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。加强浮选药剂的研究，研制开发性能良的浮选药剂，是获得好浮选分离效果，提高经济和社会效益的重要前提。

二.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

三.常见的浮选法

常规泡沫浮选是最常用的浮选方法，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。

四.浮选过程

浮选过程一般较为复杂，比如铁矿的浮选：铁矿浮选主要分有两种流程：一是阳离子捕收剂反浮脉石；二是阴离子捕收剂正浮铁矿。从铁矿本身的性质来说，反浮选应比正浮选有优势，因为反浮选工艺捕收的对象是脉石，而正浮选工艺捕收的对象是铁矿物。铁矿物的密度在5．0 kg／L左右，铁矿物的密度远大于脉石的密度。浮选作业矿浆密度在1～2 kg／L之间。因此，脉石在浮选作业矿浆中，有效重力将远远低于铁矿物在浮选作业矿浆中的有效重力，造成浮选过程效率低下。药剂用量也不同。要使矿物浮选，一般不需要药剂在矿物表面完全覆盖。用胺对一7O m石英(脱泥后)进行反浮选，胺的覆盖率6 9／6～7 9／6即可实现反浮选；而用羧酸浮选铁矿物，羧酸的覆盖率必须达到15以上，方可实现铁矿物浮选。这是反浮选工艺捕收剂用量少、分选效果好的一个重要原因。再者，正浮选虽然具有抛尾矿品位低的特点，但是由于捕收剂选择性的局限，铁精矿品位难以提高到大于65 ，致使正浮选精矿品位难以提高，该法只适用于易选矿石。正是由于铁矿本身性质的限制，使得正浮选应用较少，长期以来阳离子反浮选流程成为应用最广泛的方法。

五.结语

我国矿资源丰富，但随着开采的深入，易选富矿越来越少，取而代之的是难选贫矿越来越多。对于难选贫矿来说，仅靠传统的磁选工艺难以达到冶炼的要求，于是浮选在选矿中所占的地位越来越重要。浮选之所以能被广泛应用于矿物加工，重要的原因在于它能通过浮选药剂灵活有效的控制浮选过程，成功的将矿物按人们的要求加以分开，使资源得到综合利用。浮选成功的关键，很大一部分取决于浮选药剂的正确选择。国内铁矿浮选药剂的开发研制，在国际上处于领先水平，浮选药剂更新换代速度很快，其中长沙矿冶院马鞍山矿冶院在铁矿浮选药剂研制方面做了很多的工作，多种新型高效浮选药剂已经成功的在工业上应用。但铁矿浮选药剂的研制开发，仍然存在一些不足之处，今后的研究应当以改善阴离子捕收剂的选择性和开发高效的阳离子捕收剂为主导方向。

参考文献

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