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第一頁(yè)，共二十八頁(yè)。浮選第二頁(yè)，共二十八頁(yè)。主要內(nèi)容1.浮選,發(fā)展及基本原理2.浮選藥劑3.浮選工藝4.浮選設(shè)備5.浮選實(shí)例分析第三頁(yè)，共二十八頁(yè)。第一章.浮選,發(fā)展及基本原理第一節(jié):浮選的基本概念第二節(jié):浮選的發(fā)展第三節(jié):浮選的優(yōu)缺點(diǎn)第四節(jié):浮選各相的性質(zhì)第五節(jié):浮選的基本原理第四頁(yè)，共二十八頁(yè)。第一節(jié).浮選的概念

浮選：浮游選礦，主要指泡沫浮選。是按礦物間表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異來分離各種礦粒的方法，且差異越大，分離效果越好。其主要原理是利用礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異,使礦石中一種或幾種目的礦物有選擇性的附著在氣泡上,隨氣泡升浮到礦漿表面,從而將有用礦物和脈石礦物分離。浮選過程：在氣、液、固三相體系中完成的復(fù)雜的物理化學(xué)過程。其過程包括：磨礦,分級(jí),攪拌,充氣,氣泡的礦化,刮泡。第五頁(yè)，共二十八頁(yè)。第二節(jié).浮選的發(fā)展

浮選作為一種工業(yè)規(guī)模的選礦方法出現(xiàn)，在國(guó)外大約是在19世紀(jì)末葉。其發(fā)展主要經(jīng)歷以下幾個(gè)階段。

１全油浮選法

根據(jù)各種礦物親油性及親水性的不同，加大量油類與礦漿攪拌，然后將粘附于油層中的親油礦物刮去，面親水性的礦物仍留在礦漿中，從而達(dá)到分離礦物的目的。――早期工業(yè)浮選的先驅(qū)。

２表層浮選法

在工業(yè)上的應(yīng)用出現(xiàn)于1892年，將磨礦干粉小心輕輕撒布在流動(dòng)的水流表面，疏水性礦物不易被水潤(rùn)濕依靠表面張力面漂浮水面上，聚集成薄層，成為精礦；易被水潤(rùn)濕的親水性脈石流入水中作為廢棄尾礦排出。第六頁(yè)，共二十八頁(yè)。

３泡沫浮選法

20世紀(jì)初，出現(xiàn)原始的泡沫浮選法，使浮選法向前推進(jìn)一步，并出現(xiàn)了許多形式的泡沫浮選法。

（1）氣體浮選法

（2）電解浮選法

（3）機(jī)械充氣攪拌浮選法

浮選藥劑的出現(xiàn),大大促進(jìn)了浮選技術(shù)的發(fā)展,它們的發(fā)展是相互聯(lián)系的.第七頁(yè)，共二十八頁(yè)。第三節(jié).浮選的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):（1）應(yīng)用范圍廣,適應(yīng)性強(qiáng);

廣泛應(yīng)用于化工,環(huán)保,建材,醫(yī)藥等（2）浮選的效率高，且適于處理細(xì)物料;（3）有利于對(duì)礦產(chǎn)資源的綜合回收;缺點(diǎn):

主要是成本高，易污染環(huán)境

（1）需要較細(xì)的磨礦粒度;

（2）使用各類藥劑;

（3）影響因素多，操作控制要求較高

（4）產(chǎn)品脫水率較低，過程復(fù)雜。第八頁(yè)，共二十八頁(yè)。第四節(jié).浮選各相的性質(zhì)a.固相一、礦物晶體的斷裂面

用浮選法分離固相（即各種礦物）時(shí)，首先必須進(jìn)行破碎和磨細(xì)，使礦石中的目的礦物達(dá)到或接近單體解離以及獲得適于泡沫浮選所要求的適宜粒度，以便能有效的進(jìn)行浮選。在破碎和磨細(xì)的過程中，礦物受到外加機(jī)械力的作用，晶體內(nèi)連結(jié)質(zhì)點(diǎn)間的部分鍵力受到破壞（“打斷“），隨之出現(xiàn)新的不規(guī)則“斷口“或比較平滑的“解離面“，二者合稱為礦物晶體的斷裂面。

解離面：嚴(yán)格沿著一定結(jié)晶方向碎裂成比較平滑的礦物表面。

斷口：不按一定結(jié)晶方向碎裂所形成的凸凹不平的礦物表面。

第九頁(yè)，共二十八頁(yè)。影響斷裂的因素：

（1）內(nèi)因，礦物的晶體結(jié)構(gòu)，決定的因素，礦物破碎時(shí)沿著晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)鍵合力最弱的面網(wǎng)之間發(fā)生斷裂。

（2）外因，即破碎磨細(xì)礦石所施加外力的性質(zhì)比及力的大小和作用方向等。外力作用具有復(fù)雜性。二、礦物晶體表面的不飽和鍵力

1、不飽和鍵力的起源及不飽和程度

組成礦物晶體的質(zhì)點(diǎn)不僅按一定空間幾何圖形進(jìn)行有序排列，而且通過某種鍵力使各頂點(diǎn)彼此聯(lián)結(jié)在一起。位于晶體表面與位于晶體內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)彼此所處狀態(tài)則不盡相同。內(nèi)部的均處于平衡，斷裂面上質(zhì)點(diǎn)具有不飽和鍵力，且因位置不同，鍵力的不飽和程序也很不相同，顯示出不同的吸附能力和作用活性。特別是礦石經(jīng)破碎細(xì)磨后，比表面積隨之增大，所形成的棱角增加更多，形成的吸附其它物質(zhì)的“活性中心”更多，因些礦石磨細(xì)越細(xì)，吸附能力和作用活性也越強(qiáng)烈。第十頁(yè)，共二十八頁(yè)。2、礦物表面不飽和鍵力的類型及其與水分子的作用。

浮選工作者最關(guān)心的是礦物表面被水潤(rùn)濕的性質(zhì)，此性質(zhì)與礦物表面不飽和鍵力的類型有關(guān)。

（1）強(qiáng)鍵合力：共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵

斷裂面上的質(zhì)點(diǎn)以此鍵，具有較強(qiáng)的極性和化學(xué)活性，極性表面，對(duì)偶極水分子有較強(qiáng)的吸引力，易被水潤(rùn)濕，親水性強(qiáng)天然可浮性差。此表面親水表面。天然可浮性差。

（2）弱鍵合力：

斷裂面呈現(xiàn)的不飽和鍵力主要為分子間力，極性較小，稱為非極性表面，與偶極水分子的作用較弱，不易被水潤(rùn)濕，表現(xiàn)疏水易向氣泡吸附，天然可浮性較好。第十一頁(yè)，共二十八頁(yè)。b.液相

一.水分子的結(jié)構(gòu)及基本性質(zhì)

分子式：H2O.

結(jié)構(gòu)：三個(gè)原子核構(gòu)成兩個(gè)質(zhì)子為底的等腰三角形。氧原子的兩個(gè)雜化軌道與氫成鍵，形成兩個(gè)正電中心。偶極：正、負(fù)電荷中心較遠(yuǎn)，使水分子里具有較強(qiáng)的偶極矩。屬?gòu)?qiáng)極性分子。稱水分子為水偶極子。

基本性質(zhì)：

（1）4℃時(shí)水的密度最大。4℃為略高于冰點(diǎn)；

（2）具有很高的介電常數(shù)；

（3）具有很高的溶解能力；對(duì)極性物質(zhì)而言。

（4）導(dǎo)電率低，但對(duì)其它化合物有較大的電離能力；

（5）締合作用，形成氫鍵的特性。第十二頁(yè)，共二十八頁(yè)。二.水對(duì)浮選過程的影響

1、水分子之間的氫鍵締合作用

由于水分子的極性結(jié)構(gòu)，每個(gè)分子都能和鄰近的水分子發(fā)生氫鍵締合。這些特征對(duì)浮選過程均有影響。

2、水分子與礦物表面的作用

水分子是強(qiáng)極性分子，即可以和極性表面作用，作用的結(jié)果是礦物表面水化或濕潤(rùn)，嚴(yán)重影響礦物與氣泡的接觸過程。

3、水的溶解能力

水的溶解能力在浮選過程中是有相當(dāng)重要的作用，從而改變礦物表面的化學(xué)組成，界面電性，液相的化學(xué)組成而改變，近而改變礦物在浮選過程中的行為。

溶解過程是復(fù)雜過程，并伴隨著復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，所以在浮選過程中應(yīng)非常注意水對(duì)礦物的作用，水質(zhì)情況及其離子對(duì)浮選的影響。

影響溶解的因素較多，液體中的離子組成，溫度及粒度。第十三頁(yè)，共二十八頁(yè)。c.氣相

浮選中所用的氣相主要是空氣，起到載體作用?？諝馐腔旌衔铮湫偷姆菢O性物質(zhì)，是有對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。易合非極性表面結(jié)合。空氣在礦漿中的溶解度與壓力、溫度和水中溶解的其他物質(zhì)的濃度有關(guān)。對(duì)浮選有意義的是壓力與溶解度的關(guān)系。享利定律:溫度一定，混合氣體中的每一組分的溶解度，隨著其分壓的增加而增加。

氣泡在浮選中的作用：

（1）載體作用：主要組分能活躍地被吸附在礦物表面產(chǎn)生特殊作用，并直接影響礦粒的可浮性。

（2）活化劑作用：其中最活躍的是氧。

第十四頁(yè)，共二十八頁(yè)。第五節(jié).浮選的基本原理A.礦物的潤(rùn)濕性a.潤(rùn)濕現(xiàn)象：

潤(rùn)濕是自然界中常見的現(xiàn)象，是由于液體固體表面排擠在固體表面所產(chǎn)生的一種界面作用。易被潤(rùn)濕的表面稱為親液（水）表面，其礦物稱為親液（水）礦物；反之稱為疏液（水）表面，疏液（水）礦物。

潤(rùn)濕性是表征礦物表面重要的物理化學(xué)特征之一，是礦物好壞可浮性的直觀標(biāo)志，取決于礦物表面不飽和鍵力與偶極水分子相互作用的強(qiáng)弱。

b.潤(rùn)濕現(xiàn)象在浮選中意義：

礦物表面潤(rùn)濕性及其調(diào)節(jié)是實(shí)現(xiàn)各種礦物浮選可分離的關(guān)鍵，所以了解和掌握礦物表面潤(rùn)濕性的差異，變化規(guī)律以及調(diào)節(jié)方法對(duì)浮選原理及實(shí)踐均有重要意義。

目前，人為改變調(diào)節(jié)潤(rùn)濕性（可浮性）的方法有兩大類：物理方法和化學(xué)方法。

第十五頁(yè)，共二十八頁(yè)。c.潤(rùn)濕的接觸角

潤(rùn)濕性的度量用接觸角判定。

接觸角：達(dá)到潤(rùn)濕平衡時(shí)，過三相潤(rùn)濕周邊上任一點(diǎn)P作氣液界面的切線δAW，與固液界面δSW之間所形成的包括液相的夾角θ。

潤(rùn)濕阻滯:

潤(rùn)濕過程中，潤(rùn)濕周邊展開或移動(dòng)受到阻礙，使平衡接觸角發(fā)生改變，這種現(xiàn)象稱為潤(rùn)濕阻滯。

浮選過程中，礦粒向氣泡附著時(shí)，屬于排水，即在礦物本身可浮性不變的情況下，附著過程難，對(duì)浮選不利。而礦粒從氣泡上脫落時(shí)，屬于水排氣，使水難于從礦物表面將氣泡排開，防止礦粒從氣泡上脫落，對(duì)浮選有利。第十六頁(yè)，共二十八頁(yè)。接觸角θ的大小與接觸的三相界面所具有的各界面張力有關(guān)，當(dāng)各界面張力相互作用達(dá)到平衡時(shí)，有:當(dāng)θ>90時(shí)，δSW>δAS，礦物表面不易被水潤(rùn)濕，具有疏水表面，其礦物具有疏水性,可浮性好。

當(dāng)θ<90時(shí)，δSW<δAS，礦物表面易被水潤(rùn)濕，具有新水表面，其礦物具有親水性，可浮性差。對(duì)礦物的潤(rùn)濕性與可浮性的度量可定義為：

潤(rùn)濕性=cosθ。

可浮性=1-cosθ。

第十七頁(yè)，共二十八頁(yè)。B.界面現(xiàn)象

a.礦物表面的水化作用礦物表面的水化作用：水分子在礦物表面的定向排列。水化作用的原理：

（1）礦物表面不飽和鍵的性質(zhì)：離子、共價(jià)、分子鍵。

（2）礦物表面不飽和鍵的鍵能：礦物表面的極性。

（3）極性礦物表面水化作用強(qiáng)，水化層厚，排列緊密；非極性礦物表面水化作用弱，水化層薄，水分子排列稀疏。水化層的結(jié)構(gòu)：

擴(kuò)散結(jié)構(gòu)：水化層內(nèi)水分子的定向排列程度實(shí)隨著礦物表面的距離增大而逐漸減弱。

水化層是介于礦物表面和普通水之間的過渡區(qū)域，類似固體表面的延續(xù)。第十八頁(yè)，共二十八頁(yè)。水化層的性質(zhì)：

（1）粘度比普通水大；

（2）穩(wěn)定性高；

（3）具有一定的能量；

（4）溶解能力降低。

水化作用對(duì)可浮性的影響：

（1）水化作用與礦物表面的潤(rùn)濕性一致，與可浮性相反。

（2）礦物表面的水化性不僅取決于礦物表面晶格本身的特點(diǎn)，而且也取決于礦物表面所吸附的分子或離子的性質(zhì)。第十九頁(yè)，共二十八頁(yè)。b.界面電現(xiàn)象(主要固液界面)電性起因:（1）離子的優(yōu)先吸附

礦物表面和水對(duì)不同離子的親合力不同，導(dǎo)致礦物表面對(duì)電解質(zhì)溶液中正負(fù)離子的不等量吸附,促使礦物表面帶電。

（2）礦物表面組分的優(yōu)先溶解(解離)（3）電離后吸引H+或OH-離子

（4）礦物晶格缺陷第二十頁(yè)，共二十八頁(yè)。如石英帶負(fù)電

晶格破裂：

水解生成類硅酸產(chǎn)物：

部分解離帶負(fù)電：

第二十一頁(yè)，共二十八頁(yè)。c.雙電層結(jié)構(gòu)礦物表面在溶液中荷電以后，由于靜電力的作用，吸引水溶液中符合相反的離子與之配衡,于是在礦物面形成雙電層。

第二十二頁(yè)，共二十八頁(yè)。零電點(diǎn)和等電點(diǎn)

（1）零電點(diǎn)PZC或ZPC:

礦物表面靜電荷為零時(shí)，溶液中定位離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)值。如定位離子為H+或OH-，則ψ0=0時(shí)的pH值即為零電點(diǎn)。如果已知礦物的零電點(diǎn)，則可以求出在其他定位離子活度條件下的ψ0ψ0=0.059（pHPZC-pH）當(dāng)pH>pHPZC，ψ0<0，礦物表面荷負(fù)電；當(dāng)pH<pHPZC，ψ0>0，礦物表面荷正電。（2）等電點(diǎn)PZr或IEP:

電動(dòng)電位為零時(shí)，溶液中電解質(zhì)濃度的負(fù)對(duì)數(shù)值,或溶液的pH值。PZr與溶液pH值有關(guān),也和產(chǎn)生特性吸附的離子濃度有關(guān)。在體系中不在特性吸附時(shí)，ξ=0，電荷密度也為零，PZC＝PZr.第二十三頁(yè)，共二十八頁(yè)。界面電性與礦物的可浮性

（1）礦物表面性與潤(rùn)濕性的關(guān)系

在零電點(diǎn)PZC時(shí)，接觸角最大；礦物表面帶電，θ變小，潤(rùn)濕性變好，可浮性變差。

（2）雙電層及電動(dòng)電位對(duì)浮選的影響

A、雙電層對(duì)藥劑在礦物表面物理吸附的影響：

物理吸附是靜電吸附。

B、礦物表面雙電層對(duì)礦物懸浮液絮凝和分散的影響：降低、壓縮電位，使礦物懸浮物絮凝。

升高、擴(kuò)大雙電層，使礦物懸浮物分散。

C、雙電層對(duì)細(xì)泥在礦粒上面覆蓋的影響：

細(xì)泥通常帶負(fù)電，礦粒帶正電，即可以被覆蓋。

D、電動(dòng)電位與浮選活性之間的關(guān)系：

隨礦物電動(dòng)電位降低，礦物的可浮性提高，浮選效果變好。作用前后電動(dòng)電位差來評(píng)價(jià)礦物浮選活性的改變。ξ差越大，藥劑作用越好，浮選活性提高越大。第二十四頁(yè)，共二十八頁(yè)。C.吸附現(xiàn)象

1.概念：

吸附：是液體（或氣體）中某種物質(zhì)在相界面上產(chǎn)生濃度增高或降低的現(xiàn)象。

正吸附：當(dāng)加入某種物質(zhì)后，使溶液表面能降低，表面層溶質(zhì)的濃度大于溶液內(nèi)部的濃度，濃度增高現(xiàn)象。這種物質(zhì)稱為表面活性劑。

負(fù)吸附：當(dāng)加入某種物質(zhì)后，使溶液表面能增高，表面層溶質(zhì)的濃度小于溶液內(nèi)部的濃度，濃度降低現(xiàn)象。這種物質(zhì)稱為非表面活性劑。

吸附量：一定溫度下，當(dāng)吸附達(dá)到平衡時(shí)，單位面積上所吸附的吸附質(zhì)的摩爾數(shù)，常用“?！北硎?。

吸附是礦物,藥劑,氣泡相互作用的主要形式,伴隨著整個(gè)浮選過程,對(duì)浮選的研究有重要的意義。第二十五頁(yè)，共二十八頁(yè)。2.吸附類型：

吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附。判斷依據(jù):吸附基面上的化學(xué)質(zhì)點(diǎn)與