浮选-中南大学选矿专业教材讲座[1]课件

,浮选 中南选矿网络培训教材 www.znxkw.com,浮选 中南选矿网络培训教材 www.znxkw.com,课程的内容安排,第一章 浮选基本概述 第二章 浮选理论 第三章 浮选药剂 第四章 浮选设备 第五章 典型浮选流程,学 习 方 法,理论联系实际 天道酬勤 善于思考，要多问“为什么？” 动手做实验，不怕吃苦,相关的课程,物理化学 表面化学 胶体化学 流体力学 无机化学 有机化学 矿石学基础 分析化学,成绩评定,1、平时作业占5% 2、平时提问占5% 3、实验课（包括实验报告）占20% 4、考试成绩占70%,第一章 浮选基本概述,第一节 浮选及浮选过程 第二节 浮选发展历史 第三节 浮选的特点 第四节 浮选法在选矿中的地位 第五节 浮选在贵州矿业发展中的地位,1、什么是浮选？ 浮选是利用矿物表面物理化学性质的差异，使矿物颗粒选择性地向气泡附着的选矿方法。 对浮选有较大影响的表面性质主要有：湿润性、电性、吸附、氧化、溶解、分散、絮凝等等。,第一节 浮选及浮选过程,2 老的浮选概念,主要有三种： 1 全油浮选：1860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。,3 矿物的浮选过程 （矿物是怎样浮选的）,碎磨搅拌槽（加药剂，矿物颗粒与药剂作用）浮选机（搅拌使矿浆悬浮，产生细小气泡）携带矿粒升到矿浆表面完成浮选分离(正浮选工艺：矿化泡沫即精矿，槽底物即尾矿；反浮选工艺：矿化泡沫即尾矿，槽底物即精矿）产品脱水（浓缩、过滤、有时也干燥）,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，在这里气泡是分选的媒介，同时又是运载工具。,第二节 浮选发展历史,自1906年发布第一个具有现代泡沫浮选特征的专利（Sulman and pickard,美国专利8351201/1906）至今已有近百年的历史。 现在泡沫浮选已成为最重要的和应用最广泛的一种选矿方法。可应用于以前认为没有工业利用价值的低品位的及结构复杂的矿物。最初用于硫化矿物，逐渐发展到用于氧化矿物和某些非金属矿物和煤炭、石墨等。以至扩展到环保、化工、食品、材料、医药、生物等领域。但是常规的泡沫浮选有其局限性，它的有效分选粒度基本上在0.30.01mm（对煤炭0.50.03mm）超出此粒度范围泡沫浮选的效果很差。,浮选领域的进展,近二三十年来，浮选领域的进展是： 1. 浮选机的不断改进和大型化 2. 新药剂、新工艺不断涌现 3. 浮选理论的研究不断深入,二 浮选发展历史,同时，随着化学工业的发展，人们开始设想用化学试剂来改变矿物的可浮性，因而浮选药剂业不断地得到了发展。 比较重要的有：1913年发现重铬酸钾用于抑制方铅矿；硫酸铜活化铅锌矿；1921年采用有机化合物作捕收剂；1922年用氰化物作抑制剂抑制硫化矿；1924年用脂肪酸作氧化剂的捕收剂；1925年黄药的合成并作为硫化矿的捕收剂，使得泡沫浮选的分选效率大大优于全油浮选和表层浮选。从而摆脱了竞相争艳的局面，以至于当我们现在谈到浮选是一般都是指泡沫浮选,二 浮选发展历史,1925年至今，是泡沫浮选在理论与实践上蓬勃发展时期。1930年起，对各种矿物的可浮性开始进行全面的研究；1940年前后开始了煤泥的大规模浮选，使浮选的范围由硫化矿推广到氧化矿、非金属矿、以及现在的稀有金属矿。由于浮选依据的是矿物表面性质，而表面性质是多样的，而且对于每一种矿物之间都必然存在某些差异，更何况采用了化学药剂的处理，因此，原则上浮选可以分选自然界中的各种矿物，浮选的生命力及其广阔的前程也正在于此。近几十年来，浮选已经不再局限于矿物加工工程，而向其他领域发展，在化学工业、造纸工业、农产、食品工艺及废水处理等方面有着广泛的应用。,第三节 浮选的特点,应用广泛； 分选效率高、富集比高； 有益于矿产资源的综合利用； 分选粒度细，前途广阔，处理细粒浸染的矿物特别有效。 浮选是资源加工技术中最重要的技术，由于浮选法所取得依据决定，它的应用前景是极为广阔的，几乎所有的矿物都可以采用浮选法从矿石中分离出来，同时可加工处理二次资源及非矿物资源。涉及无机化学、有机化学、表面化学、电化学、物理化学等几乎整个化学学科领域，形成了浮选电化学、浮选溶液化学、浮选剂分子设计、浮选表面化学等交叉学科领域。随着浮选的不断发展，目前，浮选已不局限于冶金矿山，在化工、造纸、食品、农业、医药、工业废物、废水诸方面都有着广阔的应用前景。,第四节浮选法在选矿中的地位,浮选法原则上可选别所有矿石。目前，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，预计今后还会得到更广泛的应用。, 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。 对贫矿、细粒矿、杂矿石有更大适应性。目前，回收率60的项目都被禁止，已从矿业扩展到其他领域。 除浮选矿石，目前，浮选广泛应用于冶金、化工、造纸工业、农产品及食品工业、医药微生物、工业废物及废水处理等方面。 冶金工业产品浮选，如铜镍混合矿、炼铜炉渣、阳极泥等的浮选、锰矿石中伴生Ag(740g/t)的富集回收。,工业废物及废水（二次资源）：自然矿产的最大特点是数量的有限性和开发的一次性，因此“资源的循环使用”是最大的节约。“三废治理，环境保护”是目前全世界共同关心的问题。例如，我国全国固体废料已堆有80多亿吨，占地90多万亩，目前固体废料利用节约24，每年有76左右的固体废料堆存（引起资源和环保问题）。如粉煤灰的综合利用首先得用浮选法回收碳，而省内目前是空白，省外已蓬勃开展。以贵铝为例，目前已堆存200万吨，每年排放15万吨，堆场建设费6元/吨。,贵州省矿产资源丰富，在贵州这仅占全国总面积1.84%的地方，至今发现的矿产达110种以上，发现各类矿床、矿点3000余处。其中76种已程度不同地探明了储量，全省探明储量的产地达1338处，这些矿种中“煤、磷、铝、锑、金、锰”构成贵州主要的矿产资源优势。根据全国保有储量对比排序，贵州有40种矿产排列全国前十位，其中29种矿产列第一至第五位，22种列入第一至第三位。全省已探明矿产价值3亿万元以上，人均8.2万元，居全国第八位，单位国土面积的矿产潜在价值和人均占有量，高于全国平均水平，在西部12省区中居前列，发展矿业在贵州具有广阔的前景。,第五节 浮选在贵州矿业发展中的地位,四 浮选在贵州的矿产开发中的地位,贵州作为矿业大省，煤、磷、铝、电是我省四大支柱产业，但是，优势矿产资源却未能得到充分和合理的开发利用，资源优势未能变成经济优势，大量的矿产资源流失。 长期以来，我省矿业以采矿为主，为追求短期效益而采富弃贫、采易弃难，加之浮选技术水平低、成本高，导致我省矿产资源存在有用成分回收率低、综合利用率低、储量利用率低等问题，且大量难选矿产资源成为“死宝”而未得到利用，仅资源回收率就只有国家规定回收指标的三分之一。我省现阶段矿业发展的状况与一个矿产资源大省的地位不相称。,目前资源的合理开发、能源的高效利用和生态环境的改善已成为促进经济和社会协调发展的重要因素，矿物加工工程正在发挥重要的作用。由于矿产资源的不可再生性，矿山普遍存在供矿危机，随着高品位矿产资源不断枯竭，大量低品位的矿物只能靠矿物加工技术才能得以利用。煤、磷、铝是我省的支柱产业，也是现实优势资源，还是我省发展战略的主要依托资源。,四 浮选在贵州的矿产开发中的地位,我省煤炭资源储量大、种类全、埋藏浅、煤质优良，被誉为“江南煤海”，煤炭储量处在全国第五位，达492.48亿吨，煤炭的蕴藏量为江南9省之和，含煤地层主要为二叠系上统，含煤面积7万平方公里。2005年我省生产原煤1.08亿t，在全国排第六位，具有明显的区位优势，目前已开发利用储量占总储量的12%，后备储量较大。当前，要发展洁净煤技术，为炼焦工业提供原料，必须进行选煤，选煤具有很大的经济效益和环境效益，随着“西电东送”作为西部大开发的一项重要战略措施的实施，发展选煤业可加强我省能源优势。,四 浮选在贵州的矿产开发中的地位,随着国家对环境保护的重视，特别是对大气中二氧化硫造成的酸雨污染更为关注，对生产煤层硫分大于3%的矿井，逐步实行限产或关停，新建、改造含硫分大于1.5%的矿井，应当配套建设相应规模的煤炭洗选设施，另外,在我国各大、中城市，以及经济发达地区，一般要求硫分介于0.51%，灰分小于20%，而从我省煤炭资源赋存情况来看，大部分原煤的硫分都大于1.5%，按要求都应配套建设选煤厂，而目前我省除在建的金佳选煤厂为动力煤选煤厂外，其余均为炼焦煤选煤厂，在今后一段时间内将会建设一批选煤厂。,四 浮选在贵州的矿产开发中的地位,贵州磷矿分布广泛，全省46个县市均有产出，以瓮福、开阳、织金最为丰富，现有储量26亿吨，占全国总储量的1/6，排名全国第三位，全省磷（P2O5）含量平均达22%，瓮福磷矿是国内少有的特大型中低品位磷矿石矿山，是我国目前最大的磷矿石采选联合企业，磷（P2O5）平均含量26%，现有储量占全省总储量的1/3。这些矿石都必须经过选矿才能得到含P2O5大于30%的富矿；织金磷稀土矿13亿吨的储量（平均品位仅18%左右），也因矿物加工技术问题未解决而无法进行伴生稀土的综合回收；开阳的磷矿石原矿品位一般都在30%以上，暂时不需要选矿。,四 浮选在贵州的矿产开发中的地位,截止1999年底，我省铝土矿保有储量尚存4亿吨，能经济地开发利用的露采储量只有1亿吨。按国家规定的回收率，以2005年达到年产400万吨矿石的规模计算，这1亿吨露采储量尚可满足25年的需求，我省非国有矿山资源回收率不足20%，如果继续用这种方式，按每年400万吨矿石的需求量开采，则保有的1亿吨露采储量只能维持5年，5年以后我省的铝业就成无米之炊了，年产45万吨的规模的贵州铝厂存在很大的供矿危机，并且在现有的铝土矿露采储量中,大部分为A/S在56、Al2O358%的普铝矿石，猫场的地下矿床，A/S大部分在8以上，但含硫大于0.7%，这类矿石资源难于满足氧化铝拜尔法生产，必须通过选矿方法脱出矿石中硫化矿和含硅矿物，才能提高铝土矿的质量，使A/S达810，含硫小于0.5%。,四 浮选在贵州的矿产开发中的地位,黄金：贵州是国内首先发现的有工业价值的微细粒金矿省区，属产金大省，主要有红土型和卡林型两类金矿，卡林型金矿进一步分为以沉积岩和火山碎屑岩为容矿岩石两种类型。 现已探明储量150吨，远景储量500吨，全省黄金资源主要以微细粒浸染型原生金矿为主，除少部分为砂金矿(如天柱金矿等)及氧化矿(如老万场金矿、紫木凼金矿上部氧化矿)外，90%以上属微细粒浸染型原生金矿，它主要分布在黔西南地区(136吨)，目前已发现紫木凼、烂泥沟、板其、丫它、泥堡、戈塘、苗龙等7个较大矿床。,四 浮选在贵州的矿产开发中的地位,作为全国黄金十大重要生产基地之一，国家已把我省列为黄金工业拓展的新基地，制定了“北矿南下、东矿西移”黄金工业布局的战略转移。我省黄金工业在“十五”规划目标中指出，计划五年内规划投资109020元，新增生产能力6645公斤，确保2005年产金21.2万两，省委、省政府把黄金工业作为可持续发展的新的经济增长