選礦培訓(xùn)-浮選理論

浮選

選礦培訓(xùn)教材

第二章浮選理論本章重點：礦粒為什么能選擇性的向氣泡附著？在什么條件下發(fā)生附著？

第一節(jié)浮選理論之一

------潤濕理論

潤濕是自然界常見的現(xiàn)象。任意兩種流體與固體接觸，所發(fā)生的附著、展開或浸沒現(xiàn)象（廣義的說）稱為潤濕過程。其結(jié)果是一種流體被另一種流體從固體表面部分或全部被排擠或取代，這是一種物理過程，且是可逆的。如浮選過程就是調(diào)節(jié)礦物表面上一種流體(如水)被另一種流體取代(如空氣或油)的過程(即潤濕過程)。

判斷礦物表面潤濕性的大小,常用接觸角表示，接觸角的大小隨著疏水程度的增大而增加，顆粒疏水性越高，越容易被穩(wěn)定氣泡吸附。接觸角是反映礦物表面親水性與疏水性強弱程度的一個物理量。成為衡量潤濕程度的尺度，它既能反映礦物的表面性質(zhì),又可作為評定礦物可浮性的一種指標。接觸角的大小與固-氣(γSA),固-液(γSW)以及液-氣(γWA)界面的表面張力有關(guān)，平衡狀態(tài)時如右圖所示。接觸角的定義當(dāng)氣泡在礦物表面附著（或水滴附著于礦物表面）時，一般認為其接觸角處為三相接觸，并將這條接觸線稱為“潤濕周邊”，在接觸過程中，潤濕周邊可以是移動的，或者變大，或者縮小，當(dāng)變化停止時，表明該周邊上的三相界面的自由能（以界面張力表示）已達到平衡，此時在潤濕周邊上任一點處，自液－氣界面經(jīng)過液體內(nèi)部到固液界面的夾角叫“平衡接觸角”（簡稱接觸角），用θ表示。γSAAirθSolidγWAγSW

表1部分礦物的接觸角礦物名稱θ0礦物名稱θ0硫78黃鐵礦30滑石64重晶石30輝鉬礦60方解石20方鉛礦47石灰石0～10閃鋅礦46石英0～4螢石41云母～0由表可以看出,大部分礦物是親水的。礦物表面鍵性與潤濕性關(guān)系

經(jīng)破碎解離出來的礦物表面，由于晶格受到破壞，表面有剩余的不飽和鍵能，因此，具有一定的“表面能”。這種表面能對礦物與水、溶液中的離子和分子、浮選藥劑及氣體等的作用起決定性影響。礦物表面未飽和鍵決定于：第一晶體內(nèi)部的鍵性；第二、斷裂規(guī)律。晶體內(nèi)部的鍵性1、晶體內(nèi)部的鍵性：礦物內(nèi)部結(jié)構(gòu)按鍵能可分為四大類：（１）離子鍵或離子晶格：如ＣａＦ２、ＣａＣＯ３、ＰｂＣＯ３ＰｂＳＯ４、ＣａＷＯ４、ＣｕＣＯ３．Ｃu(OH)２、ＺnS、ＺｒＳｉＯ４、ＮａＣｌ.（２）共價鍵或共價晶格：如金剛石、ＳiＯ２、ＴiＯ２ＳnＯ２

斷裂規(guī)律

a．與內(nèi)部一致b．沿弱鍵斷裂（鍵長愈長，鍵性愈弱）如：石墨的層與層之間距離為3.39Ａ0，而層內(nèi)碳原子間距離僅為1.42Ａ0，所以易于沿層片斷裂。作業(yè)思考題如何評價和確定礦物表面的潤濕性差異？試畫出水滴附著于礦物表面時，礦粒與氣泡的接觸角平衡示意圖。并指出若水在空氣中的表面張力越小，固體的潤濕性怎么樣？簡述礦物表面鍵性與潤濕性的關(guān)系

第二節(jié)浮選理論之二

-----雙電層理論一、雙電層結(jié)構(gòu)及電位在浮選中，礦物-水溶液界面雙電層可用斯特恩（Stern）雙電層模型表示。1、結(jié)構(gòu)定位離子：在兩相間可以自由移動，并決定礦物表面電荷（或電位）的離子。定位離子在礦物表面的荷電層，稱為“定位離子層”或“雙電層內(nèi)層”。一般認為，對于氧化礦、硅酸鹽礦物定位離子是H+和OH-，對于離子型礦物、硫化礦礦物定位離子就是組成礦物晶格的同名離子。。本體溶液雙電層表面電位緊密層擴散層電位—距離曲線固液界面圖：雙電層模型剪切面ξ電位（離開顆粒表面的距離）圖中緊密層（或稱Stern層）：礦表到緊密層離子的中心線，因此緊密面離礦物表面的距離等于水化配衡離子的有效半徑（δ）。圖中擴散層（或稱Gouy層），兩層的分界面為緊密面。當(dāng)?shù)V物-溶液在外力下作相對運動時，緊密層中的配衡離子因牢固吸附會隨礦物一起移動，而擴散層將沿位于緊密面稍外一點的“滑移面”移動。2、電位⑴表面電位（ψ0）：即礦物表面與溶液之間的電位差。其大小取決于吸附在礦表上的定位離子濃度及荷電數(shù)。對于導(dǎo)體和半導(dǎo)體，可將礦物做成電極測出ψ0對于非導(dǎo)體可用能斯特公式求出：ψ0=其中：、----為溶液中正、負離子的活度，濃度稀時可用濃度代替。

----為ψ0=0時正、負離子的活度，濃度稀時可用濃度代替。⑵斯特恩電位（ψδ）：緊密面與溶液之間的電位差。⑶動電位（ξ）：是指當(dāng)?shù)V物-溶液在外力下作相對運動時，滑移面上的電位。也稱“電動電位”、“ξ-電位”。3、零電點與等電點（1）零電點（PZC）：是指當(dāng)ψ0為零（或表面凈電荷為零）時，溶液中定位離子活度的負對數(shù)。（2）等電點(IEP)：是指當(dāng)沒有特性吸附時，ξ電位等于零時，溶液中定位離子活度的負對數(shù)。

零電點與等電點的聯(lián)系：動電位ξ的正負由ψ0來決定；ψ0=0，ξ必為零，反之則不然；無特性吸附時，純水中測得ξ=0，即可作為ψ0=0（以作定位離子的礦物），即PZC=IEP。

二、礦物表面電性與可浮性可浮性:通過浮選藥劑，使礦物疏水或親水的程度。研究礦物表面電性，對浮選研究通常有兩個目的：一是為浮選藥劑作用機理提供依據(jù)；二是判斷礦物可浮性。。1、礦表電性與可浮性關(guān)系。

pH>PZC礦物表面帶負電有利于陽離子捕收劑吸附

pH<PZC礦物表面帶正電有利于陰離子捕收劑吸附

pH=PZC礦物表面不帶電原則上有利于中性捕收劑吸附，但難控制，選擇性差。2、利用礦物表面電性（PZC）的不同分選礦物例：以鋁土礦浮選為例:一水硬鋁石的PZC=6.3,高嶺石的PZC=4.5,在pH為4.5至6.3的范圍內(nèi),采用陽離子捕收劑可以捕收高嶺石.但是,要進一步實現(xiàn)一水硬鋁石與高嶺石的浮選分離,選擇合適的一水硬鋁石抑制劑至關(guān)重要.

第三節(jié)浮選理論之三

-------吸附理論浮選中的吸附現(xiàn)象吸附是指在吸附劑表面力作用下，在體系表面自由能降低的同時，吸附質(zhì)從各體相向表面濃集的現(xiàn)象。吸附過程總是發(fā)生在各相的界面上。浮選研究中主要研究的是固-液、氣-液界面。浮選是發(fā)生在固-液-氣各相界面上的復(fù)雜物理化學(xué)過程，其中最為重要的是固-液界面上浮選藥劑的吸附，這些吸附就其本質(zhì)可以分為物理吸附和化學(xué)吸附兩大類，但由于浮選藥劑種類繁多，不同種的藥劑可以吸附在界面的不同位置并產(chǎn)生不同性質(zhì)的吸附及結(jié)果。為了便于研究，將浮選藥劑在礦物-水溶液界面的吸附作用歸納和分類如下：一、浮選藥劑在礦物-水溶液界面的吸附類型1、按吸附物的形態(tài)

⑴分子吸附；被分散或被溶解于礦漿溶液中的藥劑分子在表面上的吸附。（吸附對象是分子，可以是弱電解質(zhì)（極性分子）、中性分子等。）

A非極性分子的物理吸附，主要是各類烴類油的吸附。如：中性油在天然可浮性礦物（石墨、輝鉬礦等）表面的吸附而浮選，在煤表面的吸附而使煤粒團聚。

B極性分子的物理吸附，如：起泡劑分子在液-氣節(jié)面的吸附，弱電解質(zhì)捕收劑（如黃原酸類、羧酸類、胺類）在水溶液中的溶解，其未溶解的分子在固-液界面的吸附，起泡劑分子在液-氣節(jié)面的吸附。臨界膠束濃度：表面活性離子及分子的烴鏈在特定濃度下發(fā)生締合而膠束化，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的濃度稱為臨界膠束濃度，CMC。半膠束濃度通常遠比臨界膠束濃度?。ǖ陀?-2個數(shù)量級）。半膠束吸附的結(jié)果可以改變礦表的“ζ電位”的符號。

浮選中，利用半膠束吸附原理，加入長烴鍵中性分子，常可促進半膠束的發(fā)生從而達到：1）減少捕收劑用量；2）增強疏水性（消除極性端之間斥力。半膠束吸附通常在“Stern”層發(fā)生。

⑷捕收劑及其與礦漿中反應(yīng)產(chǎn)物在礦物表面的吸附。2、按吸附方式⑴交換吸附；溶液中離子與礦表上另一種離子發(fā)生交換吸附，（這是指溶液中某種離子與礦物上另一種相同電荷符號的離子發(fā)生等當(dāng)量交換而吸附在礦表上，這種交換吸附在浮選中是較常見的。）如Cu2+活化ZnS：ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+⑵競爭吸附：礦漿溶液中存在多種離子時，它們在礦表的吸附?jīng)Q定于它們對礦表的活性化及在溶液中的濃度，即決定于相互競爭。⑶特征吸附：礦表對溶液中某種組分具特殊的親和力，而發(fā)生的吸附稱之為特征吸附。特征吸附通常是由靜電力和化學(xué)鍵共同作用引起的，與靜電吸附相比，它具有較高的選擇性，吸附不完全依賴表面電荷。對礦表有特別親和力而又非化學(xué)吸附的某些離子稱為特征吸附離子（如：SO42-、RSO4-、PbOH+）。特征吸附發(fā)生在“Stern”層，吸附的結(jié)果使“Stern”層發(fā)生過電現(xiàn)象，從而可以改變“ζ電位”的符號和大小。半膠束吸附可以認為是特征吸附的一種特例。3、按雙電層中吸附位置⑴雙電層內(nèi)吸附（定位吸附）；所謂“內(nèi)層”，浮選中是指礦表帶電的凈電荷層，“外層”為物化中的“Stern”層，可作為“定位離子”的那些離子都可以發(fā)生這種吸附，吸附的結(jié)果是改變礦表的ψo(數(shù)值和符合）。如：同名離子，H+、OH-，及可類質(zhì)同象離子等。⑵雙電層內(nèi)外吸附（“Stern”吸附）；靠靜電引力作用在“Stern”層發(fā)生吸附，與表面電荷反號的配合離子均可發(fā)生這種吸附，吸附的結(jié)果，只改變“ζ電位”的大小4、吸附本質(zhì)⑴物理吸附：由分子鍵力（包括電性力）引起的吸附，其特征是：吸附熱?。〝?shù)千卡/克--十幾千卡/克），具可逆性，常為多層吸附，無選擇性，吸附速度快；⑵化學(xué)吸附：由化學(xué)鍵力引起的吸附，特征是：吸附熱大（幾十千卡/克--幾百千卡/克），具不可逆性，單層吸附，強選擇性，吸附速度慢；（溶度積規(guī)則）浮選化學(xué)吸附圖解法根據(jù)化學(xué)吸附理論，影響浮選劑作用的主要因素是決定藥劑解離程度的PH值和金屬離子濃度。有兩種圖解法（PH-PMn+和溶解度圖）可用來研究化學(xué)吸附的浮選劑與礦物的作用，進而認識和解決礦物的分選問題。PH-PMn+圖（Bjerrum圖）雙對數(shù)圖根據(jù)各種浮選劑與礦物金屬離子作用產(chǎn)物的溶解度積，可換算出它們起作用的PH和PMn+范圍，從而得出在各種離子競爭情況下優(yōu)先發(fā)生哪種反應(yīng)。PH-PMn+圖在化學(xué)吸附的浮選劑與礦物作用研究中的重要作用由圖可得出以下結(jié)論：（1）指出了礦物與浮選劑（特別是捕收劑）溶液體系中各種離子的競爭情況。（2）各種離子作用的分界線與A線的交點，表示該離子起浮選作用的PH上限，超過此交點的PH，就會形成氫氧化鉛沉淀。（3）對同一藥劑離子來說，由于與鉛離子作用產(chǎn)物的溶解度積是常數(shù)，所以當(dāng)藥劑用量增加時，則該藥劑起作用的分界線將向下移動，浮選PH上限也增大，說明藥劑用量將影響各種藥劑與礦物的作用效果。溶解度圖（化學(xué)吸附理論的另一種表示方法）表示溶液中各種化學(xué)吸附反應(yīng)產(chǎn)物的品種及其穩(wěn)定性，然后與捕收劑及浮選回收率對照，來闡明浮選機理。第四節(jié)礦物表面的不均勻性與可浮性

浮選研究常常發(fā)現(xiàn)同一種礦物可浮性差別相當(dāng)大，這是因為實際礦物很少是理想典型的純礦物。他們存在著許多物理不均勻性、化學(xué)不均勻性和物理化學(xué)不均勻性（半導(dǎo)體），從而使其可浮性發(fā)生各種各樣的變化。

礦物物理不均勻性與可浮性的關(guān)系

上述各種礦物的物理不均勻性，均對浮選性質(zhì)發(fā)生影響。不僅已證明晶格缺陷、雜質(zhì)、半導(dǎo)體、位錯等直接影響可浮性，并可用這些性質(zhì)來解釋浮選劑與礦物表面的作用原理。此外，還研究過加入雜質(zhì)或浸除表面雜質(zhì)、用放射能照射、加熱或加壓等方式來改變晶格缺陷及位錯，從而人為的改變礦物可浮性。提問一、不同礦床的閃鋅礦具有不同的顏色，與什么有關(guān)？二、各種顏色的閃鋅礦的可浮性有差異嗎？小專題——粉煤灰的分選基于粉煤灰中含有碳、鐵、鋁以及粉煤灰空心微珠等有用組分，因此綜合回收和利用是消除粉煤灰危害，使之資源化的有效途徑。而粉煤灰的分選，則是使之資源化的關(guān)鍵。目前國內(nèi)外對粉煤灰分選及產(chǎn)品應(yīng)用作了大量研究工作，并已取得一定進展。在此對一些產(chǎn)品的分選方法作一簡要介紹。一、從粉煤灰中選炭

電廠鍋爐在燃用無煙煤和劣質(zhì)煙煤的情況下，由于經(jīng)濟燃燒還存在一些技術(shù)上的困難，因此煤粉不能完全燃燒，造成粉煤灰中含碳量增高，一般波動于8％一20％。全國每年從電站粉煤灰中流失數(shù)百萬噸的純炭，不但使煤炭資源白白流失，造成極大的浪費，而且，還由于粉煤灰中含有大量的炭，致使粉煤灰排放數(shù)量增加，更主要的是由于粉煤灰中含有未燃盡炭，會造成粉煤灰綜合利用困難，影響了粉煤灰資源的開發(fā)，不利于環(huán)境保護。電選法從粉煤灰中選炭

電選適用于于法排放的粉媒灰。其原理是利用粉煤灰在高壓電場作用下，因灰與炭導(dǎo)電性能不同，而進行分離的方法。粉煤灰是非導(dǎo)體物料(比電阻1010—10120·咖)，炭粒是良導(dǎo)體物料(比電阻為10‘一1050·on)。在圓形電暈電場中，當(dāng)粉煤灰獲得電荷后，炭粒因?qū)щ娦阅芰己?。很快地將所獲電荷通過圓筒帶走，便在重力慣性離心力作用下，脫離圓筒表面，被拋入導(dǎo)體產(chǎn)品槽中，而非導(dǎo)體的粉煤灰所獲電荷在表面釋放速度較慢，故在電場力作用下，吸收在圓筒表面上，被旋轉(zhuǎn)圓筒帶到后部，由卸料毛刷排入非導(dǎo)體產(chǎn)品槽中，從而達到灰炭分離。選炭后各產(chǎn)品的應(yīng)用經(jīng)過選炭以后的尾灰是建筑材料工業(yè)的優(yōu)質(zhì)原料，而浮選煤可以作為燃料用于鍋爐燃燒或制活性炭等

二、從粉煤灰中選鐵

煤炭中除了可燃物炭外，還共生有許多含鐵礦物，如黃鐵礦(FeS2)、赤鐵礦(Fe203)、褐鐵礦(2Fe203·3H20)、菱鐵礦((FeCO3)等。煤炭經(jīng)過電廠鍋爐高溫下燃燒，鐵礦物質(zhì)即轉(zhuǎn)變?yōu)榇判匝趸F(Fe304)，此種磁性氧化鐵可以直接經(jīng)磁選機選出。

(1)熟料燒成。主要是使粉煤灰中的三氧化二鋁與石灰石中的Cao化合生成易溶于碳酸鈉溶液的5Ca0·3Al2O3，另一方面又使粉煤灰中的Si02與石灰石中的CaO生成不溶性的2Ca0·Si02。這便為溶出Al2O3創(chuàng)造了必要的條件。(2)熟料自粉化。當(dāng)熟料冷卻時，在650℃溫度下，C2S由β相轉(zhuǎn)變?yōu)閅相，因體積膨脹發(fā)生熟料的自粉碎現(xiàn)象，自粉化后幾乎全部能通過200號篩孔；四、從粉煤灰中提取空心玻璃微珠

(一)空心玻璃微珠的性質(zhì)粉煤灰中一般含有50％一80％的空心玻璃微珠，其細度為0.3—200微米，其中小于5微米的占粉煤灰總量的20％。從粉煤灰中經(jīng)分選出的空心玻璃微珠，按其密度大小一般可分為兩類：即空心漂珠(簡稱漂珠)和厚壁型空心微珠(簡稱沉珠)。沉珠與漂珠相比具有壁厚、密度大、強度高、耐磨性好的特點。漂珠的壁厚為其直徑的5％一8％，壁上有細小針孔，珠壁密度為480kg／m3。沉珠壁厚為其直徑的30％，珠壁密度為800kg／m3。沉珠一般可承受7—14MPa的壓力，最高能承受70MPa的壓力?？招奈⒅楦黜椢锢硇阅苊芏?gm-3：0．43—0．72堆密度／gm-3：250—400熔點/°C:＞1430

室溫下比電阻/Ωcm:9，9×1011

抗壓強度／Pa:137×106—686×106硬度(維氏)／kgm-2:87-1269

空心玻璃微珠的應(yīng)用

(1)可作為輕質(zhì)、高強、耐火、防火、隔熱保溫等建筑材料的原材料；

(2)可作塑料中較理想的填料，并能提高塑料的耐高溫性能；

(3)可作為石油精煉過程中的一種裂化催化劑；

(4)可與一些樹脂配制成耐高壓的海底儀器和潛艇外殼；

(5)可作電瓷及其他電氣絕緣材料的原材料；

(6)用于航天飛行器的復(fù)合表面材料；

空心玻璃微珠的應(yīng)用(7)作為高級噴涂材料和防火涂料的填充材料

(8)用于制汽車剎車片、軍用摩擦片及石油鉆機剎車塊等制品；

(9)用作聚氯乙烯人造革的填充劑。(10)用作人造大理石的填充料。(二)分選空心玻璃微珠的方法

目前，國內(nèi)外從粉煤灰中提選空心玻璃微珠，大致可以分為兩種方法。一是干法機械分選法；二是濕法分選法。這兩種選取方法，在實際中都是可行的，根據(jù)具體情況采用。(1)干法機械分選在國內(nèi)，采用于法機械分選方法中，有重離篩系的分選空心微珠設(shè)備。目前已初具規(guī)模，每天可以處理30t的粉煤灰。這套分選工藝包括提選空心玻璃微珠，并且可以選鐵、選碳以及進行空心玻璃微珠的多種粒徑分級。空心玻璃微珠分選裝置由分選器、分離器和收集器三個主要部分組成。分選器分選器是采用重力分離的方法。分選器是由三個大小不等的沉降箱所組成，在每個沉降箱的下部，都設(shè)有卸料裝置。當(dāng)含有粉煤灰的氣流由進氣管道進人沉降箱時，由于氣流通道斷面的增大，使氣體流速迅速下降，粉煤灰借本身重力的作用，有一部分逐漸下落到沉降箱中。根據(jù)等降原理，較重的粗顆粒，蜂窩狀的玻璃體、石英、莫來石、實心珠、鐵球和大顆粒炭粒等大部分都分別沉降在分選器內(nèi)；還有大部分細小的空心玻璃微珠、超細微珠等隨氣流進人分離器。分離器分離器是利用氣流旋轉(zhuǎn)過程中作用于顆粒上的慣性離心力，使顆粒從氣流中分離出來。分離器的主要形式為旋風(fēng)分離器組，由沉降箱通道末選下來的細小空心微珠，隨氣流進入分離器，經(jīng)過兩級旋風(fēng)分離器組的分選，能將大部分細小的空心玻璃微珠分選出來；余下極少量的超細微珠隨氣流最后進入收集器。收集器收集器在分選裝置的末端，它既是凈化處理的裝置，又是回收超細微珠的收集器。本工藝采用的是脈沖袋式收集器，它能將由分離器末選下來的超細微珠絕大部分收集起來。(2)濕法分選空心玻璃微珠在濕法分選空心玻璃微珠的工藝中，在國內(nèi)有用浮選法、溜槽法及分選單體礦物的重液變溫法等。某廠用浮選分離方法回收產(chǎn)率為22．2％的高檔空心玻璃微珠及產(chǎn)率為9．23％的中檔空心玻璃微珠。

粉煤灰是“寶貴的資源”粉煤灰象鐵礦、鋁土礦、粘土礦一樣，是一種寶貴的資源，若不進行合理有效的徹底利用，它將惡化我們生態(tài)環(huán)境，威脅人類的生存。1976年3月在美國召開的第四屆國際灰渣利用會議上，RonaldE.Morrison設(shè)想了一個“灰渣再循環(huán)聯(lián)合企業(yè)”。這個企業(yè)與一家2600MW的電廠相鄰，并以它所排放的灰渣為原料進行加工。這個電廠年產(chǎn)灰渣約110萬噸，將它按美國的典型粉煤灰組成及其百分數(shù)計算即得各組分的含量。美國粉煤灰典型組成二氧化硅：占45.7%，50.27萬噸氧化鋁：26%，28.6萬噸氧化鐵：17.1%。18.81萬噸氧化鈣：3.8%，4.18萬噸三氧化硫：2.6%。2.86萬噸氧化鉀：1.5%，1.65萬噸氧化鈦：1.2%，1.32萬噸氧化鎂：1.2%，1.32萬噸氧化鈉：0.6%，0.66萬噸五氧化二磷：0.3%，0.33萬噸企業(yè)生產(chǎn)過程第一、灰渣經(jīng)過該聯(lián)合企業(yè)的金屬氧化物分離廠，該廠有破碎系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、混合系統(tǒng)和密度控制系統(tǒng)，通過磁力型、氣力型和機械型的分離器，以及酸槽攪拌和連續(xù)離心機，將灰渣分離成上述組分；第二、用一臺輸送機將50.27萬噸二氧化硅和4.18萬噸氧化鈣送到另一個廠的料倉內(nèi)，用來生產(chǎn)玻璃制品、特殊用途的超級輕質(zhì)骨料、塑料和涂料的特殊填充料、無收縮型砂、高溫耐火材料（耐火砌塊和耐火澆鑄料）、玻璃鋼絕緣材料和多種建筑砌塊；實驗一粉煤灰浮選速度的試驗一、實驗?zāi)康模?1)了解烴類油捕收劑和起泡劑對粉煤灰的浮選作用。(2)了解浮選速度對粉煤灰浮選的影響。二、實驗設(shè)備、用具、礦樣、藥劑XFD型浮選機（3升）XTLZ-Φ260/Φ200真空過濾機CS101電熱鼓風(fēng)干燥箱FA2004電子天平注射器（包括微量注射器）秒表、濾紙、粉煤灰（貴州）輕柴油起泡劑BK204三、實驗內(nèi)容及步驟1.每次稱取干礦樣1000g，礦漿濃度30%。采用“一次粗選”的流程，添加輕柴油800g/t，BK204600g/t。添加藥劑體積的折算方法：根據(jù)d輕柴油＝0.836g/cm3，dBK204＝0.88g/cm3則＝x＝＝0.4g所需添加的輕柴油的體積數(shù)V柴＝＝0.479ml（對應(yīng)800g/t）所需添加的起泡劑的體積數(shù)V起泡＝＝0.682ml（對應(yīng)600g/t）2、分別刮取第一分鐘、第二分鐘、第三分鐘、第四分鐘、第五分鐘、第六分鐘的粗選精礦，烘干稱重。3、制樣，混勻縮分樣品（-80目）。4、分析各產(chǎn)品的灰分。四、列表記錄實驗結(jié)果產(chǎn)品名稱重量（克）產(chǎn)率（%）灰分（%）可燃物含量（%）可燃物回收率（%）精1精2精3精4精5精6尾礦原礦分散與聚集在浮選體系中，由于微米粒級的礦粒質(zhì)量小，表面能高，表面電荷和比表面積大等原因，故浮選效果很差。隨著礦物資源的大規(guī)模開發(fā)和利用，“貧礦、細粒礦和復(fù)雜有用礦物人選比例逐年增大，微細粒浮選作為世界難題，得到了很多研究，產(chǎn)生了許多細粒分選新工藝，這些新工藝的特點主要包括“調(diào)?！焙汀罢{(diào)泡”三方面。“調(diào)?！笔鞘刮⒓毩＜壜?lián)合，合并成較粗顆粒，以適應(yīng)常規(guī)浮選方法，“調(diào)泡”則是將氣泡尺寸變小，從而適合于微細粒級的浮選特性。以“調(diào)?！睘榛疽罁?jù)形成的選礦工藝，如團絮浮選、載體浮選、選擇性絮凝分離等，其優(yōu)點是可用常規(guī)浮選的通用設(shè)備和流程，這表明，以“調(diào)粒”、“調(diào)泡”為基本方法的細粒浮選工藝研究中，應(yīng)充分重視“調(diào)?！钡耐緩健Ｒ?、微細礦粒的分散和聚集狀態(tài)１．分散狀態(tài)：礦漿中微細礦粒是懸浮狀態(tài)，并且各個顆?？勺杂蛇\動。２．聚集狀態(tài)：礦漿中微細礦粒相互粘附團聚，因團粒尺寸變大。根據(jù)其機理不同。可分為三種：２.聚集狀態(tài)（１）凝結(jié)（凝聚）：書P67圖1－36a，在某些無機鹽（石灰、明礬等）的作用下，礦漿中微細礦粒形成凝塊的現(xiàn)象。主要機理是外加電解質(zhì)消除了表面電荷，壓縮雙電層的結(jié)果。（２）絮凝：圖1－36ba,高分子凝聚：主要是用高分子絮凝劑（淀粉和聚電解質(zhì)）通過橋鍵作用，把微粒聯(lián)結(jié)成一種松散的網(wǎng)絡(luò)狀的聚集狀態(tài)，也稱高分子絮凝。圖1－37。b.疏水凝聚：主要由外加表面活性物（如捕收劑）在礦粒表面形成疏水膜，則各礦粒表面間疏水膜中的非極性互相吸引、締合而產(chǎn)生的絮凝。圖1－38（３）團聚：指礦漿中加入非極性油后，促使礦粒聚集于油相中形成團，或者由于大小氣泡拱抬，使礦粒聚集成團的現(xiàn)象。P67圖1－36C二、微粒間的凝聚作用介質(zhì)中呈分散狀態(tài)的粒子的分散穩(wěn)定性，由粒子間雙電層的相互作用能量（Ve）和倫敦－范德華力的作用能量Va之和來決定，即V＝Ve＋Va根據(jù)粒子表面荷電情況，凝聚可分為同相凝聚和異相凝聚。１．同相凝聚：粒子表面的符號和大小都相同；即Ψ1＝Ψ2＝４時所產(chǎn)生的凝聚現(xiàn)象。它可用ＤＬＶＯ（DerjaguimLandauverweyOverbeek）理論定量說明。Ｐ７０圖1－39所示的位能曲線。2.異相凝聚（互凝）（１）表面電位不同（符號或數(shù)值不同）的異類粒子凝聚。其分散和凝聚的情況較同相凝聚復(fù)雜。Ｐ７１圖1－40，Ｖｅ復(fù)雜，Ｖａ也較復(fù)雜，最終要由Ｖａ＋Ｖｅ決定。（２）礦粒間互凝實驗研究

對雙礦物組含量溶液的互凝行為進行了研究，如石英－螢石、石英－金紅石、石英－赤鐵礦、石英－菱鐵礦、石英－方解石、石英－菱鐵礦、石英－菱錳礦、方解石－金紅石、方解石－赤鐵礦、方解石－菱鎂礦、方解石－菱錳礦，菱錳礦－金紅石的平衡出發(fā)，幾乎同時分別提出了分散體系穩(wěn)定性理論的基礎(chǔ)，此理論通常被稱為ＤＬVＯ理論。（３）掃描電鏡照片互凝絮團的直觀圖像，由圖可得知平均粒徑為2ｕｍ的礦物礦粒可生成粒徑約為45ｕｍ的聚團。（４）能譜分析可判斷聚團是否有選擇性。表6－4（《界面分選原理及應(yīng)用》）列舉了十二種組合礦物的互凝范圍（ＰＨ值）及各礦物的零電點（ｐｚｃ）。由表可得到如下具有使用價值的結(jié)論：（5）礦泥罩蓋礦泥罩蓋的本質(zhì)是微細礦粒與粗顆粒之間的互凝。因此，遵循互凝的基本規(guī)律，當(dāng)兩顆粒表面電位相反或相同但數(shù)值相差較大時，均可發(fā)生礦泥罩蓋現(xiàn)象?？赏ㄟ^電子顯微鏡清楚的觀察到互凝引起的微粒礦物的罩蓋現(xiàn)象。礦泥罩蓋選擇缺乏選擇性，對礦粒的分選有害，Taggart很早就指出，在進行優(yōu)先浮選時，控制礦泥罩蓋極其重要。礦泥罩蓋的基礎(chǔ)是不同粒度及荷電狀況的異質(zhì)顆粒間的互凝行為。礦泥罩蓋對礦粒分選產(chǎn)生許多有害影響(1)降低分選過程中分選藥劑對礦粒的吸附能力；(2)在浮選中阻礙氣泡對有用礦物的附著；(3)罩蓋在有用礦物上的脈石礦物微粒被選進精礦，使精礦品位降低；(4)有用礦物微粒罩蓋在脈石粗粒上，使它們難以回收；(5)顯著縮小分選顆粒的表面差異。三．絮凝與橋鍵作用高分子絮凝與橋鍵作用原理不同。由于高分子的每個分子長度超過粒子間的范德華力和雙電層力的作用距離，這樣高分子絮凝劑就會象架橋一樣，搭在兩個或多個礦粒上，并以自己的活性基團與礦粒起作用，從而將礦粒聯(lián)結(jié)形成絮凝團。這種作用稱為橋聯(lián)作用。因此，不論懸浮液中粒子表面荷電狀況如何，勢壘多大，只要添加的絮凝劑分子具有在粒子表面吸附的官能團，或具有吸附活性，便可實現(xiàn)絮凝。

絮凝劑在粒子表面的吸附，主要由三種類型的鍵合作用引起：1、靜電鍵合：主要指雙電層內(nèi)的靜電相互作用，如帶正電的礦粒吸附陰離子型分子絮凝劑，當(dāng)添加量大時，礦物表面還可能帶負電。2、氫鍵鍵合：聚合物分子中有NH2基團和HO基團時，它們與粒子表面的電負性較強的氧原子作用，會失去大部分電子而形成氫鍵。但靠氫鍵吸附的聚合物，對于全絮凝是理想的，但不適于選擇性絮凝。3、共價鍵合：高分子絮凝劑的活性基團在礦粒表面的活性區(qū)吸附，并與表面的離子產(chǎn)生共價鍵合作用。這種作用可生成某種難溶的表面化合物或穩(wěn)定的絡(luò)合物、螯合物，并能導(dǎo)致聚合物的選擇性吸附。四．選擇性絮凝——處理細粒物料的重要方法選擇性絮凝是以高分子有機物為橋聯(lián)物質(zhì)，它選擇性地吸附于某些礦粒表面上，將這些礦粒連接起來，形成礦粒聚集體的現(xiàn)象１．選擇性絮凝過程(1)分散：由于互凝是一種非選擇性聚團，夾雜和不純又是礦泥罩蓋的原因，是選擇性絮凝的一大障礙，故必須克服顆粒間互凝作用，對礦漿進行分散處理（即分散法）。分散方法：物理分散法：超聲分散化學(xué)分散法：采用添加分散劑（PH調(diào)整劑、水玻璃、六偏磷酸鈉、單寧、木質(zhì)素類）(2)加藥：加入絮凝劑后使其充分混勻彌散,為“活化”或“抑制”絮凝作用，要附加其它調(diào)整劑，其作用大致為：a.

改變礦物表面電性，降低靜電斥力，利于絮凝劑的吸附；b.

改變高聚物絮凝劑的吸附機理。如加多價陽離子可活化陰離子吸附，調(diào)整PH或加入調(diào)整劑，會影響高聚物的聚合度、電離度及水解度等。c.

調(diào)整劑與絮凝劑競爭，防止絮凝劑吸附，起抑制作用。（２)吸附（３)選擇絮凝（４)沉降分離2、絮凝劑在礦物表面的吸附形式（１）

化學(xué)吸附：可能是離子吸附，也可能是定位離子吸附，如含－COOH的化合物；（２）

氫鍵：未解離的聚丙烯酰胺；（３）

靜電力吸附：改性的纖維素；３．選擇性絮凝的應(yīng)用（１）為避免礦泥的干擾，浮選前進行脫泥，即脫除細粒脈石，絮凝沉降物進行浮選分離。根據(jù)表1－１１可知，若要分離赤鐵礦和硅酸鹽、鋁硅酸鹽，用水玻璃或苛性鈉分散，用強水解的聚丙烯酰胺使赤鐵礦絮凝下沉，脫出細粒脈石，用浮選法浮得赤鐵礦精礦，即“浮選被絮凝的有用礦物”。３．選擇性絮凝的應(yīng)用（2）浮選被絮凝的脈石礦物，如含粘土的鉀鹽，先在鹽水中使粘土絮凝，用浮選法將粘土絮團浮出，然后進行鉀鹽浮選。（3）絮凝脈石，浮選有用礦物，如鉻鐵礦，在PH＝11.5介質(zhì)中用羧甲基纖維素絮凝脈石使其下沉不浮，此時用油酸浮出鉻鐵礦。（4）粗細粒分級－粗粒浮選－細泥選擇性細泥，目前已知，有若干的絮凝劑，輔助劑（分散及調(diào)整），用于混合物的選擇絮凝分離，綜合列于表1－11。浮選速率一．概況１．什么是浮選速率？浮選過程進行