硅酸盐矿物浮选原理
硅酸盐型萤石浮选工艺分析
硅酸盐型萤石浮选工艺分析摘要：我国大部分萤石矿石属于硅酸盐型，而与之匹配的浮选工艺却相对落后，与其他矿石类型相比，硅酸盐型萤石浮选工艺具有简单、流程短、药剂用量少等优点。
因此，本文结合前人研究成果以及现有萤石矿物性质特征，总结了几种常见的硅酸盐型萤石浮选工艺。
关键词：萤石；硅酸盐；浮选工艺引言：萤石是一种重要的非金属矿产，具有较高的综合利用价值。
随着全球萤石资源的不断减少，萤石资源的开发利用显得尤为重要。
萤石主要分4种类型：白云石型、方解石型、石英型及其他类型。
我国萤石储量在全球位居第一，且资源分布广泛，是最大的萤石生产国和消费国。
1.硅酸盐萤石浮选意义萤石是一种性能优良的非金属矿，具有多种用途，因此其综合利用一直受到国内外学者的关注。
目前，已有众多新的萤石浮选工艺被提出和应用，主要有两种，一是采用新型捕收剂进行浮选；二是采用组合药剂或新药剂进行浮选。
部分研究结果显示：采用组合捕收剂进行浮选时，可提高萤石回收率20%左右。
在实际生产中，组合药剂与单一捕收剂相比，可缩短流程、节约生产成本。
新型捕收剂具有用量少、选择性好、抑泡性能强等优点，因此在萤石浮选工艺中应用前景广泛组合药剂或新药剂具有多种功能，如抑制剂、活化剂等，可在一定程度上改变萤石矿物性质。
因此，将其应用于萤石浮选工艺中具有重要意义[1]。
目前，我国大部分萤石矿石属于硅酸盐型矿石，但随着开发利用的不断深入，萤石资源面临日益短缺的问题。
因此，进行萤石浮选工艺研究及新型浮选剂开发，对实现我国萤石资源的可持续利用具有重要意义。
在单矿物浮选工艺中，氟碳铵氧化法和氟碳酸盐法是目前应用最广泛的浮选工艺。
重铬酸钾氧化法和离子交换法制取的氟硅酸钙浮选法也有一定的应用，但前者对环境造成污染较严重，后者易受高温影响而降低浮选指标。
组合药剂浮选工艺中，重铬酸钾、氟硅酸钙和硫酸铁等组合药剂对萤石浮选具有协同作用，但对萤石浮选影响较大。
新型浮选剂主要有聚硅氧烷类、脂肪族类及木质素类等新型捕收剂。
对浮选工艺的认识与了解
对浮选工艺的认识与了解选矿是根据矿石中各种矿物的物理化学性质的不同，采取不同的方法将有用矿物和脉石矿物相互分离的过程。
选矿的任务就是分离有用矿物和脉石，把共生的有用矿物竟可能的相互分离，成为单独的精矿，除去有害杂质充分的、经济的、最合理的利用国家资源。
选矿的方法有：浮选法、磁选法、重选法及电选法。
浮选是一种主要的选矿方法，它的实质就是利用磨细的矿浆加入浮选药剂，经过机械搅拌，导入空气形成气泡。
其中疏水性矿物粘附于气泡上浮至矿浆表面形成矿化泡沫，将其刮出即为泡沫产品或称为精矿，亲水性矿物不与气泡粘附仍留在矿浆中，即为非泡沫产品或称为尾矿。
由于浮选可以利用不同的药剂，有选择地改变矿物表面的可浮性，因而是一种发展较快，应用较广的选矿方法。
一、浮选药剂浮选药剂在浮选工艺中有三方面的作用：a.扩大矿物可浮性的差异，从而达到矿物彼此间的分离：b.使空气在矿浆中分散并形成稳定的泡沫：c .高有用矿物附着于气泡的速度和强度。
浮选药剂在浮选工艺中的不同作用可将浮选药剂分为捕收剂、调整剂及其起泡剂三类。
1、捕收剂的作用：是使矿物表面疏水性，提高矿物的可浮性。
由于决定捕收剂与矿物作用的主要是捕收剂的极性基，一般把捕收剂分为离子型、非离子型极性及油类捕收剂等三类。
在浮选实践中，往往物质组成相类似的矿物可以与化学成分相接近的捕收剂作用，因此，以下按捕收剂的化学成分为依据逐一介绍各种捕收剂。
①羟基酸类捕收剂：依靠氧原子与矿物表面作用，形成溶解度不很大的盐而起捕收作用。
a、脂肪酸及其它类脂肪酸（RCOOH）类捕收剂用于浮选有碱土金属离子的矿物，如：萤石、方解石、磷灰石、重晶石等。
浮选氧化矿如稀土矿石、赤铁矿、孔雀石等。
浮选用钙镁等离子活化的硅酸盐矿物如石英、长石等。
b、氧化石蜡皂(RCOONa)具有来源广、成本低的优点，可以大量使用。
主要用于赤铁矿、萤石、磷灰石和一些稀有金属氧化矿的浮选。
c、EM—2捕收剂EM—2捕收剂是一种带磺酸团的芳基脂肪酸类捕收剂，它可以促进脂肪酸的高度分散，构成疏水性的凝聚物，药剂在矿物各个表面积上可以更好的作用，从而改善了捕收剂分配的均匀性及选择性，提高了浮选的指标。
矿物浮选第3章浮选的基本原理教程
目 录
• 浮选概述与基本原理 • 矿物表面性质与可浮性 • 浮选药剂种类与作用机理 • 浮选工艺流程与操作参数优化 • 浮选实践案例分析 • 常见问题分析与解决策略
01 浮选概述与基本原理
浮选定义及目的
浮选定义
浮选是一种利用矿物表面物理化 学性质的差异，使矿物颗粒在气 泡或泡沫上选择性粘附，从而实 现矿物分离和富集的选矿方法。
表面电性
03
矿物表面常带有电荷，影响矿物颗粒之间的相互作用及与浮选
药剂的吸附。
矿物表面润湿性与可浮性关系
润湿性定义
指液体在固体表面铺展的能力，通常 用接触角来衡量。
润湿性与可浮性关系
润湿性好的矿物容易被水润湿，难以 被气泡吸附，因此可浮性差；反之， 润湿性差的矿物容易被气泡吸附，可 浮性好。
矿物表面电性与可浮性关系
03
药剂添加顺序和时间需严格控制，以确保最 佳浮选效果。
04
定期检查药剂质量和添加系统，确保药剂稳 定供应和准确添加。
04 浮选工艺流程与操作参数 优化
粗选、扫选、精选流程介绍
粗选
初步分离有用矿物和脉石矿物， 得到粗精矿和尾矿。粗选作业通 常采用较大的药剂用量和较粗的 磨矿细度。
扫选
对粗选尾矿进行再次分选，回收 其中的有用矿物，提高资源利用 率。扫选作业的药剂用量和磨矿 细度一般较粗选略低。
自动加药系统
根据矿石性质、给矿量等因素，自动调节药剂种类和用量 ，实现精准加药。
自动控制系统
通过检测矿浆浓度、流量、液位等参数，自动调节浮选机 充气量、搅拌速度等，实现浮选过程的自动控制。
在线检测与分析技术
应用X射线荧光光谱仪、在线粒度分析仪等在线检测与分 析技术，实时监测浮选过程中有用矿物的品位和回收率， 为操作参数调整提供依据。
浮选基本知识
浮选原理
正浮选(direct flotation) 正浮选 反浮选(reverse flotation) 反浮选 疏水 (hydrophobic)矿粒 矿粒 亲水(hydrophilic)矿粒 亲水 矿粒 浮选药剂(flotation reagents) 浮选药剂 接触角(contact angle) 接触角
矿物分类
按照矿物的表面特性分为： 按照矿物的表面特性分为： 矿物： （1）非极性 ）非极性(non-polar)矿物： 矿物 相对弱的分子键， 相对弱的分子键，与共价键力共存的 van der Waals力。不易与水极化。如石 力 不易与水极化。 硫黄、辉钼矿，金刚石、煤和滑石等 墨、硫黄、辉钼矿，金刚石、煤和滑石等， 天然疏水，可浮性好，接触角在60到 ℃ 天然疏水，可浮性好，接触角在 到90℃ 烃基油或起泡剂即可 之间。浮选时只需添加烃基油或起泡剂即可。 之间。浮选时只需添加烃基油或起泡剂即可。
捕收剂-阴离子型 捕收剂
硫醇类(thiols)捕收剂：最广泛应用的是黄酸盐 捕收剂： 硫醇类 捕收剂 xanthogenates（黄药 （黄药xanthates类） （ROCSSNa）和 类 ） 二硫代磷酸盐(黑药 黑药（ ） 二硫代磷酸盐 黑药（RO）2PSSNa) (dithiophosphates)。 。 黄药是最重要的硫化矿浮选捕收剂，制备方程式为： 黄药是最重要的硫化矿浮选捕收剂，制备方程式为： ROH + CS2 + KOH = ROCSSK + H2O R通常含 到6碳原子的碳氢基团，常用的黄药有乙基 通常含1到 碳原子的碳氢基团 碳原子的碳氢基团， 通常含 (ethyl)，异丙基 异丁基(isobutyl)，戊基 ，异丙基(isopropyl) ，异丁基 ， (amyl)和己基 和己基(hexyl)黄药。 黄药。 和己基 黄药
华北理工选矿学教案03浮选-8特殊浮选技术和工艺
二、沉淀浮选的基本原理沉淀浮选是向体系中按化学当量加入所需的沉淀剂，使目的物全部转为沉淀，再加入表面活性剂覆盖颗粒的部分表面使之能向气泡粘附或气泡在其疏水面析出。
三、吸附浮选的基本原理吸附浮选处理的对象是离子、分子、胶团、细菌、藻类、微细粒矿物等，通常的吸附载体是活性炭、硅藻土、分子筛、活性矾土、磺化煤、离子交换树脂、氢氧化铁、氢氧化铝等。
由于吸附浮选是通过浮选载体而达到对象的富集分选，因而载体的吸附特性、吸附容量、再生性能、浮选特性等是影响吸附浮选的重要因素。
吸附载体是一种吸附剂。
载体的固体组成、结构及表面状态、比表面积等对吸附特性、吸附容量影响很大。
比表面积大、总表面能高的物质可成为优良的吸附剂。
第三节特殊浮选工艺和设备特殊浮选工艺比较简单，多为无浮选回路的单槽操作，浮选槽容积大。
特殊浮选各种工艺方法的特点及应用：一、充气浮选分离表面活性剂、蛋白质、有机物、油类等较轻物质及浓缩活性污泥时多采用充气浮选机。
使气体通过多孔装置，分散成几毫米直径的气泡鼓入液体中。
遇到很浓的液体时，需设置中等大小气泡的扩散器，以便产生局部紊流促使气泡破碎。
气泡的大小必须适当，以保证在待浮颗粒上有较高的粘附率。
充气式浮选机又分为浮选柱和槽式泡沫分离器。
(a)试验室用浮选柱；(b)槽式泡沫分离器；(c)浮选柱操作方式1—单一型；2—浓缩型；3—净化型；4—复合型A—捕收剂；B—破泡器；C—还流；F—泡沫；G—送气；H—泡液；L—液相；S—给料浮选柱有几种操作方式，其中“浓缩型”是让部分泡沫返回柱内泡沫区，以得到浓度更高的泡沫产品。
“净化型”是向即将排出的底流中补加捕收剂，使底液进一步得到提纯净化。
消泡方法有：①化学消泡法—喷入消泡剂。
②物理消泡法—使温度骤变(骤热或骤冷)消泡、超声波振动消泡、旋风消泡、喷射消泡。
⑧机械消泡法—机械搅拌消泡、离心消泡。
④组合式消泡法—各种热装置和机械装置组合。
二、气析式浮选气析式浮选工艺分为加压浮选、减压浮选(或称为真空浮选)、电解浮选三种类型1、加压浮选加压浮选装置：压力泵、空气压缩机、溶气罐、减压阀、浮选槽。
浮选机工作原理
浮选机工作原理经双偏摆斜叶轮搅拌后，矿浆呈立体循环，矿浆山由导流管中心入料，用气溶胶加药方式，和用旋转叶轮产生的负压，自吸气体和药剂成雾状气泡与煤粒接触，设有液面自动调节装置，用自控系统控制浓度、干煤量、给药量和液位。
浮选柱工作原理浮选柱与浮选机工作目的相同，是为了矿物的浮选，浮选柱将压缩空气透过多孔介质（充气介质）对矿浆进行充气和搅拌的充气式浮选机。
该机的主体结构通常是一个带充气器（气泡发生器)的圆柱形筒体(亦可是正方形或矩形柱），筒体内附有给矿装置，泡沫溢出或刮出装置以及泡沫槽、压缩空气输入管网和风包等。
选柱工作时，经药剂调和好的矿浆由柱体中上部的给矿装置给入。
压缩空气经输入管网和风包，然后透过多孔介质（如微孔塑料短管）从柱体底部鼓入，使在柱体内形成大量细小气泡。
矿粒在重力作用下缓缓下降，气泡穿过向下流动的矿浆升浮，矿粒与气泡通过逆流接触与碰撞，实现气泡选择性矿化。
矿化气泡升浮至矿液面聚集形成泡沫层，溢出或用刮板刮出后得泡沫产品（一般为精矿）。
尾矿则由柱底借助提升装置排出。
柱体内自矿浆给入口至柱顶称为精选区，主要作用是提高泡沫产品的品位。
由矿浆给入口至柱底称为捕集区，主要作用是捕集欲浮出的目的矿物，提高回收率。
压三产品重介旋流器一、名称：重介质选煤是原料煤在密度大于低密度物料，小于高密度物料的介质中按密度进行分选的一种方法．三产品重介选煤是用一个密度的介质可分选出三个产品，减化了介质系统、减少了生产设备、降低了电耗和介耗，可大大提高煤厂经济效益．二、技术特点：分选精度高、工艺流程简单、能用单一低密度悬浮系统一次分选出精煤、中煤和矸石３种合格产品，并采用原煤不脱泥、不分级入洗，与传统的两产品重介质选煤工艺相比，大大减少了生产环节；原煤采用无压给料方式，排矸能力强，次生煤泥量和精损失明显减少；产品结构灵活，质量稳定，两段分选密度均可方便灵活地在线无级调节，精、中、矸的质量都得到保证单机处理能力由４０t/h到３００t/h，可基本满足大、中、小型选煤厂选型需要．三、工作原理：重介质选煤的基本原理是阿基米德原理．介质以一定的压力由给介管切向给入一段旋流器，在入口压力作用下，在分选筒内生产离心力场，并形成向下的内螺旋流和向上的外螺旋流．此时，物料（原煤）以中心给料方式由入料管给入一段旋流器中内旋流，在离心力作用下，煤炭颗粒按不同的密度沿旋流器中心到器壁迅速分层：小于分选密度的物料向中心聚集，并随内旋流进入溢流口，成为轻产品（即精煤）；大于分选密度的物料穿过分选密度界面向器壁运动，随外旋流径一段底流口至联接管进入二段旋流器再选．加重质颗粒在离心力及外旋流的推挤作用下，沿圆筒壁向给煤口方向移动，产生浓缩现象，同时也伴有分级作用，使进入二段旋流器的悬浮液密度升高，自然提高了二段分选密度，从而有效地对重产物（即中煤、矸石的混合物）进行再分选．又可得到中间产品（即中煤，我们常称混泥）和重产品（即矸石）．浮选柱的工作原理及结构特点浮选柱是一种深槽型压气式浮选机。
浮选的基本原理及浮选过程
叙述浮选的基本原理及浮选过程[摘要]浮选法是采矿工业中较为广泛使用的一种选矿手段，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。
浮选法的应用很多，目前主要用于选金矿，其效率高和实用性得到了采矿工业的一致认可。
它比较适于选别0.5mm至10um的金矿粒。
随着采矿技术的发展，浮选法在很多矿床的开采上有了进一步的发展。
伴随着我国的工业突飞猛进的步伐，对采矿的需求日益增大，浮选法采矿已得到了充分的印证。
关键字浮选基本原理过程应用特点一.浮选基本原理浮选的基本原理是利用矿物界面性质的差异来分离、富集、精制的一种分选工艺，矿物的表面特性很复杂，包括表面键的断裂、表面电性、表面离子状态、表面元素的电负性、表面极性、表面自由能、表面剩余能、表面不均匀性、表面积、表面溶解性以及表面结构和化学组成等。
这些表面特性与矿物可浮性具有直接的关系，也为通过利用浮选药剂的作用来改变矿物表面的某些特性达到分离矿物及改善浮选效果提供了机会。
铁矿石中的主要脉石矿物是石英。
浮选是集细粒嵌布(<149)矿石的常用方法。
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。
浮选理论研究和生产实践证明，浮选药剂对调节矿物的可浮性，提高气泡矿化过程的选择性和浮选速度等方面都起着决定性的作用。
关于矿物浮选的这些知识
关于矿物浮选的这些学问1、什么叫浮游选矿（浮选）？其应用范围如何？浮选即泡沫浮选，是依据矿物表面物理化学性质的不同来分选矿物的选矿方法。
在浮选过程中，矿物的沉浮几乎与矿物密度无关。
比如黄铜矿与石英，前者密度为4.2，后者密度为2.66，可是重矿物的黄铜矿很简单上浮，石英反而沉在底部。
经讨论发觉矿物的可浮性与其对水的亲和力大小有关，凡是与水亲和力大，简单被水润湿的矿物，难于附着在气泡上，难浮。
而与水亲和力小，不易被水润湿的矿物，简单上浮。
因此可以说，浮选是以矿物被水润湿性不同为基础的选矿方法。
一般把矿物易浮与难浮的性质称为矿物的可浮性。
浮选就是利用矿物的可浮性的差异来分选矿物的。
在现代浮选过程中，浮选药剂的应用尤其紧要，由于经浮选药剂处理后，可以更改矿物的可浮性，使要浮的矿物能选择性地附着于气泡，从而达到选矿的目的。
浮选是最紧要的选矿方法之一。
据统计，有90％的有色金属矿都是用浮选法处理的。
此外浮选法还广泛用于稀有金属、贵金属、黑色金属、非金属以及煤等矿物原材料的选别。
近年来，国内外还用浮选法进行水质净化，污水处理等。
可见浮选法的应用范围是相当广泛的。
与其他选矿方法相比，用浮选法选别细粒浸染矿石时，效果较好而且比较经济合理。
浮选法也常用于选别粗粒或粗细不均匀浸染矿石的细粒。
2、浮选过程包括哪几个基本作业？浮选与其他选矿方法一样，要做好选别前的物料准备工作，即矿石要经过磨矿分级，达到适合于浮选的浓度细度。
此外，浮选还有以下几个基本作业：1）矿浆的调整和浮选药剂的加入，其目的是要造成矿物表面性质的差别，即更改矿物表面的润湿性，调整矿物表面的选择性，使有的矿物粒子能附着于气泡，而有的则不能附着于气泡。
2）搅拌并造成大量气泡，借助于浮选机的充气搅拌作用，导致矿浆中空气弥散而形成大量气泡，或促使溶于矿浆中的空气形成微泡析出。
3）气泡的矿化，矿粒向气泡选择性地附着，这是浮选过程中最基本的行为。
4、矿化泡沫层的形成与刮出；矿化气泡由浮选槽下部上升到矿浆面形成矿化泡沫层，有用矿物富集到泡沫中，将其刮出而成为精矿（中矿）产品。
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硅酸盐矿物浮选原理
硅酸盐矿物浮选是一种常用的矿石分离和富集技术，其原理是利用矿物表面特性和浮选剂的作用，将矿石中的有用矿物粒子从杂质中分离出来。
硅酸盐矿物浮选过程通常包括矿石磨矿、药剂处理、气液分离和浓缩等步骤。
首先是矿石磨矿。
矿石经过破碎和磨细处理，将矿石的粒度逐渐降低，以便更好地与浮选剂接触和反应。
磨矿后的矿石成为磨矿浆，其中包含了硅酸盐矿石和杂质。
接下来是药剂处理。
浮选剂是硅酸盐矿物浮选中的关键因素，不同类型的硅酸盐矿物需要使用不同的浮选剂。
一般情况下，浮选剂包括收集剂、抑制剂和起泡剂。
收集剂能够吸附在有用矿物表面，使其与水相互作用减小，从而提高有用矿物颗粒与气泡附着的概率；抑制剂能够吸附在杂质表面，使其与水相互作用增加，从而减小杂质颗粒与气泡附着的概率；起泡剂能够在气液界面形成一层泡沫，使有用矿物粒子与气泡结合并上浮到液面。
在药剂处理过程中，先加入抑制剂，使杂质表面被抑制剂吸附，不与浮选液中的气泡结合。
然后加入收集剂，使硅酸盐矿物表面被收集剂吸附，与浮选液中的气泡结合。
这样，硅酸盐矿物和杂质就能够被分别改变表面性质，为后续的浮选过程做准备。
然后是气液分离。
药剂处理后的浮选浆液进入浮选槽，通过气体吹入的方式引入气泡。
由于收集剂的作用，硅酸盐矿物颗粒在气泡的作用下上浮到液面，形成浮选泡沫。
而杂质颗粒受到抑制剂的作用，不与气泡结合，依然下沉在底部。
这样，有用矿物和杂质就能够得到有效分离。
最后是浓缩。
经过气液分离后，得到的浮选泡沫中含有了较高浓度的硅酸盐矿物。
将泡沫收集起来，经过脱水、干燥等处理，将硅酸盐矿物从泡沫中分离出来，得到成品。
硅酸盐矿物浮选的原理主要是基于矿物表面的吸附性和润湿性差异，利用浮选剂的选择性吸附和润湿能力，调控有用矿物和杂质的表面性质，使它们在气液界面形成不同的亲水性和疏水性，从而实现有用矿物的浮选分离。
总之，硅酸盐矿物浮选是一种基于矿物表面性质和浮选剂作用的分离和富集技术。
通过磨矿、药剂处理、气液分离和浓缩等步骤，可以有效地将硅酸盐矿石中的有用矿物与杂质分离出来，达到矿石富集和提纯的目的。
这种浮选技术在矿物加工工业中有着广泛的应用。