浮选法 百科内容来自于: 百度百科

浮选法是选金生产中应用最广泛的一种选矿法,是利用矿物表面物理化学性质的差异来选分矿石的一种方法。这是常用于黄金浮选的一种方法。它适于选别0.5mm至10um的金矿粒。

发展沿革

中国古代曾利用矿物表面的天然疏水性来净化朱砂、滑石等矿质药物,使矿物细粉飘浮于水面,而无用的废石颗粒沉下去。在淘洗砂金时,用羽毛蘸油粘捕亲油疏水的金、银细粒,当时称为鹅毛刮金。明宋应星《天工开物》记载,金银作坊回收废弃器皿上和尘土中的金、银粉末时“滴清油数点,伴落聚底"。这就是浮选法选金的最初应用。
18世纪人们已知道固体粒子粘附在气泡上能升至水面的现象.随着人们对金属需求量的增加,急于找到一种方法回收矿石中细粒金属。19世纪末,随着人们对矿物表面性质的认识深化,出现了薄膜浮选法和全油浮选法。20世纪初,泡沫浮选法应用选别有色金属和黄金矿
今天所应用的泡沫浮选起源于几乎一个世纪以前的澳大利亚。1911年在美国蒙大拿州的Basin建立了第一座浮选厂-Timber Butte选厂。到1980年,239座浮选厂共消耗了77·2万t浮选药剂和65·6亿kWh的能量,处理了4·4亿t矿石。1980年,消耗了38·3万t浮选药剂,从2·05亿t的铜矿石中生42万精矿。处理量第二大的矿石是磷酸盐矿石———1·09亿t,消耗了22·7万t药剂,生产出2660万t磷精矿。铁矿石的生产主要也采用浮选法,从3890万t的矿石中生产出2150万t的铁精矿,消耗掉6·1万t浮选药剂。由于世界范围内几乎有20亿t矿石是经过浮选处理的,因此泡沫浮选显然是表面化学在工艺中最重要的应用之一,尤其是用于控制液-固界面。成功的浮选分离取决于在液体介质中固体颗粒与气泡间的相互反应。通过添加适宜的浮选药剂和pH调整剂来改进水分子与矿物表面间的相互反应的方法是实现从大量的复杂矿石(我们的矿物资源)中选择性地分离有用矿物的关键。泡沫浮选法并不是起源于理论研究,而是本世纪的经验积累的结果。若不是所有的理论研究,至少也是大多数理论研究用来解释现有工艺的良好性能。大多数选矿和冶金基础研究带有事后检查研究性质,或者如弗莱明和凯彻内尔精辟的描述,它是一门“追踪科学”。
浮选法的发生和发展也促进了黄金选矿业的发展,特别是对脉金矿的利用和在有色金属矿石中综合回收黄金创造了条件.目前,浮选法已成为处理金矿石生产黄金的重要工艺。我国许多脉金矿山选矿厂是以浮选工艺为主或以单一浮选工艺装备起来的。浮选厂的金回收率达到90%以上且可综合回收以金为主的低品位多金属。
小于10um细颗粒金是很难用重选法回收的.浮选利用矿物表面物理化学性质的差异可以选收细粒,甚至微细粒矿物。超细粒浮选或荷载体浮选离子浮选可以回收微细粒金。
解放前中国有几座黄金浮选厂和副产回收金银的有色金属浮选厂。目前,黄金浮选工艺已广泛用于金选矿厂,即使是乡镇小矿和个体采金户均能成功于运用浮选法选收黄金。

基本原理

矿物颗粒自身表面具有疏水性或经浮选药剂作用产生或增强疏水性。疏水就是亲油和亲气体,可在液,气或水—油的界面发生聚集。经过一系列工艺处理后的金矿粒虽然密度大却能与气泡和浮选剂亲合而被浮于浮选机的矿液表面,将作为泡沫产品回收。
当入选矿粒小于l0um时需要采用特殊的浮选法。常用的有用絮凝剂使细粒金或含金矿物絮凝成较大颗粒,脱出脉石细泥后再浮去粗粒脉石,这是絮凝—浮选。荷载体浮选是用粒度适于浮选的矿粒作荷载体,使微细粒金粘附于荷载体表面并随上浮而成金精矿。用油类使细矿粒团聚进行浮选的油团聚浮选和乳化浮选。利用高温化学反应使矿石中金属矿物转化为金属后再浮选的离析浮选对金矿石不常采用。关于使用泡沫浮选法回收金泥,我国将用于工业领域。

浮选工艺

各种浮选工艺的理论基础大体相同,即矿粒因自身表面的疏水特性或经浮选药剂作用后获得的疏水(亲气或油)特性,可在液-气或水-油界面发生聚集。目前应用最广泛的是泡沫浮选法。矿石经破碎与磨碎使各种矿物解离成单体颗粒,并使颗粒大小符合浮选工艺要求。向磨矿后的矿浆加入各种浮选药剂并搅拌调和,使与矿物颗粒作用,以扩大不同矿物颗粒间的可浮性差别。调好的矿浆送入浮选槽,搅拌充气。矿浆中的矿粒与气泡接触、碰撞,可浮性好的矿粒选择性地粘附于气泡并被携带上升成为气-液-固三相组成的矿化泡沫层,经机械刮取或从矿浆面溢出,再脱水、干燥成精矿产品。不能浮起的脉石等矿物颗粒,随矿浆从浮选槽底部作为尾矿产品排出,有时,将无用矿物颗粒浮出,有用矿物颗粒留在矿浆中,称为反浮选,如从铁矿石中浮出石英等。

泡沫浮选

适于选别0.5mm至5μm的矿粒,具体的粒限视矿种而定。当入选的粒度小于5μm 时需采用特殊的浮选方法。如絮凝-浮选是用絮凝剂使细粒的有用矿物絮凝成较大颗粒,脱出脉石细泥后再浮去粗粒脉石。载体浮选是用粒度适于浮选的矿粒作载体,使微细矿粒粘附于载体表面并随之上浮分选。还有用油类使细矿粒团聚进行浮选的油团聚浮选和乳化浮选;以及利用高温化学反应使矿石中金属矿物转化为金属后再浮选的离析浮选等。用泡沫浮选回收水溶液中的金属离子时,先用化学方法将其沉淀或用离子交换树脂吸附,然后再浮选沉淀物或树脂颗粒。

浮选剂

浮选时使用各种药剂来调节入选矿物和浮选介质的物理化学性质,从而扩大金矿物或含金矿物与脉石间亲琉水性的差异,使之更好地分选,达到提高金回收率的目的。常用的浮选剂分三大类:捕收剂,起泡剂,调整剂

捕收剂

自然界中除煤、石墨、硫磺、滑石和辉钼矿等矿物颗粒表面疏水、具有天然的可浮性外,大多数矿物均是亲水的,金矿物也是如此。加一种药剂能改变矿物颗粒的亲水性而产生疏水性使之可浮,这种药剂通常称之为捕收剂捕收剂通常是极性捕收剂和非极性捕收剂。极性捕收剂由能与矿物颗粒表面发生作用的极性基团和起疏水作用非极性基团两部分组成。当这类捕收剂吸附于矿粒表面时,其分子或离子呈定向排列,极性基团朝向矿物颗粒表面,非极性基团朝外形成疏水膜,从而使矿物具有可浮性
与铜、铅、锌、铁等硫化矿物伴生的金,在浮选时常用有机硫代化合物作浦收剂.例如,烷基(乙、丙、丁、戊基等)二硫代碳酸钠(钾),又称黄原酸盐,俗称黄药。如NaS2C·OCH2·CH3,在含金多金属矿石的浮选时,多采用乙基黄药和丁基黄药。烷基二硫代磷酸或其盐类,如(RO)2PSSH,式中R为烷基,俗称黑药.
烷基二硫代氨基甲酸盐和黄原酸盐的酯类衍生物等也是硫化矿物常用的捕收剂。也是浮选含金多金属硫化矿的常用描收剂,常与黄药类同时使用.
离子型极性捕收剂的分子不解离,如含硫酯类,非极性捕收剂为烃油(中性油),如煤油、柴油等。
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起泡剂

具有亲水基团和疏水基团的表面活性分子,定向吸附于水一空气界面,降低水溶液的表面张力,使充入水中的空气易于弥散成气泡和稳定气泡。起泡剂和捕收剂联合在一起吸附于矿物颗粒表面,使矿粒上浮。常用的起泡剂有:松树油,俗称二号油、酚酸混合脂肪醇,异构己醇或辛醉、醚醉类以及各种酯类等.

调整剂

调整剂可分为五类:(1) pH值调整剂。用它来调节矿浆的酸碱度,用以控制矿物表面特性、矿浆化学组成以及其他各种药剂的作用条件,从而改善浮选效果。在氰化过程中也同样要调节矿浆pH值的。常用的有石灰碳酸钠氢氧化钠硫酸等。在选金时,最常用的调节剂是石灰硫酸。(2)活化剂。能增强矿物同捕收剂的作用能力,使难浮矿物受到活化而浮起。使用硫化钠活化含金的铅铜氧化矿,然后用黄药等捕收剂浮选。(3)抑制剂.提高矿物的亲水性和阻止矿物同捕收剂作用,使其可浮性受到抑制。如在优先浮选过程中使用石灰抑制黄铁矿,用硫酸锌氰化物抑制闪锌矿,用水玻璃抑制硅酸盐脉石矿物等、利用淀粉、拷胶(单宁)等有机物作抑制剂达到多金属分离浮选的目的。(4)絮凝剂。使矿物细颗粒聚集成大颗粒,以加快其在水中的沉降速度;利用选择性絮凝进行絮凝一脱泥及絮凝一浮选。常用的絮凝剂有聚丙烯酰胺淀粉等。(5)分散剂。阻止细矿粒聚集,处于单体状态,其作用与絮凝剂恰恰相反,常用的有水玻璃、磷酸盐等。
浮选剂的种类和用量随矿石性质和浮选条件及流程特点而各异,可用试验单位提供药方(或称药剂制度),在生产实践过程中也可根据上述各种条件的变化而加以改变。

浮选设备

浮选设备主要是浮选机以及为实现浮选工艺的其他设备。矿浆经过搅拌充气,在各种浮选剂的作用下矿粒与气泡粘附,气泡上升、形成矿化泡沫层,被刮板刮出或溢出,这一系列浮选过程均是在浮选机中完成的。浮选机多由多槽串联而成。

分类

(1)机械搅拌式.有离心叶轮,也有的是星形转子和棒形转子等类型.搅拌器在浮选槽内高速旋转,驱使矿浆流动,在叶轮腔内产生负压而吸入空气。
(2)充气机械搅拌式。除机械搅拌外,再补充向浮选糟内充入低压空气。
(3)充气式.靠压入空气进行搅拌并产生气泡,如浮选柱和泡沫分离装置等。
(4)气体析出式。用降低压力法或先加压后降至常压的万法,使矿浆中溶解的空气析出,形成微泡
(5)压力溶气式。利用高压将充入的空气预溶于水,然后在常压下在浮选槽内析出,形成大量微泡
目前,在我国金选矿厂最常用的浮选机是国产的机械搅拌式浮选机。
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