流态化浮选技术概述
流态化基础知识和流型分类
流态化技术自20世纪初被发现以来， 经历了从实验室研究到工业应用的漫 长过程，现已广泛应用于化工、能源 、环保等领域。
颗粒床层特性与流动状态
颗粒床层特性
颗粒床层是由固体颗粒堆积而成，具 有多孔性、可压缩性和渗透性等特性 。
流动状态
颗粒床层在气体或液体作用下可表现 为固定床、流化床和输送床等不同的 流动状态。
影响因素
流体速度、固体颗粒性质（如粒径、密度、形状等）、床层高度、温度、压力等都会对床层流型产生影响。
03
颗粒性质对流型影响研究
颗粒形状、大小及分布规律探讨
颗粒形状对流型的影响
球形颗粒在流化床中易于形成均匀流化，而非球形颗粒（ 如片状、纤维状）可能导致流化不均匀或产生沟流现象。
颗粒大小对流型的影响
摩擦力对流型的影响
摩擦力使颗粒间相互摩擦产生热量和磨损， 影响床层的稳定性和流动行为。高摩擦力可 能导致床层内局部温度升高和颗粒磨损加剧 ，进而影响整体流型。
04
气体参数对流型影响研究
气体速度、压力变化规律探讨
气体速度对流型的影响
随着气体速度的增加，流型从固定床逐渐过渡到流化床，床层膨胀度增加，颗粒间的相 互作用力减弱，流型变得更加均匀。
物料循环和排放控制
根据生产需求控制物料的循环量和排放量；在操作过程中 密切关注物料循环和排放情况，及时调整相关参数以保持 稳定的物料平衡。
提高设备性能，降低能耗措施
设备结构优化
操作参数优化
通过改进设备结构，如采用高效分布板、 优化旋风分离器结构等，提高设备的流化 效率和分离效率，降低能耗。
通过调整操作参数，如气体速度、温度和 压力等，使设备在最佳状态下运行，提高 设备性能并降低能耗。
选矿---浮选
目前各行业尚无统一的标准评价浮选机性能，下 列指标采用较多，可作为评价的参考
1充气性能与浮选指标(精矿、尾矿质量和数量)
2处理能力(各种形式)；
3动力消耗(吨原矿计)； 4价格、安装、操作、维修费用及占地面积等。
故含有非极性基的离子称为疏水离子。疏水离子中能与
矿物发生作用的基团称为亲固基。捕收剂疏水能力的强 弱取决于疏水离子中烃基的结构和长度，而捕收剂与矿 物表面的固着强度和选择性则取决于亲固基的性质。
硅酸盐矿物浮选常用的捕收剂有： 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 水作用的烃基，因此属于异极性阳离子捕收剂。常用的阳离子
2引入空气，产生大小合适、数量足够、稳定性适宜的气泡
，使之分散在矿浆中，以一定的动能运动，并和药剂、矿粒碰 撞，产生选择性粘附，实现矿化； 3矿化气泡能升至液面，形成三相泡沫层，并产生二次富集 作用；泡沫精矿和尾矿能及时排出。
浮选各过程之 间的联系。 虚线方框表示 搅拌桶功能， 实线方框表示 浮选机功能。
捕收剂有十二烷基第一胺，在水溶液中解离为
其水溶液呈碱性，与酸作用生成盐。由于其难溶手水，在使用 时需配制成盐酸盐或醋酸盐溶液。式中的阳离子与矿物表面作用。 胺类捕收剂除具有捕收性能外，还有起泡性能。
起泡剂为了产生浮选
所必需的大量而稳定的气
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。 在其分子而言，与异极性 捕收剂十分相似。
行为。通过浮选药剂得到稳定的大量气泡也是浮选能够 高效进行的前提。
*根据药剂的用途分类 能选择性地作用于矿物表面并使其疏 (1)捕收剂 水的有机物质称为捕收剂。捕收剂作用于 矿物一水界面，通过提高矿物的疏水性， 使矿粒能更牢固地附着于气泡而上浮。 (2)起泡剂 为表面活性物质，主要富集在水一 气界面，促使空气在矿浆中弥散成小气 泡，防止气泡兼并，并提高气泡在矿化 和上浮过程中的稳定性，保证矿化气泡 上浮后形成泡沫层刮出。 用于调整其他药剂(主要是捕收剂)与矿 物表面的作用，调整矿浆的性质，提高浮选 过程选择性。
固体废物的物化处理
固体废物的物化处理是利用物理化学反应过程对固体废物进行处理的方法，常见的是浮选、溶剂浸出、稳定化/固定化处理等第一节 浮选一、 浮选原理浮选是在固体废物与水调制的料浆中，加入浮选药剂，并通过空气形成无数细小气泡,使欲选物质颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层,然后刮出回收；不浮的颗粒仍留在料浆内,通过适当处理后废弃. 二、浮选药剂：捕收剂、起泡剂、调整剂（1）捕收剂：主要作用是使欲浮的废物颗粒表面疏水，增加可浮性,使其易于向气泡附着。
异极性捕收剂：黄药类、脂肪酸类 常用的捕收剂非极性油类捕收剂：煤油、柴油等异极性捕收剂(heteropolar collector ）异极性捕收剂的分子由极性基（亲固基）和非极性基（疏水基）组成，如黄药（ROCSSNa ）和羧酸（RCOOH ）或羧酸盐(RCOONa ）等。
其捕收对象主要取决于极性基的选择性吸附。
非极性捕收剂(non —polar collector)不含极性基的有机烃类，如煤油、柴油等,对具有天然可浮性的物料具有增强作用。
（2）起泡剂：表面活性物质，主要作用在水—气界面上使其界面张力降低，促使空气在料浆中弥散，形成小气泡，防止气泡兼并,增大分选界面,提高气泡与颗粒的粘附和上浮过程中的稳定性，以保证气泡上浮形成泡沫层。
常用的起泡剂：松醇油、脂肪醇等.松醇油的主要成分为α-萜烯醇（C10H17OH ）结构式为：（3)调整剂：主要作用是调整捕收剂的作用及介质条件.三、浮选工艺 包括调浆、调药、调泡三个程序。
（1）调浆：浮选前料浆浓度的调节,它是浮选过程的一个重要作业。
一般，调整剂系列pH 调整剂 活化剂 抑制剂 絮凝剂 分散剂 典型代表酸、碱 金属阳离子、阴离子HS －、HSiO3－等 O2、SO2和淀粉、单宁等 腐植酸、 聚丙烯酰胺 水玻璃 磷酸盐浮选密度较大、粒度较粗的废物颗粒，往往用较浓的料浆;反之浮选密度较小的废物颗粒，可用较稀的料浆。
浮选技术现状与发展趋势
浮选技术现状与发展趋势浮选技术是一种矿石分离技术，通过一系列的物理和化学过程，将有用矿石与废石进行分离。
浮选技术在矿业中具有广泛的应用，特别是在金属矿物的提取中。
浮选技术的原理是利用气泡将有用矿物与废石分离。
首先，将矿石磨碎，并加入水和添加剂。
然后，通过搅拌使矿石悬浮在水中，并加入空气或其他气体，产生气泡。
有用矿物与气泡结合形成浮选泡沫，而废石则沉入底部。
最后，通过收集浮选泡沫中的有用矿物，完成分离过程。
浮选技术的发展经历了几个阶段。
最初的浮选技术主要集中在气泡的生成和控制，以及泡沫的收集和处理。
然而，随着矿石粒度的细化和矿石种类的增多，传统的浮选技术已经不能满足需求。
因此，研究人员开始探索新的浮选技术。
目前，浮选技术在以下几个方面取得了重要的进展。
首先，浮选药剂的研究和开发大大改善了浮选效果。
浮选药剂是通过调节矿石表面性质，使其与气泡有更好的接触而发挥作用的。
新的浮选药剂可以提高有用矿物的回收率和品位，同时降低废石损失。
其次，浮选设备的改进使得浮选过程更加高效。
传统的浮选设备通常采用机械搅拌的方式生成气泡，效率较低。
现在，一些新型浮选设备采用超声波或电磁激励技术，能够提高气泡的生成效率，并且降低能耗。
此外，自动化和智能化技术的应用进一步提高了浮选技术的水平。
通过传感器和控制系统，可以实时监测浮选过程中的参数，并自动调节操作参数，从而使浮选过程更稳定和可控。
最后，绿色浮选技术的发展也是当前的研究热点。
由于传统的浮选技术使用了大量的药剂和水，对环境造成了较大的影响。
因此，研究人员开始寻找更可持续和环保的浮选方法。
例如，一些新的浮选技术利用生物、超声波或电化学方法，减少了对环境的污染。
综上所述，浮选技术在矿业中具有重要的应用，并且正在不断发展。
未来，随着矿石资源的日益匮乏和环保要求的提高，浮选技术将继续向着更高效、智能化和绿色化的方向发展。
《固体流态化技术》课件
新型流态化技术的研发
随着科技的不断发展，新型流态化技术也不断涌现，如气固 流态化技术、液固流态化技术等，这些新型流态化技术具有 更高的效率和更好的应用前景。
新型流态化技术的研发需要不断探索和尝试，通过实验和模 拟等方式，不断优化和完善技术参数和工艺条件，提高技术 的应用效果和可靠性。
智能化与自动化的提升
进一步拓展。
技术局限
颗粒大小限制
固体流态化技术对固体颗粒的大小有 一定要求，过小的颗粒可能导致技术 效果不佳。
操作参数敏感
该技术的操作参数较为敏感，需要精 确控制以获得最佳效果。
高成本
固体流态化技术的设备成本较高，增 加了应用成本。
稳定性问题
在某些情况下，固体流态化技术的稳 定性有待提高。
技术挑战与前景
01
化工
用于反应、分离、混合等工艺过 程，如石油化工、化学反应工程 等。
02
03
能源
环保
用于煤炭、生物质等固体燃料的 燃烧、气化、热解等过程，提高 能源利用效率。
用于固体废弃物的处理、处置和 资源化利用，如城市垃圾焚烧、 工业废弃物处理等。
02
固体流态化技术的原 理
基本原理
固体流态化技术的基本原理是利用流 体对固体颗粒进行作用，使固体颗粒 呈现出流体的某些特性，从而实现固 体颗粒的流动和运输。
04
固体流态化技术的优 缺点
技术优势
高效性
固体流态化技术能够实现连续 、大规模的物质处理，提高了
生产效率。
节能环保
该技术能够降低能耗，减少环 境污染，符合绿色发展理念。
灵活性
固体流态化技术适用于多种不 同性质的固体颗粒，应用范围 广泛。
可扩展性
高浓度浮选技术的发展与应用
高浓度浮选技术的发展与应用姚明钊;李强;张跃军;史帅星【摘要】High concentration flotation can increase the collision probability between air bubbles and mineral grains,enhance the adhesion effects,and increase flotation speed,saving the cost of rea-gents and water consumption,but much high pulp concentration will affect dispersion of bubbles in solu-tion,deteriorate flotation environment.Influence of pulp density on flotation process was analyzed.Ap-plication of high concentration flotation technology was summarized.Development and application practice of high concentration flotation equipment such as flash flotation machine,hydraulic sorting machine,se-ries flotation column were mainly introduced.Strengthening the research on flotation mechanism and spe-cial equipment of high concentrationflotation,application of high concentration flotation technology on routine flotation process and fine mineral flotation will be the development direction of the technology.%高浓度浮选可增大气泡和矿物颗粒的碰撞概率，强化黏附，进而提高浮选速度、节约药剂成本和用水量，但浓度过大会影响气泡在矿浆中的分散，恶化浮选环境。
选矿机械第三章浮选设备(3).pptx
矿浆中最终的充气程度不仅取决于充气和分散程度，
还取决于已生成气泡的兼并和溶解。
气泡兼并使其直径变大、不稳定，从而导致气泡易
于破灭、数量减少、表面积减少。对矿化不利。
气泡溶解使气泡消失，但溶解后的气泡在降压时还
会以微泡的形式析出。
浮选过程中,主要是控制气泡的兼并。起泡剂可提高 气泡的稳定性，减缓兼并。气泡的生成与消失是两个相 反的过程，在浮选中能很快达到平衡。提高搅拌强度、 加入起泡剂可使平衡朝着生成气泡的方向进行。
3、调整剂——能调整矿物的表面性质、调整矿物与其它物质的作用、调 整矿浆性能的一类物质叫调整剂。如活化或抑制气泡与矿物的粘附， 调整矿浆的pH值等，它又可以分为：
1)抑制剂提高矿物表面的亲水性，消除捕收剂的作用； 2)活化剂能促使 捕收剂和矿物作用,从而提高矿物可浮性的药剂； 3）介质pH值调整剂 （pH regulators）—改变浮选介质的pH值，形成对某些矿物浮选有利， 而对另一些矿物浮选不利的介质性质； 4）凝聚剂（Flocculants）和分 散剂（dispersants）—调整矿浆中细泥的分散、团聚与絮凝。
（Flotation Equipment ）
第3讲 浮选设备
§3.1 浮游选煤概述 §3.2 浮选设备的基本作用 §3.3 浮选设备分类 §3.4 机械搅拌式浮选机 §3.5 喷射旋流浮选机 §3.6 浮选柱 §3.7 浮选机性能评定指标及影响因素 §3.8 浮选辅助设备 §3.9 浮选设备的操作及维护
按浮选药剂的作用分为三大类： 1、捕收剂—凡是能提 高矿物表面的疏水性，增强矿粒与气泡的附着强度的一 类物质叫捕收剂。其主要作用发生在固-液界面上。如： 煤油、轻柴油等； 2、起泡剂—凡是能促使空气在矿浆 中分散，产生有足够数量的、大小合适的、有一定稳定 性气泡的一类物质叫起泡剂。主要作用发生在气-液界 面上。如各种醇类、松油等。
浮选工艺技术培训课程(PPT50张)
13.怎样进行pH值调整剂的试验?
• pH值调整剂试验的目的是寻求最适宜的pH值 调整剂及其用量，使欲浮矿物具有良好的选择性 和可浮性。 • 对于多数矿石，借生产实际经验可确定其调整剂 种类和pH值。但pH值与矿石物质组成及浮选用水 的性质有关，故仍需进行pH值试验。试验时，在 最适宜的磨矿细度基础上，固定其他浮选条件不 变，只进行调整剂的种类和用量试验。将试验结 果绘制成曲线图，以品位、回收率为纵坐标，pH 调整剂用量为横坐标，根据曲线进行综合分析， 找出pH凋整剂的最佳用量。 • 由于药剂间的交互作用，有时其他药剂用量的变 化也会改变矿浆的pH值，在这种情况下，可以在 各种条件试验结束后，再进行校核试验，或将pH 值调整剂与对其有影响的药剂进行多因素组合试 验。
10.矿浆质量分数对浮选有何影响?
•
矿浆质量分数是浮选的一个重要工艺因素，对 浮选有十分重要的影响。矿浆质量分数的表示方法 一般有两种：①液固比，表示矿浆中液体与固体质 量(或体积)之比，这种表示方法在进行矿浆流程计 算时非常方便。②固体含量的百分数(%)，表示矿 浆中固体质量(或体积)所占的百分数，这种表示方 法在选矿实验及生产中应用较广泛。 矿浆质量分数对浮选的主要影响有以下几个方面： • (1)回收率。在一定范围内，当矿浆质量分数低时， 回收率较低；矿浆质量分数增加，回收率相应增加。 但矿浆质量分数不能过大，如过大，则浮选机难以 在矿浆中正常充气，反而使回收率降低。 (2)精矿品位。一般规律是在较稀的矿浆中浮选时， 精矿品位较高，而在较浓的矿浆中浮选时，精矿品 位降低。
•
(3)药剂用量。浮选药剂要在矿浆中保持一定的 质量分数才有良好的浮选效果。当矿浆较浓时，药剂质 量分数相应提高，即用较少的药剂就可达到要求的药剂 质量分数，每t矿石的药剂用量相应减少。反之，矿浆 较稀时，药剂用量增加。 • (4)粗粒浮选。矿浆质量分数增大，使矿浆密度增大， 浮力相应增加，这就增加了粗粒的悬浮能力及与气泡的 碰撞机会，有利于粗粒的浮选。 (5)细粒浮选。矿浆质量分数大时，矿浆黏度增加，细粒 矿物与细粒脉石互相黏结增加，使精矿品位下降。反之， 这种影响会减少。 • 一般的金属矿物浮选矿浆的质量分数为：粗选，25%～ 45%；精选，10%～20%；扫选，20%～40%。粗选的 最高矿浆质量分数可达50%～55%，精选时最低矿浆质 量分数为6%～8%。
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人认为泡沫浮选难于对 100μm 以上的粗颗粒矿物发挥作用，常规泡沫浮选针对硫化矿的适 宜粒度范围为 100～7μm[10-13]。1993 年，Schulze 在静态分选环境下，得出浮游粒度上限公 式[14,15]；
1
D
max
=
3 2
g
LG
sin
ωsin (ω
Dρ g
+
θ
)
（1.1）
式中
γLG—液/气界面张力（N∙m-1）；
流态化浮选技术概述
沈政昌 1,2，罗世瑶 1,2，杨义红 1,2，史帅星 1,2 （1.北京矿冶科技集团有限公司 矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京 100160； 2.北矿机电科技有限责任公司 北京市高效节能矿冶技术装备工程技术研究中心，北京 100160）
摘要：本文首先分析了粗颗粒矿物难以浮选的原因，主要介绍了流态化技术以及该技术 在粗颗粒选矿中的应用，同时总结了矿物分选领域流态化浮选设备，分析了该技术以及设备 的发展趋势和方向。
30%-40%，降低药剂的用量，同时降低脱水作业的难度。因此，有色金属矿分选领域流态化 浮选技术以及设备的研究具有现实意义。
1 粗颗粒概述
矿物适宜浮选粒度具有上、下限，最佳粒度范围之外的矿物，可浮性和选择性都会变差。
粗粒级矿物与常规粒级矿物具有不同的浮选特性，因质量大，惯性大，粗颗粒矿物易在强紊
流浮选环境中脱落，且粗颗粒矿物易于在浮选机空间区域内产生浓度差异，与常规粒级矿物
Technology，Beijing 100160，China； 2. BGRIMM Machinery and Automation Technology Co.，Ltd.，Beijing Engineering Research
Center on Efficient and Energy Conservation Equipment of Mineral Processing，Beijing 100160，China) Abstract: Firstly, this paper analyzes the reasons for poor recovery of coarse-grained minerals. Next, we mainly introduce the fluidization technology and its application in coarse-grain beneficiation. At the same time, we summarize the fluidized flotation equipment in mineral separation field. Lastly, the development trend of this technology and equipment are analyzed. Key words: coarse particle minerals；fluidization technology；fluidized flotation；fluidized flotation equipment
2008 年，Jameson 在 Schulze 工作的基础上推导出传统浮选机中能够回收的最大颗粒直径的 公式[17,18]：
1
γ 6/5 (1− cosθ ) 2
dp, max = 1.53
关键词：粗颗粒矿物；流态化技术；流态化浮选；流态化浮选设备
Application of fluidization technology in mineral
processing
Shen Zhengchang1,2，Luo Shiyao1,2，Yang Yihong1,2，Shi Shuaixing1,2 (1. BGRIMM Technology Group，State Key Laboratory of Mineral Processing Science and
浮选机均一悬浮的设计理念相违背。目前对粗颗粒矿物浮选行为的研究工作始于对适宜浮选
粒度的界定。
1.1 粗粒级矿物界定 早在 1932 年，Gaudin 等人提出粗细颗粒具有不同的浮选特性[8]。1983 年，卢寿慈依据 实验室和工业实践所取得的数据对矿物颗粒的粒度等级进行了划分[9]；1991 年，胡熙庚等
流态化浮选技术结合流态化技术与浮选技术的特点，流态化技术提供适宜粗颗粒分选稳 定的环境，浮选技术强化矿物颗粒按亲疏水性进行分选，两种技术的融合能够大幅度提升粒 度回收上限，使粗颗粒以及低解离度颗粒回收成为可能。且粗颗粒直接入选，提前抛出大部 分脉石矿物，大大降低了再磨作业功耗。流程配置的革新，相比传统的磨浮流程节省能耗
（1）矿物种类繁多，浮选流程配置不断更新，单一的粗颗粒专用浮选设备工艺适应性 差，性能有待提高。
（2）常规粗颗粒矿物浮选设备处理的粒度上限有限，低解离粗颗粒在常规粗颗粒浮选 设备的流体动力学环境中脱落概率高[3]。
北京矿冶研究总院研发的 CLF 和 CGF 浮选机在一定程度上解决了粗颗粒矿物难以回收的 问题，但对于粗颗粒矿物回收的能力仍不够，且对于粗大颗粒和低解离颗粒的回收能力更低 [4-7]。
θ—接触角（deg）； ∆ρ—矿粒与液体间密度差（kg∙m-3）； g—重力常数（9.81m∙s-2）；
ω=180°-1/2θ。
关于浮选最佳粒度范围，不同矿物种类间差异很大。粒度超过最佳范围的为粗粒，低于
最佳范围的为细粒。最佳可浮粒度范围受多个因素影响，如浮选工艺参数、矿物种类及浮选 设备型式等。锡石的最佳浮选粒度范围为 3～20μm，石英为 10～40μm，萤石为 50～150μm[16]。
伴随着我国经济社会的快速发展，对资源的需求量越来越大，矿产资源被大量开采，资 源呈现贫、细、杂的属性，这对选矿工艺与设备提出了更高的要求。以有色金属矿分选领域 为例，研究统计表明，磨矿电耗占选厂总电耗的 45～55%，提高矿物浮选粒度，可以大幅降 低磨矿功耗[1,2]。机械搅拌式浮选机作为最主要的浮选设备之一，应用于粗颗粒矿物选别具 有很大局限性，主要面临两大现实问题：