浮選知識要點

1）浮選：是利用礦物表面物理化學性質（潤濕性）的差異，并借助浮選藥劑的作用從礦漿中浮出某種固體，從而使不同礦物有效分離的一種選礦方法2） 油團浮選：3） 泡沫浮選：是在礦漿中引入氣泡，使疏水性礦粒與氣泡附著著并借助氣泡的升浮運動，使其在礦漿液面得到富集4） 浮選基本過程：①磨礦一即先將礦石磨細，使有用礦物與其他礦物或脈石礦物解離；②調漿加藥一調整礦漿濃度適合浮選要求，并加入所需的浮選藥劑，以提高效率③浮選分離一礦漿在浮選機中充氣浮選，完成礦物的分選；④產(chǎn)品處理一浮選后的泡沫產(chǎn)品和尾礦產(chǎn)品進行脫水分離。5） 礦物結構及性質：礦物是由離子、（或原子、分子）等質點組成離子晶體。1、離子晶體由陰陽離子組成，離子之間以靜電引力結合形成離子鍵。此類礦物斷裂時，沿離子界面斷開；礦物表面形成不飽和離子鍵；一般此類礦物表面極性較強。2、原子晶體，由原子組成，原子間以共價鍵結合，共價鍵具有方向性、飽和性。此類礦物斷裂后其表面形成強極性。3、金屬晶體。晶格質點為金屬陽離子，金屬陽離子間以金屬鍵結合。其斷裂面為強不飽和鍵，呈強極性。4、分子晶體。晶格質點為分子，分子之間形成分子。其斷裂后表面為分子建，屬弱鍵，極性很弱。6） 礦物表面性質由于礦物斷裂后暴露在表面的鍵不同，使礦物表面具有不同的性質，此性質對礦物可浮性有著較大的影響。當?shù)V物表面有較強原子鍵、離子鍵時，礦物表面有較強的極性和化學活性；礦物表面對水分子有較大的吸引力；礦物表面表現(xiàn)為親水性。當?shù)V物表面有極弱的分子鍵時，礦物表面有較弱的極性和化學活性；礦物表面對水分子有較小的吸引力；礦物表面表現(xiàn)為疏水性。不同晶格結構的極性順序極性由強到弱為：離子鍵、共價鍵、金屬鍵、分子建。礦物表面極性越強，礦物親水性越強；疏水性越弱；礦物天然可浮性越差。7） 煤的結構和性質：復雜的高分子有機化合物的混合物。煤不是晶體結構，組成復雜。絲炭、暗煤、鏡煤、亮煤。.煤的結構（萬一克列維廉模型）煤是多環(huán)芳香族高分子化合物有機質的基本結構單元主要是帶有支鏈和各種官能團的縮聚稠環(huán)芳香系統(tǒng)由多層平面碳網(wǎng)組成，并存在有側鏈煤化程度不同，層間距不同。.煤的性質煤的組成不均一，其可選性好壞與變質程度關系很大。煤的主體是多苯芳香核，具有疏水性。碳網(wǎng)上存在有不同數(shù)量的側鏈，在變質過程中，易生成酚基、羧基、醍基等，這些基團具有一定極性，即具有親水性。使煤粒的某些部位具有親水性。煤的結構中還有一定數(shù)量的礦物質，礦物質具有一定的極性，使煤粒部分表面具有親水性。煤表面的含氧官能團具有較高的活性，有利于雜極性藥劑的吸附。煤易氧化，特別在水中首先氧化的是甲基、亞甲基。8） 液相及其性質：水的性質1一切物質受熱時都增大自己的體積，即熱脹冷縮，同時減小密度。2水也具有這種性質，但是在0C和4°C之間例外，此時隨著溫度的升高，水的體積并不是3增加，而是縮小。4C時水的密度最大。4水的體積和溫度之間的關系不是直線關系，而是曲線關系，這和大多數(shù)物質不一樣。5表面張力是水以及固體的邊界分子聯(lián)結、“集合”、縮小體積（內(nèi)聚力）的一種能力6水還有一個奇怪的性質，就是在細玻璃管（毛細管）中可以觀察到'粘著性"（附著性）7水的導熱性較其他液體小，水的壓縮率很小，一般認為不可壓縮，純水幾乎是不導電的，天然水有微弱的導電性，含有離子雜質（鹽類）的水則是良好的導體9） 水分子結構水分子為一個四面體，以氧處在四面體的中心，兩個氫原子和兩對未共用電子占據(jù)四面體的角頂上，那么可以把這個四面體畫在一個立方體中，以四面體的角頂占據(jù)在立方體八個角頂中的四個角頂位置上10） 氣相及其性質：空氣具有非極性結構，是非極性物質。這些成份具有對稱結構，呈非極性，極易與非極性表面結合。特別注意氧氣對浮選的活化作用，不同礦物需要適宜的氧濃度不同；過量的氧氣，會促使礦物表面氧化。11） 潤濕現(xiàn)象：定義：水在固體表面展開的現(xiàn)象稱為潤濕。潤濕是自然界中常見的一種現(xiàn)象，水滴展開的程度越大，固體表面的潤濕性越好。礦表潤濕性的大小，常用接觸角來度量。12） 潤濕接觸角：定義：三相潤濕周邊上任一點處的氣液界面切線與固體表面之間包含液相的夾角稱為接觸角，用。表示。。角的理論取值為0~180°，0=0°礦表完全被潤濕，表現(xiàn)為絕對親水；。=180°礦表完全不能被潤濕，表現(xiàn)為絕對疏水。。角減小，潤濕性提高，礦物表面親水性增強，可浮性變差；。角增大，潤濕性降低，礦物表面疏水性增強，可浮性變好。潤濕性=8、0可浮性=1-cos013） 水化現(xiàn)象：礦物表面具有一定程度的極性，置于水中，將與極性的水分子發(fā)生作用，使水分子在其表面產(chǎn)生定向、密集排列，形成水化膜，這種現(xiàn)象稱為水化現(xiàn)象14） 水化膜對煤泥浮選的影響：浮選時，煤粒欲與氣泡發(fā)生附著，首先要排開二者之間的水化膜，此時需要外加一定的能量。煤泥浮選時，由于煤粒表面的疏水性較強，故形成的水化膜薄，不穩(wěn)定，排開較容易，煤粒與氣泡生碰撞時，它就能夠附著在氣泡表面，進入泡沫精礦；而矸石表面親水性較強，形成的水化膜厚，穩(wěn)定性好，矸石與氣泡碰撞時，水化膜很難破裂，所以矸石不能與氣泡附著，只能留在礦漿中。15） 固液界面電荷的來源（1）晶格構造離子的離解和吸附：（2）晶格構造離子經(jīng)歷水解反應后產(chǎn)生帶電的絡合離子（3）礦物晶格缺陷16） 總電位：礦物表面的電位，它的大小取決于礦物表面所帶的電量。電動電位：當?shù)V物顆粒運動時，吸附層隨著顆粒一起運動，而擴散層不動，顆粒與溶液間就產(chǎn)生電位差，稱電動電位。零電點：礦物表面電位由定位離子活度決定。溶液很稀時就等于它的濃度，在某一定位離子濃度下固體表面的正電荷數(shù)恰好等于負電荷數(shù)，礦物表面靜電荷為零。這時，溶液中定位離子濃度的負對數(shù)值稱為該礦物的零電點。等電點：一些表面活性電解質在礦物表面產(chǎn)生特性吸附，即可改變電動電位的大小，也可改變其符號，電動電位恰好為零時的電解質活度的負對數(shù)值稱為等電點。17） 吸附：液體（或氣體）中某種物質在相界面上產(chǎn)生濃度增高或降低的現(xiàn)象正吸附：對液體，當某種溶質加入到液體中，如果能使溶液表面能降低，表面層溶質的濃度大于溶液內(nèi)部，則稱該溶質為表面活性劑或表面活性物質。這種吸附叫正吸附負吸附：對液體，當某種溶質加入到液體中，如果能使溶液表面能升高，表面層溶質的濃度小于溶液內(nèi)部，則稱該溶質為非表面活性劑或非表面活性物質。這種吸附叫負吸附18） 吸附種類：1，按本質分類：物理吸附（凡是由分子鍵力引起的吸附，特點：熱效應小，無選擇性，吸附快，具有可逆性，易解吸，吸附的分子可在礦物表面形成多層）化學吸附（凡是由化學鍵力引起的吸附，特點：熱效應大，吸附牢固，不易解吸，吸附不可逆，通常是單層吸附，吸附具有很強的選擇性，吸附慢）按吸附物的形態(tài)：分子吸附，離子吸附，半膠束吸附，捕收劑吸附按吸附作用方式和性質：交換吸附，競爭吸附，特性吸附4，按雙電層中吸附的位置：雙電層內(nèi)層吸附和雙電層外層吸附19） 氣泡的礦化過程概念：指礦漿中被浮目的礦物有選擇地向氣泡粘附，形成礦粒-氣泡集合體的一種過程。氣泡礦化的影響因素：顆粒表面潤濕性；顆粒的粒度、密度、形狀、帶電狀態(tài)；氣泡尺寸及浮選槽內(nèi)液體動力學形態(tài).20） 氣泡的礦化過程：21） 浮選工藝對氣泡的要求：1泡直徑較小2氣泡在礦漿中應充分彌散，不兼并3氣泡穩(wěn)定性應適當22） 起泡劑的作用：1.降低氣液界面的張力，改善氣泡的分散度2.阻礙或減輕氣泡的相互兼并（滅）3、增大氣泡的機械強度，提高氣泡的穩(wěn)定性4、降低氣泡在礦漿中的升浮速度。23） 烴類油捕收作用：1）油滴在煤粒表面吸附，提高煤表面的疏水性；2）烴類油可以在煤粒與氣泡接觸的三相接觸周邊形成三相油環(huán)，提高煤粒與氣泡的粘著強度；3）油滴可與煤粒、氣泡形成氣絮團，增加上浮力，提高浮選速度24） 藥劑制度藥劑制度是浮選過程中添加的藥劑的種類、用量、配比以及加藥地點、加藥方式等的總稱。藥劑的種類煤泥浮選過程添加的藥劑主要有兩種，即捕收劑和起泡劑。捕收劑主要用于提高煤粒表面的疏水性，起泡劑則是改善礦漿中氣泡的性質。添加時，應先加捕收劑，后加起泡劑。有的藥劑兼有捕收性能和起泡性能，浮選時可只使用一種藥劑。藥劑的選擇1） 捕收劑一般來講，浮選活性高的藥劑，選擇性就較低。所以，對易洗煤，可選用浮選活性低的藥劑；對表面疏水性差的煤，應選用活性高的藥劑；細泥含量多時，用選擇性高的藥劑。2） 起泡劑煤泥中高灰細泥含量高時，應選擇氣泡直徑大、性脆、壽命不太長的起泡劑，以加強泡沫層的二次富集作用；煤泥中粗粒含量大時，應選用起泡率高，氣泡直徑小、壽命長的起泡劑，有利于提高粗粒在氣泡上附著的牢固強度。加藥方式和地點加藥方式分一點（集中）加藥和多點（分段）加藥兩種。一點加藥是將藥劑總量一次全部加入到攪拌桶中；分段加藥則是將所需的藥劑分別加入到攪拌桶和浮選槽內(nèi)，一般攪拌桶加60%~70%，其余的加到浮選槽。對易洗煤，常采用一點加藥；難浮煤或浮選活性高的藥劑，應采用多點加藥。藥劑消耗量藥劑耗量與藥劑種類、煤泥性質、礦漿濃度等都有關系。1）變質程度低的煤，表面被氧化的煤以及疏水性差的煤藥劑消耗普遍較高。2）細粒級物料含量越高，表面積越大，浮選時的藥耗越大。3）礦漿濃度越低，藥耗越大。油比“油比”是指浮選時添加的捕收劑與起泡劑的重量比。我國選煤用油比常在10:1~5:1之間。一般，對易洗煤采用小油比，反之，用大油比。25） 二次富集26） 傘型葉輪定子組的特點：1、 三層葉輪分別完成吸漿、吸氣和礦將循環(huán)。2、 雙系統(tǒng)進氣（套筒，中空軸）充氣量大，調節(jié)靈活3、 傘型葉輪上下兩個錐面的錐角不同，甩出的新鮮礦漿、循環(huán)礦漿、空氣交叉相遇有利于礦化。4、 傘型葉輪造成的W型礦漿運動方式減少了葉輪的深度，充氣量大，主電機功率小，粗顆粒、比重大的顆粒不易沉淀。5、 葉輪甩出的礦漿沖擊槽底消耗了部分動能，液面平穩(wěn)。6、 氣泡進一步被粉碎，氣液界面增加有利于浮選27） 礦漿準備作業(yè)的作用：促進藥劑的溶解和分散；使藥劑與礦粒預先接觸；調節(jié)礦漿濃度；為浮選機提供穩(wěn)定的入料。28）性能優(yōu)良的浮選機滿足下列要求：①充氣量大且易調節(jié)；②攪拌強度要足夠；③礦漿通過能力大；④形成穩(wěn)定的礦漿液面和泡沫層；⑤結構簡單，維修方便靈活；評價的參考依據(jù)：①氣性能和浮選指標；②處理能力；③動力消耗；④價格、安裝、操作、維修費用及占地面積等。29）浮選機的準備作用：切割空氣流生成氣泡；使礦粒處于懸浮狀態(tài)；促進難溶藥劑的溶解和分散；促使礦粒、氣泡、藥劑在槽內(nèi)均勻分布；為礦粒和氣泡的碰撞、粘附提供能量；<41w30) 一―e” XJM-4型浮選機該種浮選機采用傘型葉輪，兩面刮泡的槽體，礦漿從下面吸漿管吸入，礦漿和空氣將攪拌后由導向葉片拋出去，與槽體碰撞，然后轉為升上，使礦漿運動呈W形，泡沫從兩邊刮出，中煤將中間室進入下一室。主要結構：1、 采用傘型葉輪定子組：三層葉輪、葉輪錐面錐角不同、同時完成吸漿、吸氣和循環(huán)礦漿作用；強化浮選過程，雙系統(tǒng)吸氣，易于調節(jié)；“W”形礦漿運動，降低速度，保證礦化時間和液面平穩(wěn)。2、 采用淺槽浮選，提高充氣量，降低功率消耗。有利于煤炭的分選。3、 采用小直徑、高轉速的葉輪。研究發(fā)現(xiàn)：功率損耗與直徑的5次方成正比；功率損耗與轉速的3次方成正比。31)XJX-T12的結構特點：①中心套筒入料；②采用雙偏擺斜葉輪；礦漿在槽內(nèi)立體循環(huán)在浮選機中設置了倒錐形循環(huán)筒和假底，槽體上部未被礦化的礦漿通過循環(huán)筒重新進入葉輪，底部礦中漿則通過假底進入葉輪，實現(xiàn)礦漿的立體循環(huán)，加速了氣泡的礦化過程，對粗粒浮選尤為有利。氣溶膠加藥分段加藥時，藥劑可由定子循環(huán)孔和中空軸直接加入葉輪內(nèi)，藥劑被空氣流沖成霧狀，形成氣溶膠。氣溶膠加藥可增加礦粒、氣泡與藥劑的接觸幾率，提高浮選速度和浮選機的處理能力。設置新型中礦箱工作原理：葉輪旋轉產(chǎn)生負壓一中空軸進氣一葉輪區(qū)新鮮礦漿——中心入料管一葉輪區(qū)在葉輪的攪拌下，礦漿、藥劑、空氣充分混合后被葉輪甩出，與氣泡附著的煤粒跟隨氣泡上升，進入泡沫層；循環(huán)礦漿通過循環(huán)筒重新進入葉輪，再次與空氣接觸混合，不能與氣泡附著的脈石留在礦漿中，最終成為尾礦排出。32）XPM噴射式浮選機借促噴射器