《浮選基本原理》課件

浮選基本原理浮選是一種分離礦物顆粒的濕選工藝,通過(guò)礦物與水和氣泡之間的物理化學(xué)作用實(shí)現(xiàn)礦物分離。本節(jié)將介紹浮選的基本原理與工藝流程。浮選概述定義浮選是一種利用礦物表面性質(zhì)差異的選礦分離方法,通過(guò)化學(xué)和物理方法實(shí)現(xiàn)有價(jià)礦物與砂石分離的過(guò)程。應(yīng)用浮選廣泛應(yīng)用于金屬、非金屬和煤炭等礦物的分離選取,可以高效分離出各種金屬礦石和非金屬礦物。優(yōu)勢(shì)浮選工藝簡(jiǎn)單、選擇性強(qiáng)、回收率高、能耗低,是當(dāng)前礦物分離領(lǐng)域最常用也是最有效的方法之一。浮選定義分離原理浮選是利用礦物表面性質(zhì)的差異,運(yùn)用物理化學(xué)原理實(shí)現(xiàn)礦物顆粒分離的一種選礦方法。選擇性通過(guò)調(diào)控礦物表面性質(zhì),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)有價(jià)值礦物與無(wú)價(jià)值礦物的有效分離。廣泛應(yīng)用浮選技術(shù)廣泛應(yīng)用于有色金屬、稀有金屬、貴金屬等礦產(chǎn)資源的選礦冶煉中。浮選應(yīng)用礦物冶煉浮選技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬、非金屬礦物的冶煉過(guò)程中,可以有效分離和富集有價(jià)礦物。工業(yè)廢水處理浮選方法可用于工業(yè)污水中的懸浮、油脂等物質(zhì)的分離處理,是一種綠色環(huán)保的技術(shù)。生活垃圾分類采用浮選技術(shù)可以有效分離生活垃圾中的可回收物,提高回收利用率。其他應(yīng)用浮選技術(shù)還應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、印刷等領(lǐng)域,具有廣泛的應(yīng)用前景。浮選優(yōu)勢(shì)高效率浮選工藝能有效地分離出目標(biāo)礦物,回收率高,能耗低,生產(chǎn)效率優(yōu)于其他分選方法。廣泛應(yīng)用浮選技術(shù)適用于各種礦物的分選分離,可應(yīng)用于金屬礦、非金屬礦、煤炭等多個(gè)領(lǐng)域。環(huán)保清潔浮選采用濕法工藝,避免了干法造成的粉塵污染,是一種清潔環(huán)保的分選方法。浮選原理浮選過(guò)程的基本原理涉及接觸角理論、表面自由能理論和表面化學(xué)理論三方面。這些理論闡述了礦物顆粒在浮選過(guò)程中的物理化學(xué)行為,為浮選工藝的優(yōu)化提供了理論依據(jù)。接觸角理論表面張力表面張力是物質(zhì)內(nèi)部分子間的吸引力與表面分子間的吸引力的差異所產(chǎn)生的現(xiàn)象。這種差異會(huì)影響礦物與水的接觸角。礦物親和性礦物表面可以根據(jù)其親和性被分為疏水性和親水性。這種性質(zhì)直接影響了礦物在水中的浮選行為。接觸角接觸角是礦物表面與液體之間的夾角。接觸角反映了礦物表面的親和性,決定了礦物在液體中的浮沉行為。表面自由能理論表面自由能概念表面自由能是指礦物顆粒表面原子對(duì)周圍環(huán)境的吸引力。它決定了礦物表面的潤(rùn)濕性和親和力，從而影響浮選效果。表面自由能與接觸角表面自由能與礦物表面和捕收劑之間的接觸角成反比。接觸角越小，表面自由能越大，浮選效果越好。表面化學(xué)理論分子相互作用礦物表面是復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu),會(huì)發(fā)生各種化學(xué)、物理和電學(xué)相互作用。這些相互作用影響礦物表面特性,從而影響浮選效果。表面電荷礦物表面會(huì)帶有不同程度的電荷,這些電荷會(huì)影響表面性質(zhì)和與其他物質(zhì)的相互作用?？刂票砻骐姾墒歉∵x的關(guān)鍵。吸附機(jī)理捕收劑、起泡劑等試劑會(huì)通過(guò)化學(xué)吸附、物理吸附等方式附著在礦物表面,改變其親疏水性,從而實(shí)現(xiàn)選擇性浮選。浮選過(guò)程浮選過(guò)程是通過(guò)物理化學(xué)原理實(shí)現(xiàn)礦物分離的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中包括礦物表面性質(zhì)調(diào)控、捕收劑與起泡劑的作用機(jī)理以及綜合工藝參數(shù)的優(yōu)化。掌握這些基本原理對(duì)提高浮選分離效率至關(guān)重要。礦物表面性質(zhì)1親和性礦物表面可呈現(xiàn)親水性或疏水性,這會(huì)影響浮選過(guò)程中與氣泡的相互作用。2電荷狀態(tài)礦物表面存在電荷極性,這決定了在溶液中的離子吸附情況。3化學(xué)活性礦物表面基團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)性會(huì)影響捕收劑等試劑的選擇與用量。4表面粗糙度礦物表面的微觀結(jié)構(gòu)會(huì)影響氣泡附著以及水膜的穩(wěn)定性。捕收劑作用選擇性捕收劑可以有效地選擇性地吸附在目標(biāo)礦物表面,使其變得疏水,從而實(shí)現(xiàn)礦物的分離。親和性不同的捕收劑具有不同的親和性,可以針對(duì)不同性質(zhì)的礦物使用合適的捕收劑。浮動(dòng)性捕收劑使礦物顆粒變得疏水,從而具有上浮的能力,實(shí)現(xiàn)有價(jià)礦物的高效分離。起泡劑作用促進(jìn)泡沫生成起泡劑通過(guò)降低液體表面張力,使?jié){液中更容易形成穩(wěn)定的氣泡,從而為顆粒的浮選提供支撐。促進(jìn)礦物顆粒吸附起泡劑可以使礦物顆粒更好地吸附在氣泡表面,提高礦物的浮選效果。穩(wěn)定泡沫起泡劑還可以使浮選過(guò)程中形成的泡沫更加穩(wěn)定,不易破裂,保持良好的浮選效果。調(diào)節(jié)劑的作用pH調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)劑通過(guò)控制漿液的pH值,改變礦物表面的電荷性質(zhì),從而影響捕收劑的吸附,達(dá)到選擇性浮選的目的。表面化學(xué)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)劑還可以改變礦物顆粒的表面化學(xué)性質(zhì),如親和力、電荷、溶解性等,進(jìn)而影響浮選過(guò)程。分散效果某些調(diào)節(jié)劑能促進(jìn)礦物顆粒的分散,有利于提高礦物的游離程度和浮選效果。浮選設(shè)備浮選技術(shù)的核心是利用礦物粒子與水溶性氣泡的選擇性附著來(lái)實(shí)現(xiàn)礦物分離的過(guò)程。浮選設(shè)備是實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程的關(guān)鍵裝置。浮選機(jī)構(gòu)造主體結(jié)構(gòu)浮選機(jī)由浮選池、攪拌裝置、氣泡發(fā)生裝置等主要部件組成。池體采用耐腐蝕材料制造，能承受高壓力和密封性良好。攪拌系統(tǒng)機(jī)械式浮選機(jī)使用攪拌葉輪在浮選池內(nèi)產(chǎn)生劇烈攪拌,有助于充氣和礦物顆粒與氣泡的接觸。氣泡發(fā)生通過(guò)壓縮空氣進(jìn)入浮選池底部并細(xì)小化,形成大量小氣泡,提高礦物顆粒附著效率。運(yùn)行控制浮選機(jī)還配有電機(jī)、減速機(jī)等裝置,可調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速和氣流量,控制浮選過(guò)程。浮選機(jī)工作原理漿料輸入礦漿通過(guò)管道輸入浮選機(jī)內(nèi)部。充氣與攪拌浮選機(jī)內(nèi)部的攪拌器高速旋轉(zhuǎn),并向漿料中注入大量的細(xì)小氣泡。選擇性附著具有疏水性的礦物顆粒會(huì)附著在氣泡表面,而親水性的雜質(zhì)則不會(huì)。浮選分離帶有礦物顆粒的氣泡上浮并溢出,而雜質(zhì)沉淀在底部。浮選機(jī)分類機(jī)械浮選機(jī)通過(guò)機(jī)械攪拌實(shí)現(xiàn)礦物顆粒與氣泡的充分接觸,應(yīng)用廣泛。泡沫浮選機(jī)利用氣泡上升的原理進(jìn)行浮選,適用于細(xì)粒礦物的分離。柱式浮選機(jī)在垂直柱體內(nèi)通過(guò)氣流和漿液的接觸進(jìn)行浮選,適用于處理大規(guī)模原料。離心浮選機(jī)利用離心力促進(jìn)氣泡與礦物顆粒接觸,可提高浮選效率。浮選工藝浮選工藝是礦物分離的核心步驟,包括配料分散、pH調(diào)節(jié)、加入捕收劑和起泡劑等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。掌握關(guān)鍵工藝參數(shù)對(duì)于提高浮選效果至關(guān)重要。配料和分散1礦石粉碎將原礦料充分粉碎至適當(dāng)粒度2漿料配制將粉碎礦石與水混合制成漿料3分散處理添加分散劑,使礦物顆粒良好分散浮選過(guò)程的第一步是配料和分散。首先將原礦料經(jīng)過(guò)粉碎,達(dá)到適當(dāng)?shù)牧６?。然后將粉碎的礦石與水混合制成漿料,通過(guò)添加分散劑,使礦物顆粒充分分散,為后續(xù)浮選做好準(zhǔn)備。調(diào)節(jié)pH1添加酸性劑如硫酸、鹽酸等來(lái)降低pH值2添加堿性劑如消石灰、氫氧化鈉等來(lái)提高pH值3監(jiān)控pH變化實(shí)時(shí)檢測(cè)并調(diào)整至最佳pH范圍pH值的調(diào)整是浮選過(guò)程的關(guān)鍵步驟之一。通過(guò)添加酸性劑或堿性劑來(lái)改變漿液的酸堿性質(zhì),從而影響礦物顆粒表面的電荷狀態(tài)和親水性,進(jìn)而影響捕收劑的吸附效果和氣泡的附著性。加入捕收劑1選擇合適的捕收劑根據(jù)礦物的性質(zhì)和目標(biāo)物質(zhì)選擇最適合的捕收劑。不同礦物對(duì)應(yīng)不同的捕收劑。2控制捕收劑用量過(guò)量或不足的捕收劑用量都會(huì)影響浮選效果。需要仔細(xì)測(cè)試和調(diào)整用量。3確保充分溶解將捕收劑充分溶解在礦漿中,才能確保與礦物充分接觸。加入起泡劑1認(rèn)識(shí)起泡劑起泡劑是浮選過(guò)程中極其重要的一種化學(xué)試劑,它能夠在礦物表面形成穩(wěn)定的氣泡,有利于礦物顆粒附著和返浮。2選擇合適的起泡劑不同類型的礦物對(duì)應(yīng)不同的起泡劑,需要根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)钠鹋輨?控制起泡劑添加量起泡劑添加量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致氣泡過(guò)大和過(guò)于穩(wěn)定,影響浮選效果,需要根據(jù)實(shí)際情況合理控制添加量。浮選過(guò)程1布料將濃縮的礦漿送入浮選池2攪拌利用攪拌裝置充分混合礦物與試劑3起泡加入起泡劑,產(chǎn)生大量細(xì)小氣泡4浮選氣泡吸附目標(biāo)礦物上升至表面浮選過(guò)程包括布料、攪拌、起泡和浮選四個(gè)步驟。首先將濃縮的礦漿送入浮選池中,然后利用攪拌裝置充分混合礦物與各種試劑。接著加入起泡劑,產(chǎn)生大量細(xì)小氣泡。最后,氣泡會(huì)吸附到目標(biāo)礦物表面并將其帶至池面浮選出來(lái)。浮選工藝參數(shù)浮選工藝中有多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)需要精細(xì)調(diào)控,以確保高效分離礦物。下面將重點(diǎn)介紹幾個(gè)關(guān)鍵工藝參數(shù)及其影響。漿液濃度1影響漿液濃度漿液濃度是浮選過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù),它會(huì)影響礦物顆粒的分散性、碰撞頻率以及氣泡-顆粒的附著效果。2濃度控制范圍一般而言,浮選漿液濃度控制在25%-35%固體含量,可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。3漿液濃度優(yōu)化合理調(diào)節(jié)漿液濃度可以最大化礦物對(duì)氣泡的吸附,提高選礦效率和回收率。浮選時(shí)間時(shí)間控制浮選時(shí)間是決定礦物充分脫離母石的關(guān)鍵因素之一。需要根據(jù)礦物性質(zhì)合理設(shè)定浮選時(shí)間。時(shí)間效率過(guò)短的浮選時(shí)間可能導(dǎo)致礦物回收率降低,過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間則會(huì)增加能耗及成本。過(guò)程優(yōu)化通過(guò)對(duì)浮選時(shí)間的優(yōu)化,可以提高工藝效率,降低生產(chǎn)成本,達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益。攪拌強(qiáng)度控制沉浮平衡適度的攪拌強(qiáng)度可以幫助礦物與氣泡更好地接觸、達(dá)到理想的沉浮狀態(tài)。分散礦物顆粒強(qiáng)勁的攪拌可以將礦物顆粒充分分散,提高比表面積,促進(jìn)浮選反應(yīng)。增強(qiáng)泡沫穩(wěn)定性適當(dāng)?shù)臄嚢鑿?qiáng)度有助于維持泡沫的穩(wěn)定性,提高礦物的浮選效果。氣流量1細(xì)微調(diào)節(jié)合理控制浮選機(jī)進(jìn)氣量對(duì)于精準(zhǔn)調(diào)節(jié)浮選過(guò)程至關(guān)重要。2充氣效果適當(dāng)?shù)臍饬髁靠梢源_保充