套中煤過(guò)濾設(shè)備。由于我國(guó)煤泥的可浮性不是太難,而目前對(duì)浮選產(chǎn)品質(zhì)量要求也不高,國(guó)內(nèi)選煤廠多采用第1、2兩種浮選流程。隨著形勢(shì)的發(fā)展和對(duì)浮選提出更高要求,勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)日益復(fù)雜、更加完善的浮選流程。在選擇浮選流程時(shí),同時(shí)需要考慮各組浮選機(jī)的室數(shù)。國(guó)內(nèi)選煤廠的浮選機(jī)組多由六室組成,幾乎已成慣例。浮選機(jī)的室數(shù)主要應(yīng)由浮選時(shí)間來(lái)決定。通過(guò)一些選煤廠的浮選分槽試驗(yàn)結(jié)果,繪制的浮選速度曲線可以看到,對(duì)于煤泥一次浮選的六室浮選機(jī)來(lái)說(shuō),前四室的泡沫出率已完成其理論出率的90%以上??梢?jiàn),從加強(qiáng)操作和改變藥劑制度入手,對(duì)于易選煤的浮選,四室一組浮選機(jī)是可行的。這樣作一方面有利于簡(jiǎn)化流程,同時(shí)能大幅度地提高浮選機(jī)的處理能力。這種四室浮選機(jī)組在國(guó)外得到廣泛采用。隨著機(jī)械化采煤的普及,煤泥的細(xì)粒將增多,可浮性變壞,而煤泥水直接浮選的推廣,這些都是促使原礦濃度下降的客觀因素,細(xì)粒增多和原礦濃度下降,都有利于提高浮選速度。在這種情況下,減少浮選機(jī)組的室數(shù)就更必要了。邢臺(tái)選煤廠在實(shí)現(xiàn)煤泥水浮選時(shí),將二組六室浮選機(jī)改成三組四室浮選機(jī),滿足了生產(chǎn)的需要,就是一個(gè)極好的例子。4.8煤炭浮選脫硫煤中硫:有機(jī)硫:無(wú)法脫除。無(wú)機(jī)硫:硫鐵礦硫(黃鐵礦),重選脫除粗粒的,大量的、細(xì)粒嵌布的黃鐵礦只能用浮選或其他方法排除。4.8.1煤中硫化礦物的嵌布粒度和可浮性1、煤中黃鐵礦的嵌布粒度①粗粒嵌布;②細(xì)粒嵌布;③顯微粒度嵌布。2、黃鐵礦的可浮性易被氰化物或氫氧化抑制,過(guò)度氧化的黃鐵礦可浮性降低。4.8.2使用選煤藥劑時(shí),煤中黃鐵礦的可浮性一般藥劑對(duì)煤中黃鐵礦有捕收作用,煤中黃鐵礦比一般黃鐵礦更可浮,浮選法脫硫時(shí),為了提高過(guò)程的選擇性,最好采用適當(dāng)調(diào)整劑。4.8.3煤炭浮選時(shí),黃鐵礦硫的脫除為更多脫除黃鐵礦,采用抑制黃鐵礦浮出的方法。必須選擇安全高效的捕收劑和抑制劑。浮選柱脫除細(xì)粒黃鐵礦效果較好。目前用具有一定親水性的細(xì)菌微生物表面處理后浮選的方法正研究中。4.9煤泥浮選工藝效果檢查和評(píng)定4

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