选矿厂矿物浮选技术(选矿系列2).doc

选矿厂矿物浮选技术浮选通常又称泡沫浮选,是根据各种矿物表面性质 （如润 湿性）的差异,从矿浆中借助气泡的浮力,选分矿物的过程浮 选法自 1860 年出现以来至今已有一百多年历史,浮选法的发 展经过了三个基本阶段：① 表层浮选阶段;② 全油浮选阶段;③ 泡沫浮选阶段泡沫浮选与表层浮选、全油浮选相比,具有相当大的气水 分选界面因此,其处理能力大、效率高,现已被广泛采用,主 要用来选别有色金属硫化矿 ,也可直接用来选别氧化矿以及 经硫化后的氧化矿一、概述1、浮选的基本方法和过程 经磨细分级后的细粒产品——溢流 ,在浮选机中通过搅 拌使浮选矿浆保持悬浮并充气 ,在起泡剂的作用下形成大量 气泡,目的矿物在捕收剂的作用下被固着在气泡上形成矿化 气泡,由于浮力的作用升至矿浆表面形成一层矿化泡沫 ,经浮 选机的刮板刮出后即为精矿产品 ,而非的矿物留于浮选机中, 最后排出的为尾矿产物浮选矿浆经过上述过程使目的矿物 与非目的矿物相互分离而完成选矿任务浮选过程包括下列作业:(1) 浮选前的矿浆准备作业，主要包括磨矿、分级作业 , 目的是得到粒度适宜的、基本上单体解离的矿粒进入浮选 作业的矿浆浓度必须适于浮选工艺的要求(2) 加药调剂作业目的是调节与控制相界面的物理化学 性质,促使气泡与不同矿粒的选择性附着 ,从而达到彼此分离 的目的。

添加药剂的种类和数量,应根据具体矿石性质而定(3) 充气浮选作业调制好的矿浆与浮选机充气搅拌所产 生的大量气泡相接触,可浮性好的矿粒附着于气泡上 ,形成矿 化泡沫收集泡沫产品即得浮选精矿一般的浮选方法,多将有用矿物浮入泡沫产品中 ,而将脉 石矿物留在矿浆中,这种方法叫正浮选但有时却将脉石矿物 浮入泡沫产品中,将有用矿物留在矿浆中 ,这种方法叫反浮选 如矿石中含有两种或两种以上的有用矿物 ,则浮选方法有两 种:一种叫优先浮选 ,即将有用矿物一个一个依次地选出为 单一的精矿;另一种叫混合浮选,即将有用矿共同选出为混合精矿 ,随 后再把混合精矿中的有用矿物一个一个地选分开2、相及界面浮选过程中的充气矿浆,是由固体—矿物,液体一一水,气 体一空气所组成的固、液、气三相的混合物所谓相就是物 系内部性质完全相同的均匀部分 ,上述三相中的任何两相接 触时的交界面叫相界面3、水分子的偶极及水化作用水分子(H20)由两个氢原子和一个氧原子组成,该三者的 位置并非在一条直线上,两氢原子以氧原子为顶点构成 104° 30〃的键角，由于水分子中的H2O分别位于水分子的两端，则 负电荷的重心在O的一端，而正电荷的重心在H的一端，所以, 水分子为一端带有负电荷 ,另一端带有正电荷的偶极子 ,如图 12-4b 所示,它对极性矿物有一定的亲和力而将矿物润湿 ,也 能与起泡剂分子的极性基发生作用使之水化。

4、液体——水的表面张力 水的表面张力是发生在水的表面 ,即液——气界面的一 种物理现象表面水分子间水平各方向的引力大小相等,其合 力为零因此,在水平方向处于平衡状态而表面水分子与内 部水分子间的引力大于表面水分子与空气分子间的引力 ,所 以,垂直方向的引力的合力不为零 ,处于不平衡状态表层水 分子受向下的拉力,即表面张力,有将表层水分子拉向内部的 趋势表面张力力图使水滴、气泡呈圆形,以及自发合并降低 表面自由能5 矿物的润湿性及可浮性在大量矿物中有的矿物易于浮游 ,有的矿物难以浮游,有 的矿物根本不能浮游造成上述丁浮性差异的根本原因在于 它们的内部结构不同,因而其表面性质各异这种与浮选有关 的表面性质的差异,主要表现在是否易于被水所润湿 ,如在玻 璃板和石蜡板表面各滴一滴水 ,将看到玻璃板和石蜡板表面 水滴的形状有所不同，玻璃板上的水滴沿表面延伸,而同样一 滴水在石蜡板的表面却难以延伸前者表明玻璃易被水所润 湿,后者不易被水润湿通常把易被水所润湿的矿物叫亲水性 矿物,如石英;而不易被水润湿的矿物叫疏水性矿物,如石蜡 不易被水所润湿的疏水性矿物易于与气泡相结合而上浮矿 物是否易于浮游的性质叫矿物的可浮性。

6、润湿周边及接触角 浮选矿浆中固相、液相、气相接触时,固、液、气三相交 界线为一封闭曲线,液—固—气三相的交界线称为润湿周边 为进一步说明可浮性的程度,常用接触角表示所谓接触角是通过润湿周边上一点 ,作液一气界面的切 线，该切线与固一液界面间的夹角e称为接触角，接触角的大 小与矿物可浮性有关,接触角越大可浮性越好,矿物越易浮选; 反之，则难于浮选当接触角e =0时，说明矿物表面完全亲水, 矿粒不能自动附着于气泡上,浮选行为则不能发生在自然界,除个别矿物（如石墨、自然硫和辉钼矿等）和煤 外,二三大多数矿物在其天然状态并非是疏水的 ,而且有些矿 物彼此之间的差别也不大,直接分选时效果很差因此,为有 效地实现各种矿物的浮选分离 ,必须人为地控制矿物表面的 润湿性质、扩大矿物间可浮性的差别,根据需要来改变同一矿 物的可浮性 ,如在某种情况下需要使该种矿物浮游 ,可提高其 可浮性,而在另一种情况下需抑制它时 ,则可降低它的可浮性 在浮选实践中是通过往矿浆中加入浮选药剂来使之实现这 个目的二、浮选药剂浮选药剂按其用途 ,最基本的可分为:捕收剂、起泡剂、 活化剂、抑制剂、调整剂五类,但有些浮选剂还可以具有两种 或两种以上的作用。

如硫化钠在浮选有色金属氧化矿时是活 化剂,但用量过大时又是抑制剂,在浮选有色金属硫化矿时,它 是抑制剂,所以上述分类并非是绝对的1、捕收剂 凡能选择性地作用于矿物表面并使其疏水的有机物质 , 称为捕收剂捕收剂作用于矿物水界面,提高了矿物的可浮性, 使矿粒能牢固地附着于气泡而上浮可用作捕收剂的有机化 合物很多,如黄药、油酸煤油等,但作为工业上适用的优良捕 收剂应满足如下要求:①来源广、易于制取;②价格低;③便于 使用，即易溶于水、无臭、无毒、成分稳定,不易变质等;④捕 收作用强，具有足够的活性;⑤有较好的选择性,最好只对某一 种矿物具有捕收能力1) 在浮选实践中,硫化矿浮选常用的捕收剂①黄药黄药为烃基二硫代碳酸盐(ROCSSME),在水中解 离；ROCSSME二ROCSS+Me+,式中R为非极性的烃基,Me+为碱 金属离子(常为Na+或K+)黄药在常温下为固体黄色粉末 ,具刺激性臭味 ,有毒在 水中解离出 ROCSS 一阴离子,具捕收作用黄药性质不稳定, 易吸水潮解,遇热更加速其分解易溶于水、丙酮与醇中常 用 的 乙 基 黄 药 (CH3CH2OCMe) 和 丁 基 黄 药 (CH3CH2CH2CH2 CH, OCSSME),是硫化矿物最常用的捕收剂。

矿浆经过黄药处理,硫化矿物表面即与黄药的极性基(又 称亲固基)发生作用,其作用情形可用图 12—7 表示其非极 性基端朝外,在矿物表面形成一层疏水薄膜 ,硫化矿物表面由 于吸附了黄药,其疏水性大大增强,与弥散于矿浆中的气泡附 着,借气泡浮力上浮到矿浆表面,将其收集为泡沫产品,即得精 矿而未与气泡附着的脉石矿物则留在矿浆内,从而达到分选 之目的②黑药是烃基二硫代磷酸盐极性(R2PO2SH(Me),其中常 用的烃基R为甲酚基或烷氧基黑药是仅次面于黄药而应用 较广的硫化矿物捕收剂目前生产的黑药有甲酚和丁基铵黑 药两种此外,还有硫氮类、硫醇类、硫脲和胺基硫代甲酸盐等也 是近年来应用较广的硫化矿物的捕收剂2) 氧化矿浮选用捕收剂 常用的有脂肪酸及其皂类脂肪酸及其皂类是常用的阴 离子型捕收剂,常用来浮选非硫化矿物(如白钨矿、萤石等) 其中较常用的油酸(C17H33COOH)或油酸钠(C17H33 COONa),由 于油酸和油酸钠是用植物油制取的 ,来源受到一定限制,目前 已为氧化石腊皂和塔尔油所代替此外,还有甲苯砷酸、羟肟 酸类、磺酸类和硫酸脂类也是氧化矿常用的捕收剂3) 硅酸盐矿物浮选用捕收剂 常用的有胺类捕收剂。

胺类捕收剂分子在水中解离出阳离子,阳离子上带有起疏水作用烃基，因此属于异极性阳离子 捕收剂，常用的阳离子捕收剂有十二烷基第一胺近年来,采用胺作为铁矿砂反浮选的捕收剂除去脉石矿 物,对提高入炉品位取得了良好效果(4) 非极性矿物浮选用捕收剂 常用的主要为非极性油类捕收剂 ,其主要成分是脂肪族烷烃(C nH2n+2)和环烷烃(CH2 n)在浮选实践中，最常用的油类 捕收剂是煤油,烃类油只能作为可浮性好的矿物的捕收剂如 非极性矿物石墨、辉钼矿和煤等在浮选实践中,一般说来,捕收剂应少量添加,其量控制在 足以使矿粒表面上形成单分子层即可(即常谓“饥饿添加量”), 因捕收剂浓度增高,不仅耗费大,而且可能使其它非目的矿上 浮而降低选择性2、起泡剂 为了产生浮选所必须的大量而稳定的气泡必须向浮选 矿浆中添加起泡剂起泡剂一般是异极性的表面活性物质 , 它富集在气一水界面,促使空气在矿浆中弥散成小气泡 ,防止 气泡兼并,并能提高气泡在矿化和上浮过程中的稳定性 ,从而 保证气泡上浮形成泡沫刮出建国初期,我国广泛使用天然的产品 ,如松油、樟脑油、 桉树油等作为起泡剂但由于这类 产品中含杂质较多,泡沫 性质较粘,逐渐被人工合成的起泡剂所代替。

现在浮选中使用 最为广泛的起泡剂是 2 号油 2 号油是一种淡黄色的油状液体 ,相对密度为 0.9~0.91, 它是以松节油为原料,经水合反应而制得,它的主要成分是萜 烯醇(C10H17OH),含量为40~60%,其余为萜烯类其它化合物它 的起泡性较强、无捕收能力、泡沫较脆,使用时可以以油状直 接加入此外,甲酚酸、重吡啶、脂肪醇、醚醇等也是浮选中常用 的起泡剂凡能够破坏或削弱矿物表面对捕收剂的吸附 ,增加矿物 表面的亲水性的药剂称为抑制剂它通过以下几种方式使矿 物达到抑制目的:消除矿浆中活化离子;消除矿物表面的活化 薄膜;在矿物表面形成亲水薄膜事实上 ,这几种作用并不是 弧立的某种抑制剂常常表现为几种作用并存,使矿物达到有 效的抑制目前常用的抑制剂有石灰、氰化钾 (钠)、重铬酸钾、硫 酸锌、硫化钠等1)石灰是黄铁矿、磁黄铁矿等硫化矿物廉价而有效的抑 制剂同时石灰还有调整矿浆 PH 值的作用在浮选时,石灰 可调成石灰乳或以干粉加入2) 氰化钾(钠)是闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿等的有效抑制 剂,曾广泛用于铜锌、铅锌及铜铅锌多金属硫化矿石的浮选 近年来由于环境保护的严格要求和它能对矿石中贵金属 (如 金银等)的综合回收造成不利影响 ,加上价格较贵 ,难以管理, 很多选厂已放弃使用 ,到目前为止我国有色多金属浮选厂中 不用或很少使用氰化物的选厂比例已达 80%左右。

少数选厂 由于分离工艺的复杂性仍放弃不了氰化物因此,无氰选矿仍 是面临的重要研究课题3) 重铬酸钾方铅矿的有效抑制剂 ,对黄铁矿也有抑制作 用,是铜铅分离浮选中最常用的有效抑制剂4) 硫酸锌与碱配合,能有效地抑制闪锌矿,是铜锌、铅锌 分离中常用的抑制剂之一此外,水玻璃、淀粉、丹宁、羟基 甲纤维素等也是有效的抑制剂4 活化剂凡能增强矿物表面对捕收剂的吸附能力或提高被抑制 矿物的浮游活性的药剂称为活剂活化剂一般通过以下方式 使矿物得到活化 :在矿物表面生成难溶的活化薄膜 ,活化离子 在矿物表面的吸附 ;清洗掉矿物表面的抑制性亲水薄膜 ;清除 矿浆中有害离子的影响常用作活化剂的有硫酸铜及有色重金属可溶性盐 ,碱土 金属和部分重金属阳离子（如Cu+i、Mg+i等），硫化钠和其它可 溶性硫化物等5、介质调整剂介质调整剂主要用来调整矿浆的性质 ,造成有利于浮选 分离的介质条件其主要作用有：① 调整矿浆的酸碱度（即PH值）；② 调整矿浆的分散与团聚矿浆酸碱度的调节:浮选时,矿浆中的氢离子浓度对浮选 浓度影响很大,它影响矿物表面的润湿性。