金屬礦石浮選工藝總結(jié)一、金屬礦石浮選工藝概述

浮選工藝是金屬礦石提純和分離的核心方法之一，通過利用礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異，實(shí)現(xiàn)有價(jià)礦物與脈石的有效分離。該工藝廣泛應(yīng)用于銅、鉛、鋅、鐵、鎢等金屬礦物的選礦過程，具有選別精度高、操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。

（一）浮選工藝基本原理

浮選工藝主要基于礦物表面的疏水性差異，通過添加捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑等化學(xué)藥劑，改變礦物表面性質(zhì)，使有價(jià)礦物附著在氣泡上上浮，而脈石則留在槽底實(shí)現(xiàn)分離。

（二）浮選工藝主要流程

浮選工藝通常包括以下步驟：

1.礦石破碎與磨礦

-將原礦通過破碎機(jī)進(jìn)行粗碎，再通過球磨機(jī)或棒磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，確保礦物粒度符合浮選要求（通常細(xì)磨至-0.074mm占60%~80%）。

-磨礦過程中需控制礦漿濃度（30%~50%），避免影響浮選效果。

2.藥劑添加與混合

-按順序添加捕收劑（如黃藥類、黑藥類）、起泡劑（如松醇油）和調(diào)整劑（如抑制劑、分散劑），確保藥劑充分分散均勻。

-藥劑添加量需通過試驗(yàn)優(yōu)化，避免過量或不足影響分離效果。

3.空氣通入與氣泡形成

-通過充氣設(shè)備（如充氣式或機(jī)械式泡沫機(jī)）向礦漿中通入空氣，形成微小且穩(wěn)定的氣泡。

-氣泡直徑需控制在0.1~1mm范圍內(nèi)，以保證礦物附著效率。

4.分離與收集

-上浮的有價(jià)礦物隨氣泡到達(dá)槽面，通過刮泡裝置收集形成泡沫產(chǎn)品；槽底殘留的脈石則作為尾礦排出。

-分離效率可通過調(diào)整礦漿pH值、藥劑濃度和充氣速度進(jìn)行優(yōu)化。

（三）浮選工藝關(guān)鍵影響因素

1.礦石性質(zhì)

-礦物粒度分布、嵌布特性、表面性質(zhì)等直接影響浮選效果。

-高嶺土等黏土礦物可能吸附藥劑，需添加分散劑改善。

2.化學(xué)藥劑選擇

-捕收劑需針對(duì)目標(biāo)礦物選擇（如銅礦常用黃藥，硫化礦常用黑藥）。

-抑制劑需能有效抑制脈石礦物（如用石灰抑制方鉛礦）。

3.工藝參數(shù)控制

-礦漿pH值需根據(jù)礦物性質(zhì)調(diào)整（如銅浮選pH通?？刂圃?~11）。

-充氣量需匹配磨礦量，避免氣泡過大或過小。

二、典型金屬礦物浮選工藝

（一）硫化銅礦浮選工藝

1.礦石預(yù)處理

-強(qiáng)磁選去除磁鐵礦，浮選前需進(jìn)行活化處理（如加硫酸銅活化黃鐵礦）。

2.浮選步驟

-硫化銅礦優(yōu)先浮選（pH10~11，用黃藥作捕收劑），后續(xù)用氰化物或石灰抑制方鉛礦、閃鋅礦。

3.產(chǎn)品回收率

-通過優(yōu)化磨礦細(xì)度（-0.038mm占90%），銅回收率可達(dá)85%~95%。

（二）氧化鉛鋅礦浮選工藝

1.礦石活化

-氧化鉛礦需用硫酸或硫酸鋅活化（pH5~6），氧化鋅礦用石灰調(diào)節(jié)pH（7~8）。

2.浮選順序

-通常先浮選鉛礦（用黃鉀鐵礬作捕收劑），再浮選鋅礦（用黑藥或硫酸鋅）。

3.抑制措施

-用碳酸鈉或水玻璃抑制硫化礦干擾。

（三）鐵礦石浮選工藝

1.預(yù)處理

-強(qiáng)磁選除鐵粉，浮選前需選擇性抑制鈦鐵礦（加草酸或水玻璃）。

2.浮選藥劑

-用陽離子捕收劑（如胺類）浮選赤鐵礦，或用硫酸亞鐵反浮選磁鐵礦。

3.礦漿條件

-控制礦漿電位（Eh400~600mV）提高浮選選擇性。

三、浮選工藝優(yōu)化與改進(jìn)

（一）工藝參數(shù)優(yōu)化方法

1.單因素試驗(yàn)

-分別調(diào)整磨礦細(xì)度、藥劑濃度、充氣量等參數(shù)，觀察對(duì)回收率的影響。

2.正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

-通過L9(3^4)等正交表安排多因素組合試驗(yàn)，快速篩選最佳參數(shù)組合。

3.動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)

-采用在線pH計(jì)、電導(dǎo)率儀實(shí)時(shí)監(jiān)控礦漿性質(zhì)，自動(dòng)調(diào)節(jié)藥劑投加。

（二）浮選設(shè)備改進(jìn)方向

1.高效充氣技術(shù)

-微泡浮選技術(shù)（氣泡直徑<0.1mm）可提高細(xì)粒礦物回收率。

2.礦漿攪拌優(yōu)化

-采用渦輪式或槳葉式攪拌器，確保藥劑均勻分散（攪拌強(qiáng)度需達(dá)到1000~2000rpm）。

3.自動(dòng)控制系統(tǒng)

-集成PLC與傳感器，實(shí)現(xiàn)藥劑投加、充氣量等參數(shù)的閉環(huán)控制。

（三）綠色化發(fā)展趨勢(shì)

1.藥劑減量

-開發(fā)生物藥劑或低毒藥劑（如用木質(zhì)素磺酸鹽替代傳統(tǒng)黃藥）。

2.水循環(huán)利用

-通過壓濾機(jī)或氣浮機(jī)實(shí)現(xiàn)礦漿濃縮（濃縮倍數(shù)可達(dá)5~8倍）。

3.能耗降低

-優(yōu)化磨礦設(shè)備（如采用高效球磨機(jī)）降低電耗（目標(biāo)<15kWh/t礦）。

四、浮選工藝應(yīng)用案例

（一）某銅礦浮選生產(chǎn)線

-原礦品位：0.8%Cu，嵌布粒度-0.044mm占75%

-工藝流程：磨礦→加藥→充氣浮選→精選

-最終指標(biāo)：銅精礦品位65%，回收率90%，藥劑消耗比傳統(tǒng)工藝降低30%。

（二）某鉛鋅礦浮選實(shí)踐

-鉛礦嵌布粒度-0.030mm占85%，鋅礦為-0.063mm占70%

-關(guān)鍵措施：用硫酸鋅選擇性活化鋅礦，碳酸鈉抑制硫化物

-經(jīng)濟(jì)效益：通過優(yōu)化磨礦制度，鉛精礦回收率提升至92%。

五、總結(jié)

浮選工藝作為金屬礦石分離的核心技術(shù)，通過精細(xì)控制礦物表面性質(zhì)和工藝參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)高效率提純。未來發(fā)展方向包括智能化控制、綠色藥劑開發(fā)和水資源循環(huán)利用，以適應(yīng)資源高效利用和環(huán)境保護(hù)的需求。

一、金屬礦石浮選工藝概述

浮選工藝是現(xiàn)代選礦工業(yè)中應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的一種物理分離方法，尤其在金屬礦石的提取過程中占據(jù)核心地位。其基本原理是利用礦物顆粒表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異，特別是疏水性（親水性）的不同，在礦漿中通過添加特定的化學(xué)藥劑，使目標(biāo)礦物（有價(jià)礦物）表面疏水化，從而更容易附著在由充氣設(shè)備產(chǎn)生的微小氣泡上，隨氣泡上浮至礦漿表面形成泡沫層，而被刮板收集；而脈石礦物（無用礦物）則保持親水性，留在礦漿中，從而實(shí)現(xiàn)兩者的有效分離。浮選工藝具有選別精度高、流程靈活、適應(yīng)性廣、對(duì)細(xì)粒和微細(xì)粒礦物回收效果好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于銅、鉛、鋅、鐵、鎢、鉬、鎳、鈷等多種金屬礦物的選礦生產(chǎn)，是提高礦產(chǎn)資源利用率和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵技術(shù)。

（一）浮選工藝基本原理

浮選工藝的成功實(shí)施依賴于以下幾個(gè)關(guān)鍵物理化學(xué)原理：

1.表面潤濕性差異：礦物顆粒與水接觸時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出親水或疏水性。親水礦物易于被水潤濕，難以附著氣泡；疏水礦物則不易被水潤濕，更容易被氣泡黏附。通過化學(xué)藥劑作用，可以改變礦物表面的潤濕性，使目標(biāo)礦物變得疏水，而脈石礦物保持親水或被抑制。

2.氣泡的形成與穩(wěn)定性：浮選過程需要大量彌散均勻、尺寸適宜的微小氣泡。氣泡的產(chǎn)生通常通過向礦漿中通入空氣實(shí)現(xiàn)，可以采用機(jī)械攪拌充氣（如葉輪式、螺旋式浮選機(jī)）或礦漿自吸充氣（如柱式浮選機(jī)）等方式。穩(wěn)定的小氣泡是礦物附著的關(guān)鍵載體，其尺寸通?？刂圃?.1mm至1mm范圍內(nèi)，過大則易破裂，過小則難以承載礦物。

3.礦物附著與氣泡上?。涸诘V漿中，經(jīng)過化學(xué)藥劑處理變得疏水的礦物顆粒會(huì)優(yōu)先吸附捕收劑分子，當(dāng)這些礦物顆粒接觸到氣泡表面時(shí)，捕收劑分子會(huì)降低礦物與水、礦物與氣泡界面間的張力，促使礦物牢固地附著在氣泡表面。帶有礦物的氣泡密度小于礦漿，因此在浮力作用下會(huì)上浮至槽面。

4.泡沫的形成與收集：上浮的氣泡聚集在礦漿表面形成泡沫層。泡沫層應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠承載足夠的礦物負(fù)載，同時(shí)又不至于過快破裂。通過刮板或泡沫收集器將泡沫層連續(xù)刮出，即可得到含目標(biāo)礦物濃度較高的浮選精礦。未被收集的氣泡和礦漿則作為尾礦排出。

（二）浮選工藝主要流程

典型的金屬礦石浮選工藝流程是一個(gè)連續(xù)的工業(yè)過程，主要包括以下關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

1.礦石準(zhǔn)備（預(yù)處理）

（1）破碎與篩分：

-原礦石根據(jù)需要通過顎式破碎機(jī)、旋回破碎機(jī)進(jìn)行粗碎，以減小后續(xù)磨礦的負(fù)荷。

-粗碎產(chǎn)品通過篩分機(jī)（如振動(dòng)篩）分成合格粒級(jí)和不合格粒級(jí)。合格粒級(jí)直接進(jìn)入后續(xù)流程，不合格粒級(jí)返回破碎系統(tǒng)進(jìn)行再破碎，實(shí)現(xiàn)“多碎少磨”的原則，降低能耗。

-目標(biāo)粒度控制：不同礦物的嵌布特性決定磨礦細(xì)度要求。通常，需要將大部分有價(jià)礦物解離到單體解離狀態(tài)。例如，對(duì)于嵌布粒度較粗的礦物，磨礦細(xì)度要求可能為-0.074mm占50%~60%；而對(duì)于嵌布粒度細(xì)的礦物，則可能需要磨至-0.038mm占90%以上。

（2）磨礦與分級(jí)：

-磨礦是浮選前最重要的環(huán)節(jié)之一，目的是將礦物顆粒破碎到適合浮選的粒度。常用設(shè)備包括球磨機(jī)、棒磨機(jī)、自磨機(jī)、半自磨機(jī)和超細(xì)磨機(jī)等。

-磨礦通常與分級(jí)設(shè)備（如螺旋分級(jí)機(jī)、水力旋流器）組成閉路磨礦系統(tǒng)。分級(jí)設(shè)備的作用是篩分磨礦產(chǎn)物，將合格粒級(jí)的礦漿送入浮選，將過粗的礦砂返回磨機(jī)再磨，從而保持磨機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定和礦漿粒度均勻。

-礦漿濃度：磨礦過程會(huì)產(chǎn)生大量細(xì)泥，需控制礦漿濃度。通常，入選浮選機(jī)的礦漿濃度在30%~50%之間，具體取決于設(shè)備類型、礦物性質(zhì)和工藝要求。濃度過高會(huì)導(dǎo)致氣泡尺寸增大、流動(dòng)性差、藥劑消耗增加；濃度過低則氣泡易破碎、泡沫不穩(wěn)、能耗增大。

（3）礦漿制備與調(diào)質(zhì)：

-在磨礦的同時(shí)或之后，向礦漿中添加水和其他化學(xué)藥劑，制備成符合浮選要求的礦漿。

-調(diào)質(zhì)過程可能包括攪拌、反應(yīng)時(shí)間控制等，確保藥劑與礦物充分作用，形成穩(wěn)定的礦物表面性質(zhì)。有時(shí)還包括濃縮或稀釋步驟，以調(diào)整礦漿密度或體積。

2.浮選作業(yè)（礦物分離）

（1）藥劑添加系統(tǒng)：

-根據(jù)不同礦物的浮選特性和工藝要求，按一定順序和時(shí)間向礦漿中添加各類化學(xué)藥劑。藥劑添加通常通過計(jì)量泵或攪拌槽精確控制。

-常用藥劑包括：

-捕收劑：使礦物表面疏水化，增強(qiáng)其對(duì)氣泡的黏附能力。如黃藥類（R-DSNa，用于多種硫化礦）、黑藥類（P-SSH，用于部分硫化礦和部分氧化礦）、脂肪酸類（用于某些非金屬礦或氧化礦）、胺類（用于反浮選或特定礦物）。

-起泡劑：降低水的表面張力，產(chǎn)生大量穩(wěn)定且細(xì)小的氣泡，并使泡沫具有一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。如松醇油、MIBC（甲基異丁基甲醇）、醚醇類起泡劑。

-調(diào)整劑（輔助藥劑）：包括抑制劑、活化劑、分散劑、凝聚劑等，用于調(diào)節(jié)礦物表面性質(zhì)、改善浮選過程或控制礦漿流變特性。

-抑制劑：使某些礦物表面親水，阻止其上浮。如石灰（用于抑制磷酸鹽、碳酸鹽礦物，調(diào)節(jié)pH）、氰化物（用于抑制部分硫化礦，如方鉛礦）、水玻璃（用于抑制石英、硅酸鹽礦物）、硫酸鋅（用于抑制閃鋅礦）。

-活化劑：使原本難以浮選或被抑制的礦物變得易于浮選。如硫酸銅（用于活化閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦）、硫酸鋅（用于活化部分氧化礦）。

-分散劑：防止細(xì)泥團(tuán)聚，改善礦漿流態(tài)，提高細(xì)粒礦物回收率。如水玻璃、腐植酸鈉。

-凝聚劑：使細(xì)泥團(tuán)聚，減少其在浮選過程中的不良影響（如耗藥、惡化泡沫）。如聚合氯化鋁。

-藥劑添加的順序和濃度對(duì)浮選效果至關(guān)重要，需要通過試驗(yàn)確定最佳方案。通常先加調(diào)整劑（如活化劑、抑制劑）調(diào)節(jié)礦漿環(huán)境，再加捕收劑，最后加起泡劑。

（2）浮選過程：

-將制備好的礦漿泵入浮選機(jī)。浮選機(jī)內(nèi)部通常包含攪拌槽、充氣裝置和礦液分配系統(tǒng)。

-在攪拌槽中，通過攪拌器（如葉輪）使礦漿、氣泡和藥劑均勻混合，并通入空氣產(chǎn)生氣泡。

-礦漿從攪拌槽上部的礦液分配器流出，通過槽縫均勻分配到各個(gè)浮選槽（或稱為細(xì)胞）中。

-在每個(gè)浮選槽內(nèi)，有價(jià)礦物隨氣泡上浮至槽面形成泡沫層，脈石礦物則留在槽底礦漿中。

-通過設(shè)置在槽面的刮板（或泡沫收集器）將泡沫層連續(xù)刮出，收集到精礦槽中；槽底積存的礦漿作為尾礦從浮選機(jī)底部排出。

-浮選過程通常包含多個(gè)串聯(lián)的浮選槽，稱為“段”。每個(gè)段可以完成一次粗選、掃選或精選。

-粗選：處理全部入選礦漿，獲得初步的精礦和大量的尾礦。

-掃選：處理粗選的尾礦，回收其中可能流失的有價(jià)礦物（特別是細(xì)粒礦物），以降低有用礦物損失。通常使用較弱的抑制劑或不加捕收劑，使大部分脈石礦物隨尾礦排出。

-精選：處理粗選精礦，進(jìn)一步提高精礦品位，降低含雜量。通常在精選段添加更強(qiáng)效的抑制劑或調(diào)整劑，選擇性抑制脈石礦物。

（3）產(chǎn)品收集與處理：

-精礦：收集自浮選機(jī)的泡沫產(chǎn)品，通常含有大量水分（可達(dá)50%~70%）。需要通過精礦槽收集，然后送入脫水設(shè)備（如濃密機(jī)、過濾機(jī)）進(jìn)行脫水和干燥，得到最終產(chǎn)品。脫水效率直接影響后續(xù)干燥或壓實(shí)的成本和效果。

-中礦：在某些復(fù)雜礦石浮選中，可能會(huì)設(shè)置中礦返回，即從某個(gè)中間段（如粗選與掃選之間，或粗選與精選之間）將礦漿放出，作為中間產(chǎn)品處理或返回到前面的某個(gè)工序（如返回磨礦或粗選槽）。中礦返回可以綜合利用資源，但需要仔細(xì)控制，避免影響后續(xù)浮選效果。

-尾礦：從浮選機(jī)底部排出的礦漿，含有被抑制的脈石礦物和部分流失的有價(jià)礦物。尾礦通常需要進(jìn)行沉淀處理（如濃縮），回收部分水，然后排放至尾礦庫或進(jìn)行其他處理（如選別尾礦中的有用組分）。尾礦庫的建設(shè)和管理需要符合環(huán)境保護(hù)要求。

3.藥劑管理

（1）藥劑儲(chǔ)存與制備：

-各種化學(xué)藥劑通常以固體或液體形式儲(chǔ)存，需要專用的倉庫，并采取適當(dāng)?shù)姆莱?、防泄漏措施?/p>

-液體藥劑可能需要稀釋，固體藥劑可能需要預(yù)先溶解。藥劑制備過程應(yīng)在攪拌良好、溫度適宜的設(shè)備中進(jìn)行，確保藥劑充分溶解或分散。

（2）藥劑計(jì)量與添加：

-采用精確的計(jì)量設(shè)備（如蠕動(dòng)泵、隔膜計(jì)量泵）控制藥劑添加量，并配備流量計(jì)和壓力表進(jìn)行監(jiān)控。

-藥劑添加點(diǎn)通常設(shè)置在磨礦過程中或磨礦之后、浮選之前，通過管道或泵送系統(tǒng)加入礦漿中。添加點(diǎn)的位置和方式會(huì)影響藥劑與礦物的作用效果。

（3）藥劑消耗監(jiān)測與調(diào)整：

-定期取樣分析礦漿的性質(zhì)（如pH值、電位、離子濃度）和藥劑濃度，判斷藥劑效果和消耗情況。

-根據(jù)分析結(jié)果和浮選效果，及時(shí)調(diào)整藥劑添加量或種類，以適應(yīng)礦石性質(zhì)的變化或優(yōu)化生產(chǎn)指標(biāo)。

（三）浮選工藝關(guān)鍵影響因素

浮選工藝的效果受到多種因素的復(fù)雜影響，需要綜合考慮和精確控制：

1.礦石性質(zhì)

-礦物組成與嵌布特性：礦石中有價(jià)礦物、脈石礦物的種類、數(shù)量及其粒度分布、賦存狀態(tài)（是否共生、嵌布粒度）是決定浮選可能性和難易程度的基礎(chǔ)。細(xì)粒、微細(xì)粒礦物的回收是浮選技術(shù)的重要挑戰(zhàn)。

-礦物表面性質(zhì)：礦物本身的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、表面能等決定了其天然的親水性或疏水性。這是浮選能否發(fā)生的前提。

-礦石可浮性：某些礦物本身就易于浮選（易浮礦物），如閃鋅礦；而另一些則難以浮選（難浮礦物），如石英。

-礦泥影響：細(xì)粒礦物（通常<0.074mm）和細(xì)泥往往具有很高的親水性，會(huì)吸附藥劑、堵塞氣泡、惡化泡沫，嚴(yán)重影響浮選指標(biāo)（特別是細(xì)粒有用礦物的回收率）。

-有害雜質(zhì)：礦石中存在的某些成分（如高嶺土、伊利石等黏土礦物）可能吸附捕收劑和起泡劑，改變礦物表面性質(zhì)，干擾浮選過程。此外，某些礦物間的相互影響（如抑制作用、活化作用）也會(huì)增加浮選的復(fù)雜性。

2.化學(xué)藥劑選擇與使用

-藥劑種類：必須根據(jù)目標(biāo)礦物的浮選特性和脈石礦物的抑制特性，選擇合適的捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑。藥劑的選擇往往需要通過大量的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)來確定。

-藥劑濃度：各種藥劑的添加濃度對(duì)浮選效果有顯著影響。濃度過高可能導(dǎo)致泡沫過密、礦物過度活化或抑制，濃度過低則可能無法提供足夠的浮選能力。最佳濃度通常通過單因素試驗(yàn)或正交試驗(yàn)確定。

-藥劑添加順序：藥劑的添加順序會(huì)影響礦物表面性質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程和浮選的選擇性。例如，先加抑制劑再加捕收劑，與先加捕收劑再加抑制劑，效果可能完全不同。

-藥劑作用時(shí)間：藥劑與礦物需要一定的接觸時(shí)間才能充分作用，達(dá)到預(yù)期的表面改性效果。浮選機(jī)內(nèi)部的有效停留時(shí)間需要滿足藥化反應(yīng)的要求。

-藥劑質(zhì)量與穩(wěn)定性：藥劑的純度、化學(xué)穩(wěn)定性直接影響使用效果和成本。劣質(zhì)藥劑可能含有雜質(zhì)干擾浮選，或因分解失效導(dǎo)致效果不穩(wěn)定。

3.工藝參數(shù)控制

-礦漿pH值：pH值影響礦物表面電荷、藥劑的離解程度和作用效果。大多數(shù)硫化礦浮選需要在堿性條件下進(jìn)行（pH8~11），使用石灰或碳酸鈉作調(diào)整劑；而部分氧化礦或非金屬礦可能需要在酸性條件下（pH3~6）進(jìn)行，使用硫酸或鹽酸作調(diào)整劑。pH值的控制通常通過添加酸（如硫酸）或堿（如石灰、碳酸鈉）實(shí)現(xiàn)。

-礦漿濃度：如前所述，礦漿濃度影響氣泡行為、藥劑效率和設(shè)備處理能力。需要在保證浮選效果的前提下，選擇經(jīng)濟(jì)合理的濃度范圍。

-充氣量（空氣通入速度）：充氣量決定氣泡的產(chǎn)生速率和礦漿中的溶解氧含量（對(duì)某些氧化礦浮選有影響）。充氣量過小，氣泡不足，影響回收率；充氣量過大，氣泡過粗或過多，易導(dǎo)致泡沫不穩(wěn)、礦漿攪動(dòng)劇烈、能耗增加。通常通過調(diào)節(jié)空氣壓力或閥門開度控制。

-攪拌強(qiáng)度（礦漿循環(huán)速度）：攪拌強(qiáng)度影響礦漿、氣泡和藥劑的混合均勻程度，以及礦物與藥劑作用的效率。攪拌過弱，混合不均，藥效發(fā)揮不好；攪拌過強(qiáng)，能耗高，可能導(dǎo)致氣泡過早破裂。通常通過調(diào)節(jié)浮選機(jī)的葉輪轉(zhuǎn)速或攪拌器功率控制。

-浮選時(shí)間（槽子停留時(shí)間）：浮選時(shí)間是指礦漿在每個(gè)浮選槽內(nèi)停留的總時(shí)間。時(shí)間過短，礦物未能充分附著在氣泡上或被有效分離；時(shí)間過長，不僅增加能耗，還可能導(dǎo)致過浮現(xiàn)象（細(xì)粒脈石上浮）、泡沫老化、藥劑分解，反而降低精礦品位。

-刮泡速度：刮泡速度需要與泡沫的生成和上浮速度相匹配。刮泡過慢，泡沫易破裂流失，降低精礦回收率；刮泡過快，可能將部分精礦刮走，降低精礦品位。

4.浮選設(shè)備性能

-設(shè)備類型與結(jié)構(gòu)：不同類型的浮選機(jī)（如機(jī)械攪拌式、充氣式、柱式）具有不同的充氣方式、攪拌強(qiáng)度、氣泡特性，適用于不同的礦石類型和工藝要求。設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如槽體形狀、堰板高度、刮板形式）也會(huì)影響礦漿流態(tài)和泡沫收集效果。

-設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)：葉輪或攪拌器的磨損、堵塞、葉尖浸沒深度不當(dāng)、充氣管道堵塞等都會(huì)影響設(shè)備的處理能力和浮選效果。需要定期檢查和維護(hù)設(shè)備。

二、典型金屬礦物浮選工藝

不同金屬礦物的浮選工藝存在顯著差異，以下介紹幾種典型金屬礦物的浮選流程特點(diǎn)：

（一）硫化銅礦浮選工藝

硫化銅礦（如黃銅礦、輝銅礦、斑巖銅礦中的硫化物）是銅的主要來源，其浮選工藝通常較為復(fù)雜。

1.礦石預(yù)處理

-對(duì)于含磁鐵礦的礦石，通常先進(jìn)行磁選，去除磁性鐵。

-對(duì)于含方鉛礦、閃鋅礦等共生的硫化礦，需要考慮礦物間的相互影響。例如，在浮選銅礦前，可能需要優(yōu)先浮選或抑制鉛、鋅礦物，以避免它們對(duì)銅浮選的干擾。這通常通過添加選擇性抑制劑（如石灰抑制方鉛礦、硫酸鋅活化閃鋅礦后用黃藥選擇性浮選銅礦）或采用優(yōu)先浮選順序?qū)崿F(xiàn)。

-磨礦細(xì)度要求較高，通常需要將大部分銅礦物（如-0.038mm）達(dá)到單體解離。

-加入活化劑（如硫酸銅）活化難浮的輝銅礦、斑巖銅礦中的微細(xì)粒銅礦物。

2.浮選步驟

-粗選：通常先浮選硫化銅礦物。在堿性礦漿條件下（pH9~11），加入石灰或碳酸鈉作調(diào)整劑，再加捕收劑（如2號(hào)黃藥、黑藥），最后加起泡劑（如松醇油）。通過調(diào)整藥劑制度和流程，實(shí)現(xiàn)銅與鉛、鋅等硫化礦物的初步分離。

-掃選：處理粗選尾礦，回收其中少量流失的銅礦物（特別是細(xì)粒部分），通常使用較弱的抑制劑或不加捕收劑。

-精選：處理粗選精礦，進(jìn)一步提高銅精礦品位，降低鉛、鋅等雜質(zhì)含量。此時(shí)可能需要添加更強(qiáng)的抑制劑（如水玻璃、硫酸鋅）來抑制殘留的方鉛礦、閃鋅礦。

3.產(chǎn)品回收率與品位

-通過優(yōu)化磨礦細(xì)度（-0.038mm占90%~95%）、藥劑制度和流程，銅回收率可達(dá)80%~95%，精礦品位可達(dá)30%~40%或更高（取決于礦石性質(zhì)）。

-礦石性質(zhì)是影響指標(biāo)的關(guān)鍵因素。嵌布粒度、共生礦物種類和含量、可浮性等都直接影響最終指標(biāo)。

（二）氧化鉛鋅礦浮選工藝

氧化鉛鋅礦（如黃銅礦、方鉛礦、白鉛礦、菱鋅礦、異極礦等）的浮選通常比硫化礦更復(fù)雜，因?yàn)槠浔砻嫘再|(zhì)更易受pH值和藥劑的影響。

1.礦石預(yù)處理

-對(duì)于含較多硫化物的礦石，可能需要先進(jìn)行一段硫化礦浮選（如優(yōu)先浮選方鉛礦或閃鋅礦）。

-磨礦細(xì)度要求極高，通常需要將大部分礦物磨至-0.020mm甚至-0.010mm，以保證單體解離。

2.浮選步驟

-活化與調(diào)質(zhì)：

-氧化鉛礦物通常需要在酸性條件下（pH4~6）浮選，使用硫酸或硫酸鋅作活化劑。

-氧化鋅礦物通常需要在弱堿性條件下（pH7~8）浮選，使用石灰或碳酸鈉作活化劑，并可能需要分散劑防止細(xì)泥團(tuán)聚。

-選擇性浮選：

-先浮選鉛礦物：在酸性條件下，用黃鉀鐵礬或油酸類捕收劑浮選氧化鉛。

-再浮選鋅礦物：調(diào)整礦漿pH至堿性，用黑藥或硫酸鋅活化后，用黃藥類捕收劑浮選氧化鋅。

-順序的選擇性是關(guān)鍵，通常先浮選較難抑制或較易活化的礦物。

-抑制劑的應(yīng)用：

-使用碳酸鈉、水玻璃等抑制劑抑制硫化礦（如方鉛礦、閃鋅礦）的干擾。

-使用硫化鈉等抑制某些脈石礦物。

3.產(chǎn)品回收率與品位

-通過精細(xì)控制pH、活化劑和捕收劑，鉛精礦品位可達(dá)60%~85%，鋅精礦品位可達(dá)50%~65%，回收率分別可達(dá)80%~95%和70%~90%。

（三）鐵礦石浮選工藝

鐵礦石浮選主要針對(duì)低品位或復(fù)雜鐵礦石，目的是提高鐵含量或去除有害雜質(zhì)（如磷、硫）。

1.礦石預(yù)處理

-對(duì)于含磁鐵礦的礦石，通常采用磁選-浮選聯(lián)合流程，先磁選得到磁鐵精礦，再對(duì)磁選尾礦進(jìn)行浮選。

-對(duì)于赤鐵礦、褐鐵礦等非磁性鐵礦石，通常采用正浮選工藝。

-對(duì)于含磷、硫較高的礦石，浮選是重要的除雜手段。

2.浮選步驟（正浮選）

-反浮選除磷：在弱堿性條件下（pH8~9），使用油酸或其皂類作捕收劑，浮選含磷礦物（如磷灰石）。同時(shí)加入碳酸鈉或水玻璃抑制石英等脈石。

-反浮選除硫：在酸性條件下（pH4~6），使用硫酸或硫酸鋅，有時(shí)配合油酸等捕收劑，選擇性浮選含硫礦物（如黃鐵礦）。同時(shí)加入碳酸鈉或水玻璃抑制石英。

-正浮選鐵礦物：在適宜的pH條件下（如赤鐵礦pH5~6，褐鐵礦pH4~5），使用陽離子捕收劑（如胺類、黃原酸銨鹽）或陰離子捕收劑（如腐植酸鈉、水玻璃）浮選鐵礦物。對(duì)于嵌布粒度很細(xì)的礦石，可能需要采用微泡浮選技術(shù)。

3.產(chǎn)品回收率與品位

-通過反浮選除磷、除硫，可以顯著提高鐵精礦品位（Fe品位可達(dá)60%~70%或更高），同時(shí)降低磷、硫含量。鐵回收率通常在70%~90%之間，具體取決于原礦性質(zhì)和處理難度。

三、浮選工藝優(yōu)化與改進(jìn)

為了提高浮選效率、降低成本、適應(yīng)復(fù)雜礦石和實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，浮選工藝的優(yōu)化與改進(jìn)一直是選礦技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。

（一）工藝參數(shù)優(yōu)化方法

精確控制工藝參數(shù)是獲得最佳浮選效果的基礎(chǔ)。

1.單因素試驗(yàn)

-在其他條件保持不變的情況下，改變某一個(gè)參數(shù)（如磨礦細(xì)度、藥劑濃度、pH值、充氣量等），觀察對(duì)浮選指標(biāo)（精礦品位、回收率）的影響，從而確定該參數(shù)的最佳范圍或水平。這是最基礎(chǔ)但有時(shí)效率不高的方法。

2.正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

-針對(duì)多個(gè)影響因素，通過正交表合理安排不同參數(shù)水平的組合進(jìn)行試驗(yàn)?？梢栽谳^少的試驗(yàn)次數(shù)下，找出各參數(shù)的較優(yōu)組合，是工業(yè)上常用的優(yōu)化方法。

-例如，使用L9(3^4)正交表，可以同時(shí)考察4個(gè)因素（如磨礦細(xì)度、pH值、捕收劑濃度、起泡劑濃度），每個(gè)因素設(shè)置3個(gè)水平，總共進(jìn)行9次試驗(yàn)，從中選出最佳工藝條件。

3.響應(yīng)面法（RSM）

-基于統(tǒng)計(jì)模型，通過建立目標(biāo)指標(biāo)（響應(yīng)值）與多個(gè)可控參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，預(yù)測最佳參數(shù)組合。可以在正交試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)較優(yōu)區(qū)域進(jìn)行更精細(xì)的優(yōu)化，找到全局最優(yōu)解。

4.在線監(jiān)測與智能控制

-利用在線傳感器（如pH計(jì)、電導(dǎo)率儀、光學(xué)分析儀、X射線熒光分析儀等）實(shí)時(shí)監(jiān)測礦漿性質(zhì)、礦物組成變化或泡沫特性，結(jié)合先進(jìn)控制算法（如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模型預(yù)測控制），實(shí)現(xiàn)藥劑添加、充氣量、磨礦速率等參數(shù)的自動(dòng)、智能調(diào)節(jié)，保持工藝穩(wěn)定在最佳狀態(tài)。

（二）浮選設(shè)備改進(jìn)方向

浮選設(shè)備是浮選工藝的物理載體，其性能直接影響處理能力、效率和成本。

1.高效充氣與氣泡控制技術(shù)

-微泡浮選技術(shù)：產(chǎn)生直徑小于0.1mm的超細(xì)氣泡，能夠有效捕獲更細(xì)的礦物顆粒，并減少氣泡聚并，提高浮選選擇性，特別適用于微細(xì)粒礦物的回收。

-可控氣泡技術(shù)：通過特殊設(shè)計(jì)的充氣裝置和礦漿流場控制，實(shí)現(xiàn)氣泡尺寸、分布和壽命的精確調(diào)控，優(yōu)化氣泡與礦物的附著過程。

2.強(qiáng)化礦漿攪拌與混合技術(shù)

-高效攪拌器設(shè)計(jì)：優(yōu)化葉輪形狀、轉(zhuǎn)速和浸沒深度，確保礦漿、氣泡和藥劑在浮選槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)均勻混合，縮短傳質(zhì)傳熱時(shí)間，提高藥效。

-分段/分區(qū)攪拌：根據(jù)浮選過程不同階段的需求，設(shè)計(jì)具有不同攪拌強(qiáng)度的浮選槽結(jié)構(gòu)（如前強(qiáng)后弱），或采用分區(qū)攪拌技術(shù)，提高整體混合效率。

3.節(jié)能降耗與自動(dòng)化技術(shù)

-高效磨礦設(shè)備：推廣使用球磨-高效細(xì)碎機(jī)、自磨機(jī)、半自磨機(jī)等節(jié)能磨礦設(shè)備，提高磨礦效率，降低電耗。

-智能控制系統(tǒng)：集成PLC、DCS、傳感器、變頻器等，實(shí)現(xiàn)對(duì)浮選流程各環(huán)節(jié)（加藥、充氣、刮泡、磨礦等）的自動(dòng)化控制和優(yōu)化調(diào)度，降低人工成本，提高運(yùn)行穩(wěn)定性。

-能量回收技術(shù)：探索利用浮選產(chǎn)生的壓力能或動(dòng)能進(jìn)行能量回收，或優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)以減少能耗。

4.設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化與材料改進(jìn)

-耐磨材料應(yīng)用：采用高硬度、耐腐蝕的耐磨材料（如高鉻鑄鐵、碳化鎢涂層）制造葉輪、攪拌器、槽體等易損件，延長設(shè)備使用壽命，減少維護(hù)成本。

-流場優(yōu)化設(shè)計(jì)：通過CFD等數(shù)值模擬技術(shù)優(yōu)化浮選槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如堰板形狀、槽體幾何尺寸），改善礦漿流態(tài)，提高分選效率和礦漿處理能力。

（三）綠色化發(fā)展趨勢(shì)

隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格和可持續(xù)發(fā)展理念的深入，浮選工藝的綠色化改造成為重要方向。

1.綠色藥劑研發(fā)與應(yīng)用

-生物基藥劑：開發(fā)來源于可再生資源的生物捕收劑、起泡劑、抑制劑，替代傳統(tǒng)的石油基或化工合成藥劑，減少環(huán)境污染。

-低毒/無毒藥劑：研究更安全、環(huán)境友好的藥劑體系，如生物表面活性劑、植物提取藥劑等。

-藥劑減量技術(shù)：通過優(yōu)化工藝、改進(jìn)設(shè)備或開發(fā)新型高效藥劑，在保證效果的前提下減少藥劑消耗，降低成本和環(huán)境影響。

2.水資源循環(huán)利用與減排

-高效濃縮技術(shù)：采用高效濃密機(jī)、過濾機(jī)、壓濾機(jī)等設(shè)備，最大限度地回收浮選尾礦中的水分，實(shí)現(xiàn)水的大循環(huán)利用（濃縮倍數(shù)可達(dá)5~10倍或更高）。

-廢水處理與回用：對(duì)含藥劑和細(xì)泥的廢水進(jìn)行處理（如生物處理、化學(xué)沉淀、膜過濾等），達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或回用于生產(chǎn)過程（如補(bǔ)充磨礦或浮選用水），減少新鮮水消耗。

-氣泡洗滌技術(shù)：在泡沫收集前，對(duì)泡沫進(jìn)行洗滌，去除夾帶的藥劑和細(xì)泥，減少尾礦排放量，提高精礦質(zhì)量。

3.節(jié)能降耗技術(shù)

-優(yōu)化磨礦制度：通過精確控制磨礦細(xì)度、采用高效磨礦設(shè)備、優(yōu)化粉磨流程等，降低磨礦電耗（目標(biāo)<15kWh/t礦）。

-節(jié)能充氣與攪拌：采用低能耗充氣裝置（如微孔擴(kuò)散器）、高效節(jié)能型攪拌器，降低充氣和攪拌的電耗。

-設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化：通過智能控制技術(shù)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)負(fù)荷和指標(biāo)，動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，避免過度能耗。

4.選礦過程強(qiáng)化與資源綜合利用

-選擇性強(qiáng)化浮選：通過改進(jìn)藥劑或工藝，提高對(duì)目標(biāo)礦物的選擇性，減少對(duì)脈石礦物的干擾，降低后續(xù)處理難度和環(huán)境影響。

-多金屬綜合回收：針對(duì)多金屬共生的復(fù)雜礦石，開發(fā)分步或聯(lián)合浮選技術(shù)，最大限度地回收有價(jià)礦物，實(shí)現(xiàn)資源綜合利用，減少廢棄物產(chǎn)生。

四、浮選工藝應(yīng)用案例

（一）某斑巖銅礦浮選生產(chǎn)線案例

-原礦性質(zhì)：中低品位斑巖銅礦，銅含量約0.6%~1.0%，伴生礦物主要為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、石英、云母等。銅礦物嵌布粒度較粗，但存在部分微細(xì)粒嵌布。

-工藝流程：

1.粗碎與篩分：顎破→旋回破→振動(dòng)篩（篩孔50mm）。

2.磨礦：三段閉路磨礦（一段球磨→一段分級(jí)→二段球磨→二段分級(jí)→三段球磨→螺旋分級(jí)機(jī)）。磨礦細(xì)度控制為-0.074mm占65%。

3.粗選：在pH9~10條件下，加入石灰（調(diào)pH）、硫酸銅（活化閃鋅礦和輝銅礦）、2號(hào)黃藥（捕收銅礦物）、松醇油（起泡劑）進(jìn)行粗選，獲得銅粗精礦和含硫化物的尾礦。

4.掃選：處理粗選尾礦，不加捕收劑或只加少量抑制劑（如石灰），回收部分流失的銅礦物。

5.精選：處理粗選精礦，加入水玻璃（抑制方鉛礦）和碳酸鈉（抑制石英），提高銅精礦品位。

-主要設(shè)備：三臺(tái)Φ4.4m×13m球磨機(jī)、三臺(tái)Φ4.0m×13m螺旋分級(jí)機(jī)、6臺(tái)XCF/KYF型浮選機(jī)（粗選段、掃選段、精選段）。

-生產(chǎn)指標(biāo)：銅精礦品位52%，銅回收率88%，藥劑單耗：黃藥3kg/t，硫酸銅0.5kg/t，松醇油0.8kg/t。

（二）某氧化鉛鋅礦浮選實(shí)踐案例

-原礦性質(zhì)：低品位氧化鉛鋅礦，鉛鋅含量均約為5%~7%，主要礦物為黃銅礦、白鉛礦、菱鋅礦，伴生礦物為石英、方解石、高嶺土。嵌布粒度極細(xì)，-0.020mm占80%。

-工藝流程：

1.磨礦：采用自磨機(jī)+球磨機(jī)閉路磨礦，磨礦細(xì)度控制為-0.020mm占95%。

2.調(diào)質(zhì)：磨礦過程中加入硫酸鋅（活化鉛鋅礦物），并控制pH5~6。

3.優(yōu)先浮選鉛：加入油酸（捕收劑）、松醇油（起泡劑），優(yōu)先浮選鉛礦物，得到鉛粗精礦和含鋅、硅的尾礦。

4.活化與浮選鋅：對(duì)尾礦進(jìn)行活化處理（加碳酸鈉調(diào)pH至8~9，加硫酸鋅選擇性活化鋅礦物），然后用黃藥（捕收劑）浮選鋅礦物，得到鋅精礦和最終尾礦。

-關(guān)鍵措施：

-采用分散劑（如PAM）防止細(xì)泥團(tuán)聚，改善浮選過程。

-精確控制藥劑添加順序和濃度，確保鉛鋅分離。

-使用微泡浮選機(jī)提高細(xì)粒礦物回收率。

-生產(chǎn)指標(biāo)：鉛精礦品位60%，鉛回收率85%；鋅精礦品位55%，鋅回收率80%。

（三）某低品位鐵礦石反浮選除磷案例

-原礦性質(zhì)：磁鐵精礦（TFe品位約30%）返回的尾礦，主要含赤鐵礦（TFe品位約10%），但含磷較高（P含量>0.5%），伴生礦物為石英、磷灰石。

-工藝流程：

1.磨礦：球磨機(jī)閉路磨礦，磨礦細(xì)度控制為-0.050mm占85%。

2.反浮選除磷：在pH8.5~9.5條件下，加入碳酸鈉（抑制石英）、水玻璃（抑制磷灰石），然后加入油酸（捕收劑）、松醇油（起泡劑），反浮選磷灰石。

3.正浮選赤鐵礦：對(duì)反浮選尾礦（赤鐵礦）進(jìn)行活化（加硫酸亞鐵），在pH5~6條件下，用胺類捕收劑（如DMF）正浮選赤鐵礦，得到鐵精礦。

-設(shè)備配置：兩臺(tái)Φ3.5m×4.5m球磨機(jī)、兩臺(tái)Φ3.0m×4.5m螺旋分級(jí)機(jī)、4臺(tái)XCF/KYF浮選機(jī)（反浮選段、正浮選段）。

-技術(shù)效果：鐵精礦TFe品位可達(dá)60%，P含量降至0.1%以下；赤鐵礦回收率90%。

五、總結(jié)

金屬礦石浮選工藝作為選礦工業(yè)的核心技術(shù)之一，通過利用礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異，實(shí)現(xiàn)了金屬礦物與脈石的高效分離，對(duì)于提高礦產(chǎn)資源利用率和經(jīng)濟(jì)效益具有不可替代的作用。浮選工藝的成功實(shí)施依賴于對(duì)礦石性質(zhì)、化學(xué)藥劑、工藝參數(shù)和浮選設(shè)備的綜合理解和精確控制。

在工藝優(yōu)化方面，通過單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)、響應(yīng)面法以及在線監(jiān)測與智能控制等方法，可以找到最佳操作條件，提高選礦指標(biāo)。在設(shè)備改進(jìn)方面，微泡浮選、強(qiáng)化攪拌、節(jié)能控制和自動(dòng)化技術(shù)等是提升效率、降低能耗的重要途徑。

隨著環(huán)保要求的提高和可持續(xù)發(fā)展理念的普及，浮選工藝的綠色化發(fā)展成為必然趨勢(shì)。綠色藥劑研發(fā)、水資源循環(huán)利用、節(jié)能降耗技術(shù)以及多金屬綜合回收等方向，將推動(dòng)浮選工藝向更環(huán)保、更高效、更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。未來，結(jié)合新材料、新技術(shù)和智能化控制，浮選工藝將在礦產(chǎn)資源高效利用中繼續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用，并為實(shí)現(xiàn)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。

一、金屬礦石浮選工藝概述

浮選工藝是金屬礦石提純和分離的核心方法之一，通過利用礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異，實(shí)現(xiàn)有價(jià)礦物與脈石的有效分離。該工藝廣泛應(yīng)用于銅、鉛、鋅、鐵、鎢等金屬礦物的選礦過程，具有選別精度高、操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。

（一）浮選工藝基本原理

浮選工藝主要基于礦物表面的疏水性差異，通過添加捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑等化學(xué)藥劑，改變礦物表面性質(zhì)，使有價(jià)礦物附著在氣泡上上浮，而脈石則留在槽底實(shí)現(xiàn)分離。

（二）浮選工藝主要流程

浮選工藝通常包括以下步驟：

1.礦石破碎與磨礦

-將原礦通過破碎機(jī)進(jìn)行粗碎，再通過球磨機(jī)或棒磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，確保礦物粒度符合浮選要求（通常細(xì)磨至-0.074mm占60%~80%）。

-磨礦過程中需控制礦漿濃度（30%~50%），避免影響浮選效果。

2.藥劑添加與混合

-按順序添加捕收劑（如黃藥類、黑藥類）、起泡劑（如松醇油）和調(diào)整劑（如抑制劑、分散劑），確保藥劑充分分散均勻。

-藥劑添加量需通過試驗(yàn)優(yōu)化，避免過量或不足影響分離效果。

3.空氣通入與氣泡形成

-通過充氣設(shè)備（如充氣式或機(jī)械式泡沫機(jī)）向礦漿中通入空氣，形成微小且穩(wěn)定的氣泡。

-氣泡直徑需控制在0.1~1mm范圍內(nèi)，以保證礦物附著效率。

4.分離與收集

-上浮的有價(jià)礦物隨氣泡到達(dá)槽面，通過刮泡裝置收集形成泡沫產(chǎn)品；槽底殘留的脈石則作為尾礦排出。

-分離效率可通過調(diào)整礦漿pH值、藥劑濃度和充氣速度進(jìn)行優(yōu)化。

（三）浮選工藝關(guān)鍵影響因素

1.礦石性質(zhì)

-礦物粒度分布、嵌布特性、表面性質(zhì)等直接影響浮選效果。

-高嶺土等黏土礦物可能吸附藥劑，需添加分散劑改善。

2.化學(xué)藥劑選擇

-捕收劑需針對(duì)目標(biāo)礦物選擇（如銅礦常用黃藥，硫化礦常用黑藥）。

-抑制劑需能有效抑制脈石礦物（如用石灰抑制方鉛礦）。

3.工藝參數(shù)控制

-礦漿pH值需根據(jù)礦物性質(zhì)調(diào)整（如銅浮選pH通?？刂圃?~11）。

-充氣量需匹配磨礦量，避免氣泡過大或過小。

二、典型金屬礦物浮選工藝

（一）硫化銅礦浮選工藝

1.礦石預(yù)處理

-強(qiáng)磁選去除磁鐵礦，浮選前需進(jìn)行活化處理（如加硫酸銅活化黃鐵礦）。

2.浮選步驟

-硫化銅礦優(yōu)先浮選（pH10~11，用黃藥作捕收劑），后續(xù)用氰化物或石灰抑制方鉛礦、閃鋅礦。

3.產(chǎn)品回收率

-通過優(yōu)化磨礦細(xì)度（-0.038mm占90%），銅回收率可達(dá)85%~95%。

（二）氧化鉛鋅礦浮選工藝

1.礦石活化

-氧化鉛礦需用硫酸或硫酸鋅活化（pH5~6），氧化鋅礦用石灰調(diào)節(jié)pH（7~8）。

2.浮選順序

-通常先浮選鉛礦（用黃鉀鐵礬作捕收劑），再浮選鋅礦（用黑藥或硫酸鋅）。

3.抑制措施

-用碳酸鈉或水玻璃抑制硫化礦干擾。

（三）鐵礦石浮選工藝

1.預(yù)處理

-強(qiáng)磁選除鐵粉，浮選前需選擇性抑制鈦鐵礦（加草酸或水玻璃）。

2.浮選藥劑

-用陽離子捕收劑（如胺類）浮選赤鐵礦，或用硫酸亞鐵反浮選磁鐵礦。

3.礦漿條件

-控制礦漿電位（Eh400~600mV）提高浮選選擇性。

三、浮選工藝優(yōu)化與改進(jìn)

（一）工藝參數(shù)優(yōu)化方法

1.單因素試驗(yàn)

-分別調(diào)整磨礦細(xì)度、藥劑濃度、充氣量等參數(shù)，觀察對(duì)回收率的影響。

2.正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

-通過L9(3^4)等正交表安排多因素組合試驗(yàn)，快速篩選最佳參數(shù)組合。

3.動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)

-采用在線pH計(jì)、電導(dǎo)率儀實(shí)時(shí)監(jiān)控礦漿性質(zhì)，自動(dòng)調(diào)節(jié)藥劑投加。

（二）浮選設(shè)備改進(jìn)方向

1.高效充氣技術(shù)

-微泡浮選技術(shù)（氣泡直徑<0.1mm）可提高細(xì)粒礦物回收率。

2.礦漿攪拌優(yōu)化

-采用渦輪式或槳葉式攪拌器，確保藥劑均勻分散（攪拌強(qiáng)度需達(dá)到1000~2000rpm）。

3.自動(dòng)控制系統(tǒng)

-集成PLC與傳感器，實(shí)現(xiàn)藥劑投加、充氣量等參數(shù)的閉環(huán)控制。

（三）綠色化發(fā)展趨勢(shì)

1.藥劑減量

-開發(fā)生物藥劑或低毒藥劑（如用木質(zhì)素磺酸鹽替代傳統(tǒng)黃藥）。

2.水循環(huán)利用

-通過壓濾機(jī)或氣浮機(jī)實(shí)現(xiàn)礦漿濃縮（濃縮倍數(shù)可達(dá)5~8倍）。

3.能耗降低

-優(yōu)化磨礦設(shè)備（如采用高效球磨機(jī)）降低電耗（目標(biāo)<15kWh/t礦）。

四、浮選工藝應(yīng)用案例

（一）某銅礦浮選生產(chǎn)線

-原礦品位：0.8%Cu，嵌布粒度-0.044mm占75%

-工藝流程：磨礦→加藥→充氣浮選→精選

-最終指標(biāo)：銅精礦品位65%，回收率90%，藥劑消耗比傳統(tǒng)工藝降低30%。

（二）某鉛鋅礦浮選實(shí)踐

-鉛礦嵌布粒度-0.030mm占85%，鋅礦為-0.063mm占70%

-關(guān)鍵措施：用硫酸鋅選擇性活化鋅礦，碳酸鈉抑制硫化物

-經(jīng)濟(jì)效益：通過優(yōu)化磨礦制度，鉛精礦回收率提升至92%。

五、總結(jié)

浮選工藝作為金屬礦石分離的核心技術(shù)，通過精細(xì)控制礦物表面性質(zhì)和工藝參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)高效率提純。未來發(fā)展方向包括智能化控制、綠色藥劑開發(fā)和水資源循環(huán)利用，以適應(yīng)資源高效利用和環(huán)境保護(hù)的需求。

一、金屬礦石浮選工藝概述

浮選工藝是現(xiàn)代選礦工業(yè)中應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的一種物理分離方法，尤其在金屬礦石的提取過程中占據(jù)核心地位。其基本原理是利用礦物顆粒表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異，特別是疏水性（親水性）的不同，在礦漿中通過添加特定的化學(xué)藥劑，使目標(biāo)礦物（有價(jià)礦物）表面疏水化，從而更容易附著在由充氣設(shè)備產(chǎn)生的微小氣泡上，隨氣泡上浮至礦漿表面形成泡沫層，而被刮板收集；而脈石礦物（無用礦物）則保持親水性，留在礦漿中，從而實(shí)現(xiàn)兩者的有效分離。浮選工藝具有選別精度高、流程靈活、適應(yīng)性廣、對(duì)細(xì)粒和微細(xì)粒礦物回收效果好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于銅、鉛、鋅、鐵、鎢、鉬、鎳、鈷等多種金屬礦物的選礦生產(chǎn)，是提高礦產(chǎn)資源利用率和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵技術(shù)。

（一）浮選工藝基本原理

浮選工藝的成功實(shí)施依賴于以下幾個(gè)關(guān)鍵物理化學(xué)原理：

1.表面潤濕性差異：礦物顆粒與水接觸時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出親水或疏水性。親水礦物易于被水潤濕，難以附著氣泡；疏水礦物則不易被水潤濕，更容易被氣泡黏附。通過化學(xué)藥劑作用，可以改變礦物表面的潤濕性，使目標(biāo)礦物變得疏水，而脈石礦物保持親水或被抑制。

2.氣泡的形成與穩(wěn)定性：浮選過程需要大量彌散均勻、尺寸適宜的微小氣泡。氣泡的產(chǎn)生通常通過向礦漿中通入空氣實(shí)現(xiàn)，可以采用機(jī)械攪拌充氣（如葉輪式、螺旋式浮選機(jī)）或礦漿自吸充氣（如柱式浮選機(jī)）等方式。穩(wěn)定的小氣泡是礦物附著的關(guān)鍵載體，其尺寸通常控制在0.1mm至1mm范圍內(nèi)，過大則易破裂，過小則難以承載礦物。

3.礦物附著與氣泡上?。涸诘V漿中，經(jīng)過化學(xué)藥劑處理變得疏水的礦物顆粒會(huì)優(yōu)先吸附捕收劑分子，當(dāng)這些礦物顆粒接觸到氣泡表面時(shí)，捕收劑分子會(huì)降低礦物與水、礦物與氣泡界面間的張力，促使礦物牢固地附著在氣泡表面。帶有礦物的氣泡密度小于礦漿，因此在浮力作用下會(huì)上浮至槽面。

4.泡沫的形成與收集：上浮的氣泡聚集在礦漿表面形成泡沫層。泡沫層應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠承載足夠的礦物負(fù)載，同時(shí)又不至于過快破裂。通過刮板或泡沫收集器將泡沫層連續(xù)刮出，即可得到含目標(biāo)礦物濃度較高的浮選精礦。未被收集的氣泡和礦漿則作為尾礦排出。

（二）浮選工藝主要流程

典型的金屬礦石浮選工藝流程是一個(gè)連續(xù)的工業(yè)過程，主要包括以下關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

1.礦石準(zhǔn)備（預(yù)處理）

（1）破碎與篩分：

-原礦石根據(jù)需要通過顎式破碎機(jī)、旋回破碎機(jī)進(jìn)行粗碎，以減小后續(xù)磨礦的負(fù)荷。

-粗碎產(chǎn)品通過篩分機(jī)（如振動(dòng)篩）分成合格粒級(jí)和不合格粒級(jí)。合格粒級(jí)直接進(jìn)入后續(xù)流程，不合格粒級(jí)返回破碎系統(tǒng)進(jìn)行再破碎，實(shí)現(xiàn)“多碎少磨”的原則，降低能耗。

-目標(biāo)粒度控制：不同礦物的嵌布特性決定磨礦細(xì)度要求。通常，需要將大部分有價(jià)礦物解離到單體解離狀態(tài)。例如，對(duì)于嵌布粒度較粗的礦物，磨礦細(xì)度要求可能為-0.074mm占50%~60%；而對(duì)于嵌布粒度細(xì)的礦物，則可能需要磨至-0.038mm占90%以上。

（2）磨礦與分級(jí)：

-磨礦是浮選前最重要的環(huán)節(jié)之一，目的是將礦物顆粒破碎到適合浮選的粒度。常用設(shè)備包括球磨機(jī)、棒磨機(jī)、自磨機(jī)、半自磨機(jī)和超細(xì)磨機(jī)等。

-磨礦通常與分級(jí)設(shè)備（如螺旋分級(jí)機(jī)、水力旋流器）組成閉路磨礦系統(tǒng)。分級(jí)設(shè)備的作用是篩分磨礦產(chǎn)物，將合格粒級(jí)的礦漿送入浮選，將過粗的礦砂返回磨機(jī)再磨，從而保持磨機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定和礦漿粒度均勻。

-礦漿濃度：磨礦過程會(huì)產(chǎn)生大量細(xì)泥，需控制礦漿濃度。通常，入選浮選機(jī)的礦漿濃度在30%~50%之間，具體取決于設(shè)備類型、礦物性質(zhì)和工藝要求。濃度過高會(huì)導(dǎo)致氣泡尺寸增大、流動(dòng)性差、藥劑消耗增加；濃度過低則氣泡易破碎、泡沫不穩(wěn)、能耗增大。

（3）礦漿制備與調(diào)質(zhì)：

-在磨礦的同時(shí)或之后，向礦漿中添加水和其他化學(xué)藥劑，制備成符合浮選要求的礦漿。

-調(diào)質(zhì)過程可能包括攪拌、反應(yīng)時(shí)間控制等，確保藥劑與礦物充分作用，形成穩(wěn)定的礦物表面性質(zhì)。有時(shí)還包括濃縮或稀釋步驟，以調(diào)整礦漿密度或體積。

2.浮選作業(yè)（礦物分離）

（1）藥劑添加系統(tǒng)：

-根據(jù)不同礦物的浮選特性和工藝要求，按一定順序和時(shí)間向礦漿中添加各類化學(xué)藥劑。藥劑添加通常通過計(jì)量泵或攪拌槽精確控制。

-常用藥劑包括：

-捕收劑：使礦物表面疏水化，增強(qiáng)其對(duì)氣泡的黏附能力。如黃藥類（R-DSNa，用于多種硫化礦）、黑藥類（P-SSH，用于部分硫化礦和部分氧化礦）、脂肪酸類（用于某些非金屬礦或氧化礦）、胺類（用于反浮選或特定礦物）。

-起泡劑：降低水的表面張力，產(chǎn)生大量穩(wěn)定且細(xì)小的氣泡，并使泡沫具有一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。如松醇油、MIBC（甲基異丁基甲醇）、醚醇類起泡劑。

-調(diào)整劑（輔助藥劑）：包括抑制劑、活化劑、分散劑、凝聚劑等，用于調(diào)節(jié)礦物表面性質(zhì)、改善浮選過程或控制礦漿流變特性。

-抑制劑：使某些礦物表面親水，阻止其上浮。如石灰（用于抑制磷酸鹽、碳酸鹽礦物，調(diào)節(jié)pH）、氰化物（用于抑制部分硫化礦，如方鉛礦）、水玻璃（用于抑制石英、硅酸鹽礦物）、硫酸鋅（用于抑制閃鋅礦）。

-活化劑：使原本難以浮選或被抑制的礦物變得易于浮選。如硫酸銅（用于活化閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦）、硫酸鋅（用于活化部分氧化礦）。

-分散劑：防止細(xì)泥團(tuán)聚，改善礦漿流態(tài)，提高細(xì)粒礦物回收率。如水玻璃、腐植酸鈉。

-凝聚劑：使細(xì)泥團(tuán)聚，減少其在浮選過程中的不良影響（如耗藥、惡化泡沫）。如聚合氯化鋁。

-藥劑添加的順序和濃度對(duì)浮選效果至關(guān)重要，需要通過試驗(yàn)確定最佳方案。通常先加調(diào)整劑（如活化劑、抑制劑）調(diào)節(jié)礦漿環(huán)境，再加捕收劑，最后加起泡劑。

（2）浮選過程：

-將制備好的礦漿泵入浮選機(jī)。浮選機(jī)內(nèi)部通常包含攪拌槽、充氣裝置和礦液分配系統(tǒng)。

-在攪拌槽中，通過攪拌器（如葉輪）使礦漿、氣泡和藥劑均勻混合，并通入空氣產(chǎn)生氣泡。

-礦漿從攪拌槽上部的礦液分配器流出，通過槽縫均勻分配到各個(gè)浮選槽（或稱為細(xì)胞）中。

-在每個(gè)浮選槽內(nèi)，有價(jià)礦物隨氣泡上浮至槽面形成泡沫層，脈石礦物則留在槽底礦漿中。

-通過設(shè)置在槽面的刮板（或泡沫收集器）將泡沫層連續(xù)刮出，收集到精礦槽中；槽底積存的礦漿作為尾礦從浮選機(jī)底部排出。

-浮選過程通常包含多個(gè)串聯(lián)的浮選槽，稱為“段”。每個(gè)段可以完成一次粗選、掃選或精選。

-粗選：處理全部入選礦漿，獲得初步的精礦和大量的尾礦。

-掃選：處理粗選的尾礦，回收其中可能流失的有價(jià)礦物（特別是細(xì)粒礦物），以降低有用礦物損失。通常使用較弱的抑制劑或不加捕收劑，使大部分脈石礦物隨尾礦排出。

-精選：處理粗選精礦，進(jìn)一步提高精礦品位，降低含雜量。通常在精選段添加更強(qiáng)效的抑制劑或調(diào)整劑，選擇性抑制脈石礦物。

（3）產(chǎn)品收集與處理：

-精礦：收集自浮選機(jī)的泡沫產(chǎn)品，通常含有大量水分（可達(dá)50%~70%）。需要通過精礦槽收集，然后送入脫水設(shè)備（如濃密機(jī)、過濾機(jī)）進(jìn)行脫水和干燥，得到最終產(chǎn)品。脫水效率直接影響后續(xù)干燥或壓實(shí)的成本和效果。

-中礦：在某些復(fù)雜礦石浮選中，可能會(huì)設(shè)置中礦返回，即從某個(gè)中間段（如粗選與掃選之間，或粗選與精選之間）將礦漿放出，作為中間產(chǎn)品處理或返回到前面的某個(gè)工序（如返回磨礦或粗選槽）。中礦返回可以綜合利用資源，但需要仔細(xì)控制，避免影響后續(xù)浮選效果。

-尾礦：從浮選機(jī)底部排出的礦漿，含有被抑制的脈石礦物和部分流失的有價(jià)礦物。尾礦通常需要進(jìn)行沉淀處理（如濃縮），回收部分水，然后排放至尾礦庫或進(jìn)行其他處理（如選別尾礦中的有用組分）。尾礦庫的建設(shè)和管理需要符合環(huán)境保護(hù)要求。

3.藥劑管理

（1）藥劑儲(chǔ)存與制備：

-各種化學(xué)藥劑通常以固體或液體形式儲(chǔ)存，需要專用的倉庫，并采取適當(dāng)?shù)姆莱?、防泄漏措施?/p>

-液體藥劑可能需要稀釋，固體藥劑可能需要預(yù)先溶解。藥劑制備過程應(yīng)在攪拌良好、溫度適宜的設(shè)備中進(jìn)行，確保藥劑充分溶解或分散。

（2）藥劑計(jì)量與添加：

-采用精確的計(jì)量設(shè)備（如蠕動(dòng)泵、隔膜計(jì)量泵）控制藥劑添加量，并配備流量計(jì)和壓力表進(jìn)行監(jiān)控。

-藥劑添加點(diǎn)通常設(shè)置在磨礦過程中或磨礦之后、浮選之前，通過管道或泵送系統(tǒng)加入礦漿中。添加點(diǎn)的位置和方式會(huì)影響藥劑與礦物的作用效果。

（3）藥劑消耗監(jiān)測與調(diào)整：

-定期取樣分析礦漿的性質(zhì)（如pH值、電位、離子濃度）和藥劑濃度，判斷藥劑效果和消耗情況。

-根據(jù)分析結(jié)果和浮選效果，及時(shí)調(diào)整藥劑添加量或種類，以適應(yīng)礦石性質(zhì)的變化或優(yōu)化生產(chǎn)指標(biāo)。

（三）浮選工藝關(guān)鍵影響因素

浮選工藝的效果受到多種因素的復(fù)雜影響，需要綜合考慮和精確控制：

1.礦石性質(zhì)

-礦物組成與嵌布特性：礦石中有價(jià)礦物、脈石礦物的種類、數(shù)量及其粒度分布、賦存狀態(tài)（是否共生、嵌布粒度）是決定浮選可能性和難易程度的基礎(chǔ)。細(xì)粒、微細(xì)粒礦物的回收是浮選技術(shù)的重要挑戰(zhàn)。

-礦物表面性質(zhì)：礦物本身的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、表面能等決定了其天然的親水性或疏水性。這是浮選能否發(fā)生的前提。

-礦石可浮性：某些礦物本身就易于浮選（易浮礦物），如閃鋅礦；而另一些則難以浮選（難浮礦物），如石英。

-礦泥影響：細(xì)粒礦物（通常<0.074mm）和細(xì)泥往往具有很高的親水性，會(huì)吸附藥劑、堵塞氣泡、惡化泡沫，嚴(yán)重影響浮選指標(biāo)（特別是細(xì)粒有用礦物的回收率）。

-有害雜質(zhì)：礦石中存在的某些成分（如高嶺土、伊利石等黏土礦物）可能吸附捕收劑和起泡劑，改變礦物表面性質(zhì)，干擾浮選過程。此外，某些礦物間的相互影響（如抑制作用、活化作用）也會(huì)增加浮選的復(fù)雜性。

2.化學(xué)藥劑選擇與使用

-藥劑種類：必須根據(jù)目標(biāo)礦物的浮選特性和脈石礦物的抑制特性，選擇合適的捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑。藥劑的選擇往往需要通過大量的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)來確定。

-藥劑濃度：各種藥劑的添加濃度對(duì)浮選效果有顯著影響。濃度過高可能導(dǎo)致泡沫過密、礦物過度活化或抑制，濃度過低則可能無法提供足夠的浮選能力。最佳濃度通常通過單因素試驗(yàn)或正交試驗(yàn)確定。

-藥劑添加順序：藥劑的添加順序會(huì)影響礦物表面性質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程和浮選的選擇性。例如，先加抑制劑再加捕收劑，與先加捕收劑再加抑制劑，效果可能完全不同。

-藥劑作用時(shí)間：藥劑與礦物需要一定的接觸時(shí)間才能充分作用，達(dá)到預(yù)期的表面改性效果。浮選機(jī)內(nèi)部的有效停留時(shí)間需要滿足藥化反應(yīng)的要求。

-藥劑質(zhì)量與穩(wěn)定性：藥劑的純度、化學(xué)穩(wěn)定性直接影響使用效果和成本。劣質(zhì)藥劑可能含有雜質(zhì)干擾浮選，或因分解失效導(dǎo)致效果不穩(wěn)定。

3.工藝參數(shù)控制

-礦漿pH值：pH值影響礦物表面電荷、藥劑的離解程度和作用效果。大多數(shù)硫化礦浮選需要在堿性條件下進(jìn)行（pH8~11），使用石灰或碳酸鈉作調(diào)整劑；而部分氧化礦或非金屬礦可能需要在酸性條件下（pH3~6）進(jìn)行，使用硫酸或鹽酸作調(diào)整劑。pH值的控制通常通過添加酸（如硫酸）或堿（如石灰、碳酸鈉）實(shí)現(xiàn)。

-礦漿濃度：如前所述，礦漿濃度影響氣泡行為、藥劑效率和設(shè)備處理能力。需要在保證浮選效果的前提下，選擇經(jīng)濟(jì)合理的濃度范圍。

-充氣量（空氣通入速度）：充氣量決定氣泡的產(chǎn)生速率和礦漿中的溶解氧含量（對(duì)某些氧化礦浮選有影響）。充氣量過小，氣泡不足，影響回收率；充氣量過大，氣泡過粗或過多，易導(dǎo)致泡沫不穩(wěn)、礦漿攪動(dòng)劇烈、能耗增加。通常通過調(diào)節(jié)空氣壓力或閥門開度控制。

-攪拌強(qiáng)度（礦漿循環(huán)速度）：攪拌強(qiáng)度影響礦漿、氣泡和藥劑的混合均勻程度，以及礦物與藥劑作用的效率。攪拌過弱，混合不均，藥效發(fā)揮不好；攪拌過強(qiáng)，能耗高，可能導(dǎo)致氣泡過早破裂。通常通過調(diào)節(jié)浮選機(jī)的葉輪轉(zhuǎn)速或攪拌器功率控制。

-浮選時(shí)間（槽子停留時(shí)間）：浮選時(shí)間是指礦漿在每個(gè)浮選槽內(nèi)停留的總時(shí)間。時(shí)間過短，礦物未能充分附著在氣泡上或被有效分離；時(shí)間過長，不僅增加能耗，還可能導(dǎo)致過浮現(xiàn)象（細(xì)粒脈石上浮）、泡沫老化、藥劑分解，反而降低精礦品位。

-刮泡速度：刮泡速度需要與泡沫的生成和上浮速度相匹配。刮泡過慢，泡沫易破裂流失，降低精礦回收率；刮泡過快，可能將部分精礦刮走，降低精礦品位。

4.浮選設(shè)備性能

-設(shè)備類型與結(jié)構(gòu)：不同類型的浮選機(jī)（如機(jī)械攪拌式、充氣式、柱式）具有不同的充氣方式、攪拌強(qiáng)度、氣泡特性，適用于不同的礦石類型和工藝要求。設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如槽體形狀、堰板高度、刮板形式）也會(huì)影響礦漿流態(tài)和泡沫收集效果。

-設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)：葉輪或攪拌器的磨損、堵塞、葉尖浸沒深度不當(dāng)、充氣管道堵塞等都會(huì)影響設(shè)備的處理能力和浮選效果。需要定期檢查和維護(hù)設(shè)備。

二、典型金屬礦物浮選工藝

不同金屬礦物的浮選工藝存在顯著差異，以下介紹幾種典型金屬礦物的浮選流程特點(diǎn)：

（一）硫化銅礦浮選工藝

硫化銅礦（如黃銅礦、輝銅礦、斑巖銅礦中的硫化物）是銅的主要來源，其浮選工藝通常較為復(fù)雜。

1.礦石預(yù)處理

-對(duì)于含磁鐵礦的礦石，通常先進(jìn)行磁選，去除磁性鐵。

-對(duì)于含方鉛礦、閃鋅礦等共生的硫化礦，需要考慮礦物間的相互影響。例如，在浮選銅礦前，可能需要優(yōu)先浮選或抑制鉛、鋅礦物，以避免它們對(duì)銅浮選的干擾。這通常通過添加選擇性抑制劑（如石灰抑制方鉛礦、硫酸鋅活化閃鋅礦后用黃藥選擇性浮選銅礦）或采用優(yōu)先浮選順序?qū)崿F(xiàn)。

-磨礦細(xì)度要求較高，通常需要將大部分銅礦物（如-0.038mm）達(dá)到單體解離。

-加入活化劑（如硫酸銅）活化難浮的輝銅礦、斑巖銅礦中的微細(xì)粒銅礦物。

2.浮選步驟

-粗選：通常先浮選硫化銅礦物。在堿性礦漿條件下（pH9~11），加入石灰或碳酸鈉作調(diào)整劑，再加捕收劑（如2號(hào)黃藥、黑藥），最后加起泡劑（如松醇油）。通過調(diào)整藥劑制度和流程，實(shí)現(xiàn)銅與鉛、鋅等硫化礦物的初步分離。

-掃選：處理粗選尾礦，回收其中少量流失的銅礦物（特別是細(xì)粒部分），通常使用較弱的抑制劑或不加捕收劑。

-精選：處理粗選精礦，進(jìn)一步提高銅精礦品位，降低鉛、鋅等雜質(zhì)含量。此時(shí)可能需要添加更強(qiáng)的抑制劑（如水玻璃、硫酸鋅）來抑制殘留的方鉛礦、閃鋅礦。

3.產(chǎn)品回收率與品位

-通過優(yōu)化磨礦細(xì)度（-0.038mm占90%~95%）、藥劑制度和流程，銅回收率可達(dá)80%~95%，精礦品位可達(dá)30%~40%或更高（取決于礦石性質(zhì)）。

-礦石性質(zhì)是影響指標(biāo)的關(guān)鍵因素。嵌布粒度、共生礦物種類和含量、可浮性等都直接影響最終指標(biāo)。

（二）氧化鉛鋅礦浮選工藝

氧化鉛鋅礦（如黃銅礦、方鉛礦、白鉛礦、菱鋅礦、異極礦等）的浮選通常比硫化礦更復(fù)雜，因?yàn)槠浔砻嫘再|(zhì)更易受pH值和藥劑的影響。

1.礦石預(yù)處理

-對(duì)于含較多硫化物的礦石，可能需要先進(jìn)行一段硫化礦浮選（如優(yōu)先浮選方鉛礦或閃鋅礦）。

-磨礦細(xì)度要求極高，通常需要將大部分礦物磨至-0.020mm甚至-0.010mm，以保證單體解離。

2.浮選步驟

-活化與調(diào)質(zhì)：

-氧化鉛礦物通常需要在酸性條件下（pH4~6）浮選，使用硫酸或硫酸鋅作活化劑。

-氧化鋅礦物通常需要在弱堿性條件下（pH7~8）浮選，使用石灰或碳酸鈉作活化劑，并可能需要分散劑防止細(xì)泥團(tuán)聚。

-選擇性浮選：

-先浮選鉛礦物：在酸性條件下，用黃鉀鐵礬或油酸類捕收劑浮選氧化鉛。

-再浮選鋅礦物：調(diào)整礦漿pH至堿性，用黑藥或硫酸鋅活化后，用黃藥類捕收劑浮選氧化鋅。

-順序的選擇性是關(guān)鍵，通常先浮選較難抑制或較易活化的礦物。

-抑制劑的應(yīng)用：

-使用碳酸鈉、水玻璃等抑制劑抑制硫化礦（如方鉛礦、閃鋅礦）的干擾。

-使用硫化鈉等抑制某些脈石礦物。

3.產(chǎn)品回收率與品位

-通過精細(xì)控制pH、活化劑和捕收劑，鉛精礦品位可達(dá)60%~85%，鋅精礦品位可達(dá)50%~65%，回收率分別可達(dá)80%~95%和70%~90%。

（三）鐵礦石浮選工藝

鐵礦石浮選主要針對(duì)低品位或復(fù)雜鐵礦石，目的是提高鐵含量或去除有害雜質(zhì)（如磷、硫）。

1.礦石預(yù)處理

-對(duì)于含磁鐵礦的礦石，通常采用磁選-浮選聯(lián)合流程，先磁選得到磁鐵精礦，再對(duì)磁選尾礦進(jìn)行浮選。

-對(duì)于赤鐵礦、褐鐵礦等非磁性鐵礦石，通常采用正浮選工藝。

-對(duì)于含磷、硫較高的礦石，浮選是重要的除雜手段。

2.浮選步驟（正浮選）

-反浮選除磷：在弱堿性條件下（pH8~9），使用油酸或其皂類作捕收劑，浮選含磷礦物（如磷灰石）。同時(shí)加入碳酸鈉或水玻璃抑制石英等脈石。

-反浮選除硫：在酸性條件下（pH4~6），使用硫酸或硫酸鋅，有時(shí)配合油酸等捕收劑，選擇性浮選含硫礦物（如黃鐵礦）。同時(shí)加入碳酸鈉或水玻璃抑制石英。

-正浮選鐵礦物：在適宜的pH條件下（如赤鐵礦pH5~6，褐鐵礦pH4~5），使用陽離子捕收劑（如胺類、黃原酸銨鹽）或陰離子捕收劑（如腐植酸鈉、水玻璃）浮選鐵礦物。對(duì)于嵌布粒度很細(xì)的礦石，可能需要采用微泡浮選技術(shù)。

3.產(chǎn)品回收率與品位

-通過反浮選除磷、除硫，可以顯著提高鐵精礦品位（Fe品位可達(dá)60%~70%或更高），同時(shí)降低磷、硫含量。鐵回收率通常在70%~90%之間，具體取決于原礦性質(zhì)和處理難度。

三、浮選工藝優(yōu)化與改進(jìn)

為了提高浮選效率、降低成本、適應(yīng)復(fù)雜礦石和實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，浮選工藝的優(yōu)化與改進(jìn)一直是選礦技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。

（一）工藝參數(shù)優(yōu)化方法

精確控制工藝參數(shù)是獲得最佳浮選效果的基礎(chǔ)。

1.單因素試驗(yàn)

-在其他條件保持不變的情況下，改變某一個(gè)參數(shù)（如磨礦細(xì)度、藥劑濃度、pH值、充氣量等），觀察對(duì)浮選指標(biāo)（精礦品位、回收率）的影響，從而確定該參數(shù)的最佳范圍或水平。這是最基礎(chǔ)但有時(shí)效率不高的方法。

2.正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

-針對(duì)多個(gè)影響因素，通過正交表合理安排不同參數(shù)水平的組合進(jìn)行試驗(yàn)?？梢栽谳^少的試驗(yàn)次數(shù)下，找出各參數(shù)的較優(yōu)組合，是工業(yè)上常用的優(yōu)化方法。

-例如，使用L9(3^4)正交表，可以同時(shí)考察4個(gè)因素（如磨礦細(xì)度、pH值、捕收劑濃度、起泡劑濃度），每個(gè)因素設(shè)置3個(gè)水平，總共進(jìn)行9次試驗(yàn)，從中選出最佳工藝條件。

3.響應(yīng)面法（RSM）

-基于統(tǒng)計(jì)模型，通過建立目標(biāo)指標(biāo)（響應(yīng)值）與多個(gè)可控參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，預(yù)測最佳參數(shù)組合。可以在正交試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)較優(yōu)區(qū)域進(jìn)行更精細(xì)的優(yōu)化，找到全局最優(yōu)解。

4.在線監(jiān)測與智能控制

-利用在線傳感器（如pH計(jì)、電導(dǎo)率儀、光學(xué)分析儀、X射線熒光分析儀等）實(shí)時(shí)監(jiān)測礦漿性質(zhì)、礦物組成變化或泡沫特性，結(jié)合先進(jìn)控制算法（如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模型預(yù)測控制），實(shí)現(xiàn)藥劑添加、充氣量、磨礦速率等參數(shù)的自動(dòng)、智能調(diào)節(jié)，保持工藝穩(wěn)定在最佳狀態(tài)。

（二）浮選設(shè)備改進(jìn)方向

浮選設(shè)備是浮選工藝的物理載體，其性能直接影響處理能力、效率和成本。

1.高效充氣與氣泡控制技術(shù)

-微泡浮選技術(shù)：產(chǎn)生直徑小于0.1mm的超細(xì)氣泡，能夠有效捕獲更細(xì)的礦物顆粒，并減少氣泡聚并，提高浮選選擇性，特別適用于微細(xì)粒礦物的回收。

-可控氣泡技術(shù)：通過特殊設(shè)計(jì)的充氣裝置和礦漿流場控制，實(shí)現(xiàn)氣泡尺寸、分布和壽命的精確調(diào)控，優(yōu)化氣泡與礦物的附著過程。

2.強(qiáng)化礦漿攪拌與混合技術(shù)

-高效攪拌器設(shè)計(jì)：優(yōu)化葉輪形狀、轉(zhuǎn)速和浸沒深度，確保礦漿、氣泡和藥劑在浮選槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)均勻混合，縮短傳質(zhì)傳熱時(shí)間，提高藥效。

-分段/分區(qū)攪拌：根據(jù)浮選過程不同階段的需求，設(shè)計(jì)具有不同攪拌強(qiáng)度的浮選槽結(jié)構(gòu)（如前強(qiáng)后弱），或采用分區(qū)攪拌技術(shù)，提高整體混合效率。

3.節(jié)能降耗與自動(dòng)化技術(shù)

-高效磨礦設(shè)備：推廣使用球磨-高效細(xì)碎機(jī)、自磨機(jī)、半自磨機(jī)等節(jié)能磨礦設(shè)備，提高磨礦效率，降低電耗。

-智能控制系統(tǒng)：集成PLC、DCS、傳感器、變頻器等，實(shí)現(xiàn)對(duì)浮選流程各環(huán)節(jié)（加藥、充氣、刮泡、磨礦等）的自動(dòng)化控制和優(yōu)化調(diào)度，降低人工成本，提高運(yùn)行穩(wěn)定性。

-能量回收技術(shù)：探索利用浮選產(chǎn)生的壓力能或動(dòng)能進(jìn)行能量回收，或優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)以減少能耗。

4.設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化與材料改進(jìn)

-耐磨材料應(yīng)用：采用高硬度、耐腐蝕的耐磨材料（如高鉻鑄鐵、碳化鎢涂層）制造葉輪、攪拌器、槽體等易損件，延長設(shè)備使用壽命，減少維護(hù)成本。