浮選培訓課件

浮選概論《選煤生產(chǎn)基礎(chǔ)理論培訓》浮選是微細粒礦物分選的主要方法：占礦物分選的80%左右，在煉焦用煤和無煙煤的分選中約占20%左右并呈上升趨勢。*、地位重要、應(yīng)用廣泛、不斷拓展*、過程復雜、影響多元、變化多端*、設(shè)備多樣、流程簡單、工藝復雜經(jīng)驗積累是關(guān)鍵，專注摸索實踐；基本原理是依據(jù)，萬變不離其蹤。浮選運行：選廠最具挑戰(zhàn)的作業(yè)！第一節(jié)、界面分選基本原理固相、液相、氣相三相接觸時，液相在固相表面鋪展、排斥氣相、占據(jù)固相表面的現(xiàn)象稱為潤濕（或浸潤）現(xiàn)象；液相在顆粒表面收縮成球、氣體占據(jù)固相表面的現(xiàn)象稱為不浸潤現(xiàn)象。

液相為水時，習慣稱親水或疏水現(xiàn)象。氣相固相固相物質(zhì)的聚集形態(tài)，常見氣、液、固三相（態(tài)）；一定條件可轉(zhuǎn)化；決定于分子（原子）之間的作用力或運動強弱。一、相或態(tài)二、潤濕（浸潤）現(xiàn)象

疏水礦物表面分子極性弱（如煤中有機質(zhì)），與水分子的作用力弱，生成的水化層薄而散；當氣泡與其碰撞時很易排開水化層并與其發(fā)生粘附。

親水礦物表面分子極性強（如煤中的礦物雜質(zhì)），與水分子的作用力強，生成的水化層厚而密，當氣泡與其碰撞時很難排開水化層并與其發(fā)生粘附。四、親水表面（顆粒）與疏水表面（顆粒）1、親水表面：容易被水潤濕的表面（如矸石表面）；2、疏水表面：不易被水潤濕的表面（如煤顆粒表面）。如何定量評價？3、親水性顆粒：親水表面所占比例大的顆粒（可浮性差）。4、疏水性顆粒：疏水表面所占比例大的顆粒（可浮性好）。*、疏水性（礦物）顆粒：表面不易被水潤濕，接觸角大，親氣，可浮性好。*、親水性（礦物）顆粒：表面容易被水潤濕，接觸角小，疏氣，可浮性差。親水性差在水中，當氣泡附著固體表面并達到三相平衡后，氣液界面與固液界面的夾角。五、潤濕接觸角自然界礦物的接觸角很少有超過90度的。

1、表層浮選

根據(jù)礦物顆粒濕潤性的差異，把磨細的礦粉撒于水面，疏水性的礦物漂在水面上作為精礦；親水性的浸沒在水中即為尾礦。（磨細成本高、拋勻難度大、處理量太小）2、多油浮選

利用目的礦物和非目的礦物顆粒的親水性和親油性不同，加大油的量與礦漿攪拌，然后將粘附于油層中的礦物刮出（油耗量大、成本高）。在懸浮液（一般由水和微細顆粒組成）中，借助（礦物）顆粒表面潤濕性差異實現(xiàn)物料分選的過程。六、界面分選氣相固相固相第二節(jié)、泡沫浮選1.破磨解離——使有用礦物與其它礦物或脈石礦物充分解離。大塊礦粉一、主要作業(yè)3.浮選分離——給礦漿充氣、產(chǎn)生氣泡,疏水的顆粒粘附到氣泡上（礦化氣泡或氣絮團），在浮力作用下被帶到表面形成泡末層,親水的顆粒則留在礦漿中,實現(xiàn)分離。4.產(chǎn)品處理——浮選后的泡沫產(chǎn)品和尾礦脫水。正浮選？反浮選？二、氣泡礦化（1）大泡形成的礦化氣泡：大氣泡的上浮運動快，在重力作用的影響下，只有少量細煤泥聚集于大氣泡的尾部。在大泡表面（水膜）也可能粘附高灰分的泥質(zhì)。（2）群泡形成的礦化氣泡：許多微泡粘附在大粒度的煤粒上，使其上浮，對粗粒浮選有利。（3）氣絮團形成的礦化氣泡：許多煤粒與許多氣泡相互粘附，形成了煤粒、氣泡、小油滴的集合體，即氣絮團，達到了最大程度的礦化。1、氣泡礦化：礦粒有選擇性地附著在氣泡上的現(xiàn)象。1）、疏水顆粒與氣泡的碰撞附著湍流強度大、煤漿濃度高和氣泡數(shù)目多，顆粒和氣泡的碰撞概率提高。影響因素：流動狀態(tài)、氣泡和顆粒的大小以及二者的相對運動軌跡等。

*、粗粒與氣泡附著有碰撞、水化層減薄、水化層破裂和接觸周邊展開四個階段。

*、微細顆粒與氣泡的附著方式有兩種情況：一是水化層破裂，形成三相接觸周邊；二是水化層不破裂，只要煤粒與氣泡之間距離小到一定程度，在一些復雜因素影響下，也可以相互粘附。2、氣泡礦化機理（1）顆粒上一旦有微泡析出，微泡與一般尺寸氣泡的粘附速度要比煤粒直接與一般氣泡粘附的速度快得多。（2）微泡在疏水性良好的煤粒表面析出，提高了顆粒與氣泡粘附的牢固性。（3）大量微泡有選擇性地在粗粒表面生成，增加了它們的上浮能力，有利于改善粗顆粒浮選。（4）微細粒質(zhì)量?。磻T性力小），不易克服其與氣泡粘附時所受的阻力，但微泡可以直接在疏水性較好的微細粒表面析出。2）、析出微泡與顆粒的附著微泡有利于礦化3、浮選過程概率描述第1階段：顆粒與氣泡碰撞第2階段：顆粒與氣泡附著第3階段：礦化氣泡升浮第4階段：泡沫層形成碰撞概率：與氣泡和顆粒的大小、數(shù)量及水流狀態(tài)有關(guān)；附著概率：與顆粒疏水程度、碰撞速度、碰撞角度等有關(guān)；不脫落概率：與氣泡和顆粒附著的牢固程度相關(guān)，受附著面積、氣泡的提升力、礦漿流態(tài)等因素影響；穩(wěn)定性概率：主要受氣泡壽命及氣泡與顆粒粘附牢固程度影響。三相泡沫形成過程中會夾帶部分親水的顆粒（選煤中一般稱高灰細泥）。

親水礦粒與氣泡附著不牢，在氣泡兼并、破滅、重組過程中易脫落，隨氣泡間的下降水流返回礦漿，提高了選擇性。2）泡沫層二次富集作用控制和保持一定厚度的泡沫層有利提高泡沫精礦質(zhì)量。親水顆粒疏水顆粒1、捕收劑能提高顆粒表面的疏水性，增強其與氣泡附著強度的物質(zhì)。①捕收非極性礦物用的多用烴類油——煤油、輕柴油等；

②捕收硫化礦物用黃藥、黑藥等；

③捕收氧化礦物用常用胺類、脂肪酸陽離子化合物等。天然可浮性礦物的浮選一般用非極性烴類油作捕收劑。煤的浮選主要用這類捕收劑。煤油、輕柴油和改性煤油等占煤泥浮選捕收劑耗量的80%-90%。烴類油不溶于水、乳化有利浮選、降低藥耗！三、浮選藥劑②矸石顆粒絕大部分表面是極性表面，對油分子的吸引力小，親水性強，表面形成水化膜，非極性烴類油不易在矸石表面吸附［見圖a）］，擴大了煤粒與矸石表面潤濕性的差異，利于分選。③如果在煤粒表面夾雜極性的礦物雜質(zhì)或局部被氧化，則能形成不連續(xù)的油膜［見圖b）］，改善可浮性。作為浮選的載體，氣泡數(shù)量要足夠多，以形成足夠的氣-水界面；氣泡穩(wěn)定性好，不易破裂；氣泡大小合適，有一定的升浮力。2、起泡劑添加起泡劑能將氣流分散成大量直徑合適，并具有一定穩(wěn)定性的小氣泡。起泡劑是雜極性分子，其極性基親水，與水分子強烈地互相吸引，所以朝向水層，而非極性基處于空氣中或氣泡內(nèi)，在氣液界面上實現(xiàn)單分子層的定向吸附和排列.3、減緩氣泡兼并4、增加氣泡的彈性水化層起到阻礙作用，并且，起泡劑的極性基同性電的相互排斥，也減緩了氣泡的兼并。氣液界面吸附起泡劑后，增強了反抗變形的能力。如果外力引起的氣泡變形不很大時，氣泡不致破裂，相當于增加了氣泡的彈性。5、延長氣泡在煤漿中停留時間（1）在起泡劑作用下，氣泡呈球狀不易變形，而球狀物在水中的運動阻力大。（2）由于起泡劑的作用，充入浮選機的空氣分散成許多小直徑的氣泡。小氣泡的升浮速度要比大氣泡慢得多。延長了氣泡在礦漿中的停留時間，使得礦粒與氣泡接觸碰撞的概率增大，促使礦化，有利分選。常用起泡劑（3）人工合成起泡劑：醚醇類：甲基醚醇、乙基醚醇、丁基醚醇等。醚類：如4號油（主要成分為1，1，3-三乙氧基丁烷，又稱丁醚油）；MIBC等。

（1）天然起泡劑：如松油、樟腦油、桉葉油等。

（2）工業(yè)副產(chǎn)品：選煤多用雜醇（200-300g/t）；仲辛醇（100g/t左右）；混合醇（用量100-150g/t）等。（3）pH值調(diào)整劑——改變浮選礦漿的pH值，形成對某些礦物浮選有利，而對另一些礦物浮選不利的介質(zhì)性質(zhì)。如利用其調(diào)整礦漿的離子組成、改變礦漿的pH值、調(diào)整可溶性鹽的濃度等。一般用無機酸、堿類。（4）凝聚劑與分散劑——調(diào)整礦漿中細泥的分散、團聚與絮凝。如加入水玻璃等分散劑使高嶺土分散。

浮選藥劑的作用和分類不是絕對的，某些藥劑在這種條件下屬于此類；而在另一條件下可能屬于另一類。負壓吸、正壓鼓壓、溶氣減壓析出、化學反映等；充氣量大且易調(diào)節(jié)。。。粉碎切割空氣、產(chǎn)生氣泡（機械攪拌浮選機）；保持礦粒懸??；促使藥劑乳化、分散；保證槽內(nèi)礦漿濃度均勻;礦粒和氣泡在浮選機中的分布均勻;提供碰撞的能量，促使藥劑和礦粒、礦粒和氣泡的接觸幾率提高。1）、充氣作用2）、攪拌作用1、基本要求四、浮選設(shè)備通過量、充氣量液面高低泡沫層厚度刮泡速度等4）、調(diào)節(jié)作用進料、刮泡、排料要連續(xù)5）、連續(xù)工作槽內(nèi)礦漿循環(huán)量要足夠大（太大影響處理量），以增加礦粒與氣泡的接觸機會3）、循環(huán)作用6）、機械要求結(jié)構(gòu)簡單、維修方便能耗低、壽命長7）、分室加藥①機械攪拌：葉輪區(qū)形成負壓吸入空氣,并將空氣粉碎形成氣泡。1）氣泡的生成方法②通過多孔介質(zhì)的細小孔眼形成氣泡。③氣體從礦漿中析出形成微泡。隨著壓力的下降，溶解在礦漿中的氣體會自動析出，并首先在疏水的礦物表面析出，形成活性微泡。汽水瓶、啤酒瓶開蓋？包括兩個過程:①氣泡的生成；（量、質(zhì)兼顧）②氣泡的兼并和溶解（適度控制）。2、浮選設(shè)備的充氣氣泡兼并使其直徑變大、不穩(wěn)定，導致氣泡易于破滅、數(shù)量減少、表面積減少。對礦化不利。

氣泡溶解使氣泡消失，但溶解后的氣泡在降壓時還會以微泡的形式析出。2）氣泡的兼并和溶解

浮選過程中,主要是控制氣泡的兼并。起泡劑可提高氣泡的穩(wěn)定性，減緩兼并。但不能過于穩(wěn)定，否則影響后續(xù)脫水作業(yè)（冒槽、黏度大、泵送效果、氣蝕、脫水、。。。）3、浮選設(shè)備分類4、機械攪拌式浮選機1）、自吸式浮選機例：XJM-4機械攪拌式浮選機（1）由箱體(浮選槽)，中礦箱、尾礦箱組成。（2）XJM-4型浮選機攪拌機構(gòu)*、固定部分由傘形定子、套筒、一對進氣管、軸承座組成。*、轉(zhuǎn)動部分由傘形葉輪、空心軸和三角皮帶輪組成。⑤形成W形流動形式,氣泡不斷礦化,并穩(wěn)定升浮到液面形成泡沫層;⑥然后由刮泡機構(gòu)刮出,進入到精礦槽。（3）XJM-4型浮選機工作原理①葉輪高速旋轉(zhuǎn)使礦漿甩出,形成負壓；②來自套筒的空氣和循環(huán)孔吸入的礦漿在葉輪上部空間混合；③從葉輪底部中心吸入的新鮮礦漿與空心軸吸入的空氣互相混合；④然后在離心力作用下甩出。新鮮礦漿、循環(huán)礦漿、多股空氣流及藥劑交叉相遇并混合。2、XJX機械攪拌浮選機（1）葉輪形式:

雙偏擺葉輪,旋轉(zhuǎn)時,葉輪圓盤與上下蓋板和葉片之間的空間隨時變化,甩出的礦漿產(chǎn)生的攪拌力也是交替變化的。攪拌力更強,可用較低的葉輪轉(zhuǎn)速，壓力交替利于微泡產(chǎn)生。（2）加藥方式:

采用了新型氣溶膠加藥方式。每個槽均設(shè)有加藥漏斗,分段加藥，提高了藥劑的分散度。

與XJM型最大不同是葉輪的形式、給料方式和加藥方式。（3）給料方式

采用直流式,每個槽體側(cè)壁上開有矩形直流通道,供礦漿流過。與XJM型比較省去了中礦箱,減少了葉輪吸漿負擔過重和通過量受限的問題,節(jié)能、利于大型化。3、噴射式浮選機噴射浮選機特點：1、微泡量大。循環(huán)泵加壓礦漿增加了空氣的溶解度；礦漿高速噴出，壓力急降，空氣在礦漿中過飽和，便以大量微泡形式析出。2、充氣裝置具有噴射式乳化作用，利于提高藥效,降低藥耗。3、充氣礦漿碰到槽底再折向浮選機液面,呈W型運動,與直流的礦漿相遇,增加礦粒與氣泡的接觸幾率。4、礦漿循環(huán)量大，使物料受到多次反復分選，改善分選效果。5、直流式礦漿通過,處理能力大。1)礦漿準備器與攪拌桶相比省電、省藥劑、體積小等優(yōu)點。礦漿通過分散槽被分割成若干個股流落下，以便霧化了的浮選藥劑與擴大了表面積的礦漿流充分接觸。浮選藥劑噴射到霧化機構(gòu)的圓盤面底部中央，因盤面高速旋轉(zhuǎn)具有一定負壓，加上離心力，吸附在盤面上的藥劑薄膜從盤心向外擴散，并通過盤面齒尖切割，以最大速度射入空氣中。藥劑被粉碎成微細的液珠漂浮在空氣中，被擴大了表面積的礦漿流帶走。*、霧化盤加藥*、礦漿流動五、浮選輔助設(shè)施

礦漿由進料口1，稀釋水由進水口2進入桶體3，通過錐形混流管4，使稀釋水和煤泥水同時進入混合器5，空氣由進氣管7吸入，藥劑由加藥管6加入，在混合器中液、固、氣得到充分攪拌、接觸、預(yù)礦化，然后甩出混合器進入桶體槽內(nèi)。預(yù)礦化的礦漿經(jīng)桶體上部的溢流口流入排料箱8，然后再通過管道進入浮選機。2)礦漿預(yù)處理器礦漿預(yù)處理器礦漿準備器第三節(jié)浮選工藝浮選過程影響因素：原料性質(zhì)；2.礦漿特征；3.藥劑制度；4.浮選設(shè)備；5.工藝流程。一、原料性質(zhì)1、煤的表面性質(zhì)①煤化程度通常，從長焰煤開始，隨著煤化程度的增加，煤的天然可浮性增大；中等變質(zhì)程度的煤（肥煤、焦煤、瘦煤）有最好的可浮性；而后又降低（無煙煤）。不同煤巖成分的可浮性不同：鏡煤>亮煤>暗煤>絲炭。煤的抗氧化能力隨變質(zhì)程度的提高而增加。各個煤巖成分的抗氧化性按下列次序遞增：鏡煤→亮煤→暗煤→絲炭；

經(jīng)過氧化的煤,其結(jié)構(gòu)中氧元素的百分含量提高,發(fā)熱量下降?？筛⌒宰儾睿、诿簬r成分③氧化程度

通常，煤泥的密度越小，灰分越低，可浮性越好。所以，我國傳統(tǒng)上根據(jù)煤泥的小浮沉試驗結(jié)果判斷煤泥的可浮性和浮選效果。2、煤的密度影響對氧化程度嚴重的煤會出現(xiàn)大偏差！小浮沉精煤產(chǎn)率大，浮選精煤產(chǎn)率不一定大！小浮選、分步釋放試驗更具指導意義！及時掌握煤源（或采區(qū)）變化、預(yù)測煤質(zhì)變化、科學應(yīng)對變化很必要、很重要！3、煤的粒度影響煤泥浮選的粒度組成一般是<0.5mm粒級，其中：0.3～0.5mm為粗粒；0.3～0.1mm為中粒；<0.1mm為細粒。浮選粗粒煤泥時，從0.5mm起，可浮性隨著粒度的增加而降低，大于1mm的煤泥基本損失在尾礦中，造成精煤產(chǎn)率低，尾礦灰分低。生產(chǎn)中，浮選入料應(yīng)嚴格控制在0.5mm以下。浮選跑粗要嚴把！大于浮選粒度上限的顆粒進入浮選從尾煤中損失的現(xiàn)象！跑粗即跑煤、把關(guān)是關(guān)鍵?。ˋ）不同的粒度質(zhì)量不同一般粒度由大到小，灰分逐漸增加，即常說的泥化現(xiàn)象。（B）不同粒級的浮選行為不同：

a、中等顆粒有最好的可浮性和較高的浮選速度。

b、粗粒由于粒度和質(zhì)量大,浮選速度慢，

c、細粒質(zhì)量小、浮選速度快，但選擇性差。黏土礦物含量高時，要采用加調(diào)整劑（如硅酸鈉，即水玻璃、磷酸鈉、醇類等）將其分散、沉淀。4、雜質(zhì)的表面性質(zhì)煤泥浮選中最討厭的礦物雜質(zhì)主要是硫化礦物和黏土礦物，其它像石英等礦物雜質(zhì)，由于其表面性質(zhì)與煤差異大、易分開。

細泥含量高時，應(yīng)采用低濃度、強化二次富集作用。二、礦漿濃度對于煤來說，重量濃度10%，克/升濃度為100克/升左右比較合適。適宜的固體濃度還要依靠合適的藥劑制度配合。原則:*易選高濃度、難選低濃度；*、在保證質(zhì)量的前提下，可盡量提高礦漿濃度與選擇性密切相關(guān)三、藥劑制度1、用量

藥劑用量要根據(jù)其性能和煤的變質(zhì)程度由實驗確定合適用量和配比，根據(jù)經(jīng)驗適度調(diào)整。藥劑殘余：影響后續(xù)的精礦和尾礦處理！應(yīng)避免！2、地點和方式

一般多點比一點加藥精煤的回收率高(粗粒)、選擇性好(細粒)。易浮煤一點加藥;難浮煤或活性較高的藥劑多點加藥,將60%～70%的藥劑加到調(diào)漿裝置中,其余加到浮選機。四、充氣和攪拌1、充氣：合適的氣泡含量約30%(按體積)。入料濃度大,粗顆粒多,充氣量需大些：>30%。一般,單位充氣量在1m3/(m2?min)左右較合適。2、攪拌：攪拌促使顆粒在礦漿中分散、懸浮；使氣體在礦漿中溶解并析出。原則:在保證充氣量的前提下,不要過分攪拌。

機械攪拌式浮選機：轉(zhuǎn)速太低，則攪拌不夠，藥劑的乳化和分散不夠，氣泡和顆粒接觸不充分；速度增加，攪拌強度就大，顆粒與氣泡的接觸機率加大，但又會使顆粒的脫落力加大，尤其是高質(zhì)量的粗顆粒。親水顆粒疏水顆粒五、煤泥浮選流程按入料：直接、濃縮、半直接按粒度：分級浮選按結(jié)構(gòu)：精選型（二次浮選）、掃選型（多室浮選）特點:①入料濃度高,要加補充水；②細泥含量高時,在濃縮機中不易沉淀,細泥在溢流中循環(huán)積聚。1、濃縮浮選流程特點：①尾煤經(jīng)徹底澄清后返回作循環(huán)水使用,濃度0.5g/L左右,大大提高各作業(yè)效果;②取消入料濃縮機,簡化工藝、降低費用、便于管理。③入浮濃度低,有些廠<40g/L,生產(chǎn)中要嚴格控制清水的添加量。浮選量大、設(shè)備多。2、直接浮選流程3、精選型二次浮選流程路洗廠浮選煤泥來源：脫泥篩下水，精煤磁選尾礦，應(yīng)控制跑粗。適用對象：總體易浮但中間產(chǎn)物含量大、單段分選選擇性差、精礦質(zhì)量不易控制的煤泥。密度級g/cm^3產(chǎn)率%灰分%累積產(chǎn)率%累積灰分%-1.38.353.018.353.011.3～1.442.328.0950.677.251.4～1.525.1524.8175.8213.081.5～1.62.3526.9578.1713.491.6～1.85.3350.6883.5015.87+1.816.573.36100.0025.35合計100.0025.351）精煤灰分10.0%時，理論分選密度約1.45kg/L、產(chǎn)率約65%；（極難選）2）1.4~1.5kg/L灰分高、含量大、影響大，一般具有較好可浮性,浮選有難度：（1）路天礦井煤泥密度分布（實驗室數(shù)據(jù)）3）提高1.4~1.5kg/L的高灰物料的浮選選擇性是關(guān)鍵；4）單段兩產(chǎn)品直接浮選行高效率分選、獲得高質(zhì)量浮選精煤的難度很大。產(chǎn)品質(zhì)量/g產(chǎn)率/%灰分/%累計產(chǎn)率/%累計灰分/%J54.236.718.1336.718.13W523.716.0313.4952.759.76W420.413.8119.2266.5511.72W315.710.6428.9377.1914.10W211.98.0847.9185.2717.30W121.814.7375.27100.0025.84合計147.7100.0025.80（2）路天礦井煤泥分步釋放浮選（實驗室數(shù)據(jù)）1）中等可浮性的中間產(chǎn)物（W4+W3）含量大，其中W4的產(chǎn)率13.81%、灰分近20%。（這部分煤泥在浮選過程最容易形成錯配物，降低浮選過程的選擇性、影響分選效果和效率。）2）精選4次后才可得到灰分9.76%的精煤，精煤產(chǎn)率為52.75%。分步釋放曲線圖3）實際浮選工藝與浮選操作的重點和難點：提高中間產(chǎn)物的分選選擇性、合理控制其去向。4）通過單段兩產(chǎn)品直接浮選流程進行高效率分選、獲得高質(zhì)量浮選精煤的難度很大。（3）浮選入料分步釋放試驗（現(xiàn)場試驗）試驗條件由條件優(yōu)化試驗確定，具體為：煤泥濃度80g/L、正十二烷800g/t、仲辛醇120g/t、充氣量0.25m3/m2·min。產(chǎn)品產(chǎn)率/%灰分/%精煤累計尾煤累計產(chǎn)率/%灰分/%產(chǎn)率/%灰分/%J43.0910.4643.0910.4610025.46W514.2717.4657.3612.2056.9136.82W413.0823.3470.4314.4642.6443.29W311.7635.1682.2017.4229..2751.68W24.7455.6886.9419.5017..8062.59W113.0665.1010025.4613.0665.10合計10025.46

由分步釋放試驗圖可以看出，當精煤灰分12%時，尾煤灰分約為42%；當尾煤灰分值為45%，精煤灰分約為12.8%。（4）浮選入料小篩分（現(xiàn)場試驗）粒度級/mm質(zhì)量/g產(chǎn)率/%灰分/%篩上累計產(chǎn)率/%灰分/%0.5~0.2542.2521.5423.6421.5423.640.25~0.12555.5628.3326.5449.8725.290.125~0.07443.1422.0024.4471.8725.030.074~0.04525.6613.0827.2284.9525.37-0.04529.5115.0528.82100.0025.89小計196.12100.0025.89煤泥灰分隨著粒度級的減小呈升高趨勢：0.5～0.25mm粒度級