浮选技术现状与发展趋势课件

浮选技术现状与发展趋势中南大学浮选技术现状与发展趋势中南大学1内容提要

浮选理论现状与进展1浮选药剂研究现状与进展2浮选工艺新进展3浮选设备新进展4内容提要浮选理论现状与进展1浮选药剂研究现状与进展22自然金、自然铜、滑石、朱砂等的开采与利用。公元前几千年的古埃及，中世纪的罗马帝国时代，中国古代，

古代湖南衡阳出土的商代青铜牛尊我国商朝即已有矿石拣选技艺

矿物加工与浮选的历史自然金、自然铜、滑石、朱砂等的开采与利用。公元前几千年3《天工开物》插图之一：河池山锡矿物加工与浮选的历史天工开物——淘洗铁砂《天工开物》插图之一：河池山锡矿物加工与浮选的历史天工开物—4矿物学之父的德国矿物学家阿格里科拉(AgricolaGeorgius)（1494～1555）以20年时间用拉丁文写成《论冶金》一书。该书于1556年问世

《论冶金》书中的插图——欧洲16世纪的水力驱动捣矿机和重选溜槽矿物加工与浮选的历史矿物学之父的德国矿物学家阿格里科拉(AgricolaGeo5近代19世纪末至20世纪20年代●颚式破碎机●球磨机●机械分级机●重选、电磁选的设备与工艺●浮选药剂、工艺与设备,特别是20年代初，脂肪酸、黄药、黑药在氧化矿和硫化矿浮选中的工业应用破碎、筛分、磨矿、重选、电选、磁选、浮选等矿物加工与浮选的历史近代19世纪末至20世纪20年代破碎、筛分、磨矿、重选、电选61890年，湖广总督张之洞主持兴建湖北汉阳铁厂

1894年7月3日张之洞视察汉阳铁厂●1909年（清宣统元年），湖南水口山建成我国第一座机选厂，即机械重力选矿厂，●1917年辽宁青城子建成铅锌浮选厂。近代矿物加工与浮选的历史1890年，湖广总督张之洞主持兴建湖北汉阳铁厂1894年77我国最大的选矿厂——江西德兴铜矿60kt/d大山选矿厂世界最大的选煤厂——中国山西省平朔煤矿安家岭选煤厂(15Mt/a)现代的矿物加工矿物加工与浮选的历史我国最大的选矿厂——江西德兴铜矿60kt/d大山选矿厂世界最81.浮选理论现状与进展经典浮选理论浮选溶液化学浮选电化学细粒浮选浮选药剂结构性能理论浮选理论现状与进展1.浮选理论现状与进展经典浮选理论浮选溶液化学浮选电化学细粒91.1经典浮选理论θ角越大,矿物表面疏水性越强；θ越小，矿物表面亲水性越强润湿现象

润湿是自然界中常的现象，是由于液体固体表面排挤在固体表面所产生的一种界面作用。易被润湿的表面称为亲液（水）表面，其矿物称为亲液（水）矿物；反之称为疏液（水）表面，疏液（水）矿物。润湿性与可浮性1.1经典浮选理论θ角越大,矿物表面疏水性越强；θ越小，矿101.1经典浮选理论可以通过添加化学药剂对矿物表面可浮性进行调控进而达到富集矿物的目的，如图增大黄药浓度时，矿物表面接触角增大，矿物表面疏水，进而回收率提高。润湿性与可浮性1.1经典浮选理论可以通过添加化学药剂对矿物表面可浮性111.1经典浮选理论优先解离优先吸附吸附和电离晶格取代电性与可浮性矿物表面荷电机理：

矿物的可浮性与矿物本身的电化学性质有关,研究矿物表面电位、动电位及电极电位的变化、双电层的变化性质，都有助于控制浮选过程。1.1经典浮选理论优先解离优先吸附吸附和电离晶格取代电性与可12矿物表面双电层示意图内层（定位离子层）；B—紧密层(Stern层)；C—滑移面；D—扩散层（Guoy层）；ψ0—表面总电位；ψδ—斯特恩层的电位；ζ—动电位；δ—紧密层的厚度1.1经典浮选理论电性与可浮性矿物表面双电层示意图1.1经典浮选理论电性与可浮性131.1经典浮选理论PZC和IEP是矿物表面电性质的重要特征参数，当用某些以静电力吸附作用为主的阴离子或阳离子捕收剂浮选矿物时，PZC和IEP可作为吸附及浮选与否的判据。当pH>PZC时，矿物表面带负电，阳离子捕收剂能吸附并导致浮选；当pH<PZC时,矿物表面带正电,阴离子捕收剂可以靠静电力在双电层中吸附并导致浮选。电性与可浮性1.1经典浮选理论PZC和IEP是矿物表面电性质的重要特征参14针铁矿的动电位与可浮性关系

针铁矿与石英混合物的分选1-以阴离子型RSO4为捕收剂1-阴离子型捕收剂R12OSO3Na2-以阳离子型RNH3为捕收剂2-阳离子型捕收剂R12NH2Cl1.1经典浮选理论针铁矿的动电位与可浮性关系针铁矿与石英混合物的分选1151.1经典浮选理论常见矿物表面零点位及等电点pH值矿物pHPZC或pHIEP矿物pHPZC或pHIEP赤铁矿Fe2O38.0，6，7.8，4孔雀石CuCO3·Cu(OH)27.9针铁矿FeOOH7.4，6.7菱锰矿MnCO310.5刚玉Al2O39.0，9.4菱铁矿FeCO311.2锡石SnO24.5，6.6水磷铝石AlPO4·2H2O4.0金红石TiO26.2，6.0红菱铁矿FePO4·2H2O2.8软锰矿MnO25.6，7.4白钨矿CaWO41.8墨铜矿CuO9.5黑钨矿（Mn·Fe）WO42－2.8赤铜矿Cu2O9.5高岭石Al3.4锆石ZnSiO35.8蔷薇辉石MnSiO32.8钛铁矿FeTiO28.5镁橄榄石Mg2SiO44.1铬铁矿FeCr2O45.6，7.2铁橄榄石Fe2SiO45.7磁铁矿Fe3O46.5红柱石Al2SiO37.5，5.2方解石CaCO38.2，9.5，6.0透辉石CaMg(SiO3)22.8菱镁石MgCO36－6.5滑石3.6菱锌矿ZnCO37.4，7.8石英SiO21.8，2.2电性与可浮性1.1经典浮选理论常见矿物表面零点位及等电点pH值矿物pHP161.1经典浮选理论药剂的吸附能力与可浮性捕收剂的结构包括链长、基团种类、支链结构、侧链基团等会直接影响矿物-药剂的相互作用，进而影响到浮选的回收率。1.1经典浮选理论药剂的吸附能力与可浮性捕收剂的结构包括链长17碰撞理论(YoonandLuttrell,1989)黏附理论(YoonandLuttrell,1989)诱导时间(fromdatabyDaietal,1999)稳定理论(Schulze,1993)1.1经典浮选理论气泡大小与浮选动力学碰撞理论(YoonandLuttrell,1989)181.1经典浮选理论-10微米粘土用不同粒度的气泡进行浮选的结果

颗粒粒度不同，需要不同粒度的气泡进行浮选，如果颗粒与粒度匹配，浮选结果好，反之亦然。图示表明，对于-10微米粘土颗粒来说，5-10微米的气泡与颗粒碰撞效率更好，浮选结果更理想。气泡大小与浮选动力学1.1经典浮选理论-10微米粘土用不同粒度的气泡进行浮选的结191.2浮选溶液化学浮选剂/矿物相互作用溶液平衡辛基羟肟酸与Mn2+、Fe2+生成化合物的条件溶度积及其在黑钨矿上的吸附量和矿物的浮选回收率与pH值的关系考虑矿物表面金属离子的水解反应，浮选剂离子的加质子反应，计算这种反应产物的条件溶度积，预测浮选剂与矿物表面相互作用最佳条件，1.2浮选溶液化学浮选剂/矿物相互作用溶液平衡辛基羟肟酸201.2浮选溶液化学浮选剂解离组分分布与浮选活性

通过溶液平衡计算，确定浮选剂解离组分分布，讨论其浮选活性。β-辛基胺基乙基膦酸（ONP）解离组分分布（1a）及其浮选萤石、白钨矿、重晶石回收率（1b）与pH值的关系。1.2浮选溶液化学浮选剂解离组分分布与浮选活性通过211.3浮选电化学电位对不同硫化矿物浮选有决定性影响浮选回收率与电位关系1.3浮选电化学电位对不同硫化矿物浮选有决定性影响浮选回收221.3浮选电化学矿物表面的阳极反应捕收剂的单分子吸附X-=Xad+e捕收剂被氧化为双分子（黄铁矿）2X-=X2+2e捕收剂与表面金属离子进行电化学反应（方铅矿）2MS+4X-→2MX2+S2O32-+6H2O+8e

阴极反应1/2O2+H2O+2e→2OH-

在不同矿浆氧化还原气氛下，硫化矿溶液界面发生不同的电化学反应，表现不同的浮选行为。1.3浮选电化学矿物表面的阳极反应231.3浮选电化学黄药与方铅矿表面作用生成黄原酸铅1.3浮选电化学黄药与方铅矿表面作用生成黄原酸铅241.3浮选电化学黄药与黄铁矿表面作用生成双黄原酸1.3浮选电化学黄药与黄铁矿表面作用生成双黄原酸251.4细粒浮选理论颗粒间相互作用力DLVO力–范德华引力–静电斥力扩展DLVO力–溶剂化力(斥力)离子化力–位阻力(斥力)–疏水力(引力)1.4细粒浮选理论颗粒间相互作用力DLVO力26颗粒间相互作用力颗粒的存在状态取决于颗粒间引力和斥力的平衡，斥力大于引力，导致分散，引力大于斥力，导致凝聚1.4细粒浮选理论颗粒间相互作用力颗粒的存在状态取决于1.4细粒浮选理论27颗粒间相互作用力

可以通过添加分散剂和絮凝剂的形式来调节颗粒表面电势，以达到调节颗粒间相互作用的目的。如通过控制静电斥力和位阻实现分散。1.4细粒浮选颗粒间相互作用力可以通过添加分散剂和絮凝剂的形式来调节颗粒28颗粒间相互作用力AFM检测的ZnS与黄铁矿作用能调整剂石灰,捕收剂黄药活化剂硫酸铜研究颗粒间相互作用，有助于我们理解矿物颗粒间的微观行为，进而对实践进行指导。如：AFM检测的ZnS与黄铁矿作用能表明，随着pH升高，闪锌矿与黄铁矿颗粒间的吸引能减小，排斥能变化不大，导致两者发生异相凝聚的几率减小，有利于品位提高。1.4细粒浮选颗粒间相互作用力AFM检测的ZnS与黄铁矿作用能研究颗粒间相29通过分子设计，筛选有针对性改变矿物表面性质的专用表面活性剂表面活性剂分子的基团独立性原理浮选剂基团组装模型（见下图）通过量子化学及经验公式的计算，定量设计分子结构浮选剂分子内的化学基团组装1.5浮选药剂结构性能理论通过分子设计，筛选有针对性改变矿物表面性质的专用表面活性剂浮30浮选剂分子内的化学基团组装浮选剂作用的三项因素价键因素亲水—疏水因素空间因素

(药剂基团与矿物靶点的几何大小关系)药剂矿物疏水端亲水端浮选剂矿物靶点1.5浮选药剂结构性能理论浮选剂分子内的化学基团组装浮选剂作用的三项因素价键因素亲水—31

已知药剂库药剂活性数据库

量子化学参数QSAR计算解释预测和设计训练\计算验证开发新药1.5浮选药剂结构性能理论已知药剂库药剂活性数据库量子化学参数QSAR解32浮选剂起泡剂捕收剂调整剂2.浮选药剂研究现状与进展浮选剂起泡剂捕收剂调整剂2.浮选药剂研究现状与进展33金属硫化矿（CuFeS2,PbS,ZnS,FeS2）捕收剂黄药(烷基二硫代碳酸盐)捕收剂的组装:乙醇基+二硫化碳黄原酸(钠)

CH3-CH2-OH+S=C=SCH3CH2-O-C-SH(Na)S烷基氨基二硫代甲酸（盐）捕收剂的组装:硫胺酯类捕收剂的组装:SN-C-SH(Na)CH3CH2CH3CH2疏水基亲矿基疏水基亲矿基C=SCH3—CH2—NHCH—OCH3CH3硫化矿捕收剂2.1捕收剂金属硫化矿（CuFeS2,PbS,ZnS,FeS2）捕收剂34捕收矿物捕收剂名称结构式黄铜矿黄原酸甲酸酯ROC(S)SCOOR’甲基硫胺酯C2H5OC(S)NHCH3O-乙基N,N二甲硫胺酯C2H5OC(S)N(NH3)2N-烯丙基O-异丁基硫胺酯i-C4H9OC(S)NHCH=CHCH3铜、镍硫化矿三硫代碳酸钠RS(S)SNa二甲基氨基二硫代甲酸钠(CH3)2NC(S)SNa十二烷基叔硫醇C12H25SH黄铁矿，（含金）黄铁矿已基硫代乙胺盐酸盐CH3(CH2)4CH2SCH2CH2NH2·HCLArmac捕收剂C12H23NHCH2C(O)SH←→C12H23NHCH2C(S)OH二烃基一硫代磷酸盐(RO)2P(S)OH黄铜矿、晨砂二苯基二硫代次膦酸(C6H5)2P(S)SH硫化铜、铅矿二丁基二硫代次膦酸钠(C4H9)2P(S)SNa已知结构式的硫化矿捕收剂硫化矿捕收剂捕收矿物捕收剂名称结构式黄铜矿黄原酸甲酸酯ROC(S)SCO35用代号表示的硫化矿捕收剂捕收矿物代号硫化铜矿AP，DY-1，NXP-1‘JT-235含Au,Ag硫化铜、镍矿等Y-89，MOS-2，T-2K，BS-1201高硫含Au铜矿Mac-10含Co硫化铜矿TF-3硫化铜、镍矿PN405，T-208，BF系列捕收剂，PN403硫化铅、锌矿36#黑药,ZY101硫化银、铜、铅、锌矿BK905B，BK906含铅、锌的银矿BK320Au,Ag矿FZ-9538含砷、锑、硫、碳的金矿ZJ-1辉钼矿N-132含砷铜锡多金属硫化矿KM-109硫化矿捕收剂用代号表示的硫化矿捕收剂捕收矿物代号硫化铜矿AP，DY-136硫化矿的混合捕收剂

捕收矿物代号简单说明硫化铜矿PAC+复合黄药浮里伍铜矿精矿品位提高2.61%，回收率提高4.89%PN4055+ZY-111浮硫化铜矿与现场使用药剂相比浮铜指标高乙黄药+Z-96浮硫化铜矿，铜回收率提高2%硫化铜镍矿ZNB组合药方ZNB1、ZNB2、ZNB3组合药方浮选金川铜、镍矿比用Y-89效果好低硫亚砜与黄药混用低铜镍矿捕收剂效果好含Cu,Pb,Zn,Au,Ag硫化矿Z-200+黄药浮多金属硫化铜矿比单用黄药，回收率高40#捕收剂由三种碳链长短不同的黄药混合而成，适宜用于多种硫化矿，对黄铁矿浮选效果好丁黄药+SK提高含Au硫化矿浮选速度，得到较高浮选指标砂岩-碳酸岩铜矿F-100+LET+MX浮砂岩-碳酸岩铜矿效果好，提高了浮选指标银矿丁黄药和戊黄药1:3与9538混用浮选丰宁银矿与原用药剂相比，浮选指标显著提高硫铁矿W3+W4W3与W4混用浮选硫铁矿效果好硫化矿捕收剂硫化矿的混合捕收剂捕收矿物代号简单说明硫化铜矿PA37铝硅酸盐矿物高效捕收剂新型捕收剂多胺系列（N-烷基-1，3-丙二胺)R-N-C3H6-NHHHR=直链烷基,芳香烃等季铵系列（N-烷基-三甲基铵盐)R-N-(CH3)3Br常规捕收剂-直链烷基胺R-NHH常用于半溶盐类矿物（如磷酸盐矿、萤石矿等）和氧化物（如赤铁矿、金红石等）浮选，用于铝土矿选择性不足。氧化矿捕收剂铝硅酸盐矿物高效捕收剂新型捕收剂R-N-C3H6-NH38新型捕收剂多胺(DN)和季铵系列比常规捕收剂直链十二胺浮选高岭石、伊利石的浮选pH范围更宽，回收率更高，可作为反浮选捕收剂。高岭石和伊利石浮选回收率与pH的关系高岭石浮选回收率与pH的关系铝硅酸盐矿物高效捕收剂（反浮选）氧化矿捕收剂新型捕收剂多胺(DN)和季铵系列比常规捕收剂直链十二胺浮选高39已知结构的氧化矿捕收剂

捕收矿物药剂名称磷矿TS捕收剂，米糠油皂，葡萄油皂萤石矿H602捕收剂，环烷酸钠，改性脂肪酸白钨矿氧化石蜡皂，改性脂肪酸赤铁矿磺化氧化石蜡皂，二-乙基已基磷酸黑钨矿苯甲羟肟酸，新型螯合捕收剂COBA，苯胺水扬醛西佛氏碱一水硬铝石新型螯合捕收剂COBA叶腊石，高岭石十六烷基三甲溴化铵光卤石十八胺，结构式：CH3(CH2)16CH2NH2稀土矿2-羟基3-萘甲羟亏酸，1-羟基2-萘甲羟亏酸，2-羟基1-萘甲醛肟氟碳铈矿C5-9羟肟酸，用来浮选氟碳铈矿硅孔雀石等石盐烷基吗啉捕收剂铁矿反浮选醚胺；叔胺：氧化矿捕收剂已知结构的氧化矿捕收剂捕收矿物药剂名称磷矿TS捕收剂，米糠40用代号表示的氧化矿捕收剂捕收矿物药剂名称钛铁矿MOS捕收剂，F968捕收剂，R-2捕收剂，ROB捕收剂，ZY捕收剂，RST捕收剂，H717捕收剂，赤铁矿SH-A捕收剂，RN-665螯合捕收剂，MKS混合磺酸捕收剂，RN-665捕收剂，SKH捕收剂，MZ-21，RA-315，RA-515铁矿捕收剂黑钨矿，白钨矿GY捕收剂，CF捕收剂铁精矿脱硅CS2:CS1=I阳离子捕收剂，YS-73捕收剂磷矿AW-02捕收剂，FA-8042捕收剂，ZP-02，ABSK捕收剂，TXP-2捕收剂铝土矿RL捕收剂氧化铜矿ZH捕收剂水锌矿CSFA捕收剂锡石细泥ZJ-3捕收剂锂辉石TXLi-1捕收剂萤石TXF-1捕收剂，FA-8042捕收剂氧化矿捕收剂用代号表示的氧化矿捕收剂捕收矿物药剂名称钛铁矿MOS捕收剂，41活化剂活化矿物活化剂名称或代号简要说明Pb、Zn硫化矿氨基醇活化剂氨基乙醇，2，3一二氨基丙醇或羟基吡啶，对铅锌硫化矿均有活化作用雌黄，金红石硝酸铅销酸铅活化雌黄比硫酸铜强；活化金红石硫化矿H2O2用黄药浮硫化矿时在矿浆中加入适量H2O2可提高浮选指标闪锌矿CuSO4，L21,Yo活化剂活化氰浸渣中的闪锌矿使闪锌矿能很好浮选磁黄铁矿MHH-1,ZM22活化剂活化磁黄铁矿使它可浮性增加与磁铁矿浮选分离氧化铜矿PB2,D2，D3活化剂硫化黄药浮选氧化铜矿，加入活化剂D2能显著提高浮选指标，D3亦有明显活化效果2.2调整剂活化剂活化矿物活化剂名称或代号简要说明Pb、Zn硫化矿氨基42已知结构的抑制剂

抑制矿物抑制剂名称黄铁矿含钙化合物；硫化物；含硫的酸类（亚硫酸，亚硫酸钠,硫代硫酸钠，二氧化硫等）；RC；；糊精，巯基乙酸方铅矿重铬酸钾；亚硫酸钠+氯化钙；亚硫酸+淀粉+重铬酸钾；二氧化硫+淀粉；硫化钠+淀粉；硫代硫酸钠+铝盐或硫酸铁,CMC+重铬酸钾闪锌矿氰化物；硫化物；含硫的酸类；亚硫酸+硫酸锌，亚硫酸钠+硫酸铁，二氧化硫+少量氰化物）氢氧化钠，锌酸盐，氨、氢、锌络合物，铜矿物漂白粉，高锰酸钾，刚果红，铁氰化钾，氰锌络合物，硫化钠+氰化物磁黄铁矿二乙烯三胺和SO2，DMPS，毒砂次氯酸钙，POKC方解石，白云石酸性水玻璃+添加剂Y+添加剂A，GF6抑制剂，苯氧乙酸系列抑制剂，烷氧基化烷基酚，水玻璃与Na2S混用硅酸盐矿六偏磷酸钠，磷酸酯淀粉，氟硅酸钠，氢氟酸，水玻璃+Fe3++Al3+混用磷矿磷酸，磷酸三钠，偏磷酸钠蛇纹石CMC，六偏磷酸钠，水玻璃，古尔胶，抑制剂已知结构的抑制剂抑制矿物抑制剂名称黄铁矿含钙化合物；硫化物43抑制矿物抑制剂名称或代号黄铁矿DF-3#，RC，DS+YD组合抑制剂砷黄铁矿MAA抑制剂硫化锌矿ZL-01，MY1+ZnSO4

，D6，CCE硫化铜DPS，TS抑制剂黄铜矿CTP，ASC方铅矿DPS，ASC抑制剂一水硬铝石SA3系列抑制剂抑制剂用代号表示的抑制剂抑制矿物抑制剂名称或代号黄铁矿DF-3#，RC，DS+YD组44主要起泡剂

起泡剂名称简要说明六碳醇起泡剂以丙烯二聚物为原料合成，性能与MIBC相近145起泡剂C5-7醇混合物在铜录山试验和使用，优于松醇油BK起泡剂BK201，

BK204，

BK206主要为高碳脂肪醇,醚，酯;浮选铜镍矿优于松醇油,321起泡剂主要成份为多种醇类，使用于Pb、Zn、Cu矿浮选优于松醇油杂醇油主要成份为多碳醇，浮选金矿与松醇油相比指标相当YC-111起泡剂主要成份为混合高级醇和混合酯类，在德兴铜矿用于Mo浮选SDJ-2起泡剂主要成份为高级醇类和醚酯化合物SK96起泡剂主要成份是肪肪醇，酮和酯等同系物，与松醇油基本相当730系列起泡剂主要成份为2,3,4-三甲基3-环已烯-1-甲醇，樟脑C6-8醇和醚酮等，用于Pb,Cu,Zn等硫化矿，氧化矿浮选FRIM-ZPM起泡剂与松醇油，T80，MIBC等对比，选择性与MIBC相当，价格便宜，用于黄铁矿，铜钼矿浮选醚醇例如：CH3O(CH2CH2O)2H和CH3O[(CH2)2CH2O)]2H为代表浮铜，可提高回收率3%左右2.3起泡剂主要起泡剂起泡剂名称简要说明六碳醇起泡剂以丙烯二聚物45

载体浮选技术2浮选脱硅技术31电位调控浮选技术高分子溶液剂3.浮选工艺新进展

铁矿浮选技术45磷矿浮选技术废水循环利用6载体浮选技术2浮选脱硅技术31电位调控浮选技术高分46药剂浓度pH3.1电位调控浮选技术药剂--pH值二维参数系统每一种硫化矿都有其适合浮选的矿浆电位范围药剂浓度pH3.1电位调控浮选技术药剂--pH值二维参数系统47通过矿浆电位——药剂——pH值的合理匹配与调控，形成三维浮选化学参数体系。改善多种矿物浮选分离条件，设计出二维体系不能解决的不同矿物的分选工艺。3.1电位调控浮选技术通过矿浆电位——药剂——pH值的合理匹配与调控，形成48矿浆原生电位：硫化矿在磨矿给药条件下，在磨机中发生各种复杂的电化学反应形成矿浆混合电位，我们称之为“矿浆原生电位”。只要对矿浆原生电位合理调节，可完全满足矿物电位调控浮选分离的条件。矿/钢球、衬板矿/矿矿/药剂/钢球、衬板磨矿矿浆原生电位捕收剂pH调整剂给矿3.1电位调控浮选技术矿浆原生电位：硫化矿在磨矿给药条件下，在磨机中矿/钢球、衬49多次精选多次扫选粗选搅拌调浆电位的测量与调控药剂的种类、用量、加入点pH值、调整剂种类和用量浮选流程结构磨矿产品原生电位调控浮选的三维体系添加少量的捕收剂与起泡剂中矿E3、pH3药剂（种类、用量）

E1、pH1E2、pH2E4、pH4E5、pH5捕收剂活化剂3.1

电位调控浮选技术多次精选多次扫选粗选搅拌调浆电位的测量与调控50提高选矿厂生产能力50%缩短工艺流程一半3.1电位调控浮选技术降低药耗30-50%,能耗15-20%可节省建厂投资30—40％

提高选矿厂生产能力50%3.1电位调控浮选技术降低药耗30-51R=0.005mm赤铁矿与粗粒赤铁矿相互作用的DLVO和EDLVO势能曲线界面力判据3.2载体浮选技术粗粒效应R=0.005mm赤铁矿与粗粒赤铁矿相互界面力判据3.2载523.2载体浮选技术3.2载体浮选技术53一水硬铝石α-AlO(OH)高岭石Al4[Si4O10](OH)8叶腊石Al2[Si4O10](OH)2伊利石K1-1.5Al4[Si7-6.5Al1-1.5O20](OH)4石英SiO2各种铝土矿矿床选择性分离铝土矿组成◑我国铝土矿90%以上为一水硬铝石型中低品位铝土矿,不适用拜耳法处理。因此，我国现有氧化铝生产技术采用的是混联法和烧结法，生产成本偏高，产品中硅等杂质的含量也较高。◑浮选脱硅技术可有效提高铝土矿的铝硅比，可从6提高到11以上，从而可大幅降低氧化铝生产中的能耗，提高氧化铝产品的质量。3.3浮选脱硅一水硬铝石α-AlO(OH)高岭石Al4[Si4O10](O54正浮选脱硅技术:浮选一水硬铝石铝土矿原矿A/S=5-6铝土矿精矿回收利用尾矿A/S〉11一水硬铝石铝土矿反浮选:浮选叶腊石、伊利石和高岭石等3.3浮选脱硅正浮选脱硅技术:浮选一水硬铝石铝土矿原矿A/S=5-6铝土矿55按可利用的铝硅比值我国铝土矿资源量的保证年限A/S>109~107~96~74~6<4资源储量(亿吨)1.62.683.362.5211.181.71可采资源储量(亿吨)1.121.882.351.767.831.2资源储量保证年限7.512.515.711.752.28累积保证年限2035.747.499.6107.6注:资源储量按23亿吨计;氧化铝年产量按800万吨计;消耗铝土矿矿石量按1500万吨计;资源可采率按70%计3.3浮选脱硅按可利用的铝硅比值我国铝土矿资源量的保证年限A/S>109~563.4铁矿浮选技术3.4铁矿浮选技术57截至2002年底，中国保有铁矿产地1995处，保有资源储量578.72亿吨，其中保有储量118.36亿吨，基础储量213.57亿吨，资源量365.15亿吨。2002年，全国铁矿企业达到3867个，其中大型34个，中型43个，小型1407个，群采小矿2383个。2003年规模以上铁矿企业生产铁矿石26108万吨，加上群采小矿的产量，全国铁矿石产量达到32000万吨。3.4铁矿浮选技术截至2002年底，中国保有铁矿产地1995处，58铁矿石正浮选3.4铁矿浮选技术正浮选特点：药方简单，成本较低，适合处理脉石较简单的矿石，有时需要多次精选才能得到合格精矿，泡沫发黏，不易浓缩过滤。。正浮选闭路试验工艺流程铁矿正浮选：用阴离子捕收剂,从原矿中浮出铁矿物铁矿石正浮选3.4铁矿浮选技术正浮选特点：药方简单，成本较59铁矿石反浮选:用阴离子捕收剂反浮选石英类脉石矿物，用钙离子活化后用脂肪酸类捕收剂进行正浮选，槽中产物是铁精矿；此法适用于品位较高，脉石较易浮的铁矿石的浮选。3.4铁矿浮选技术用阴离子或阳离子捕收剂,从原矿中浮出脉石矿物用淀粉、磺化木素和糊精等抑制铁矿物。单用氢氧化钠或它与碳酸钠混用，调整pH到11以上。常用钙盐活化，用得最多的是氯化钙，其次是氢氧化钙。铁矿石反浮选:用阴离子捕收剂反浮选3.4铁矿浮选技术用阴离603.4铁矿浮选技术铁矿石反浮选用阳离子捕收剂反浮选阳离子捕收剂反浮选是在pH8-11,用胺类捕收剂浮选含硅脉石(主要是石英)；此法适用于高品位，成分较复杂的含铁矿石的浮选。水玻璃、单宁和磺化木素等抑制铁矿物。胺类捕收剂用来浮选石英脉石，其中以醚胺最好，脂肪胺次之。在pH为8～9时，抑制效果最好。作为铁矿物的抑制剂还可用各种类型的淀粉(玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、高梁淀粉和栗子淀粉等)。3.4铁矿浮选技术铁矿石反浮选用阳离子捕收剂反浮选613.4铁矿浮选技术铁矿石反浮选选择性絮凝反浮选该法是使铁矿物先絮凝成团，脱除分散悬浮的脉石矿泥，然后进行反浮选；捕收剂可用阴离子型，也可用阳离子型。浮选脱硫反浮选我国金山店铁矿属高硫低磷原生磁铁矿。用丁黄药与2#油组合的简单药剂制度，经一次反浮选脱硫，就可使铁精矿含硫量从0.22%降至0.04%。3.4铁矿浮选技术铁矿石反浮选选择性絮凝反浮选62铁矿石反浮选3.4铁矿浮选技术磁选精矿给入第一个浮选柱中,选别后的精矿进入下一个浮选柱两段Deister浮选柱反浮选铁矿工艺流程图铁矿石反浮选3.4铁矿浮选技术磁选精矿给入第一个浮选柱中632000年以来，我国鞍钢弓长岭和齐大山铁矿选厂、太钢尖山选厂、酒钢选厂、莱钢等也都推广应用了阴离子或阳离子反浮选“提铁降硅”，效果明显厂名矿石

改造前铁精矿（%）改造后铁精矿（%）工艺TFeSiO2TFeSiO2弓长岭磁铁矿65.58～968.9＜4阳离子反浮选齐大山赤铁矿65.09～1067.5＜4阴离子反浮选尖山磁铁矿65.08～969.5＜4阴离子反浮选酒钢镜铁矿55.511～1262.0＜6阳离子反浮选我国铁矿选矿厂“提铁降硅”改造前后铁精矿质量对比3.4铁矿浮选技术2000年以来，我国鞍钢弓长岭和齐大山铁矿选厂、643.5磷矿浮选技术磷矿石浮选技术的关键：含磷矿物与含钙的碳酸盐（如方解石、白云石等）和含硅矿物的分离磷矿石浮选工艺磷矿石选矿研究的重点是：实现无碱、常温浮选和对伴生元素的综合回收中国磷矿资源特点：具有工业价值的大型磷矿以沉积磷块岩为主,占总储量约69%(以P2O5

计约90%);中低品位磷矿占总储量的绝大部分,P2O5

大于30%以上的富矿储量仅占5.8%左右；绝大多数磷矿石都需经选矿富集才能利用,而储量最大的硅—钙质沉积磷块岩矿石又属于难选矿石3.5磷矿浮选技术磷矿石浮选技术的关键：含磷矿物与含钙的碳65磷矿物浮选方法主要有五种：1）正浮选即使用水玻璃和淀粉等抑制碳酸盐等脉石矿物，用脂肪酸作捕收剂浮出磷矿物；2）反浮选即用六偏磷酸钠抑制磷矿物，用脂肪酸反浮浮出碳酸盐脉石矿物；3）反—正浮选用有选择性的烃基硫酸酯作捕收剂，先浮出碳酸盐矿物，再用油酸浮出磷矿物；4）正—反浮选先浮出磷矿物再浮出碳酸盐矿物；5）双反浮选先浮出碳酸盐，然后浮出硅酸盐。3.5磷矿浮选技术磷矿石浮选工艺磷矿物浮选方法主要有五种：3.5磷矿浮选技术磷矿石浮选工663.5磷矿浮选技术湖北保康反—正浮选流程及药剂制度3.5磷矿浮选技术湖北保康反—正浮选流程及药剂制度67项目实施技术路线小型试验工业试验设计浮选电化学铅锌选矿废水特征与利用凡口铅锌矿选矿废水利用技术工艺实验研究理论分析废水特性与澄清净化处理铅锌浮选行为消除废水不利因子技术措施浮选药剂作用废水循环利用生产技术条件工业试验应用水化学厡理浮选理论各参数科学关系优化耦合3.6废水循环利用技术项目实施技术路线小型试验工业试验设计浮选电化学铅锌选矿废水特68高效浓密机的使用给料自动稀释系统-决定最适宜的高效浓密机给料固体浓度，中心给料筒-使料浆进入给料井，絮凝化后直接进入沉砂3.6废水循环利用技术高效浓密机的使用3.6废水循环利用技术693.6废水循环利用技术3.6废水循环利用技术704.浮选设备新进展浮选设备发展趋势（1）浮选设备的大型化。目前世界上最大规格的浮选机容积达200m3，浮选柱容积达220m3；国内最大规格的浮选机容积达160m3；（2）浮选设备的节能降耗，是近期浮选研究的热点；（3）粗粒浮选、高效节能浮选及复合力场细粒和微细粒浮选设备仍是今后浮选机的研究方向；（4）随着社会和科学技术的进步，浮选设备的应用领域在不断的扩大，不仅用于分选矿物，还用于冶金、造纸、农业、食品、医药、微生物、环保等行业的许多原料、产品或废弃物的回收、分离、提纯；（5）自动化控制程度越来越高。目前代表国际上浮选设备研究开发和应用水平的有芬兰的Outokumpu公司，美国的Dorr-OliverEmico公司，芬兰的Metso公司，俄罗斯的国立有色金属研究院，我国的北京矿冶研究总院（BGRIMM）等。4.浮选设备新进展浮选设备发展趋势（1）浮选设备的大型化。714.1.1Outokumpu浮选机4.1浮选机Outokumpu公司是一个面向全世界的通用金属集团。自1959年其研制的第一批OKKO-1.5、OKKO-3浮选机在Kolatahti选矿厂投入使用后的近45年来，浮选一直是Outokumpu公司的开发重点。Outokumpu公司技术部一直在研制能有效混合和充气的机构，以及设计新型槽体和泡沫处理系统。

Outokumpu公司已经把其浮选操作技术成功地应用于自己在世界各地的矿山中，解决各种矿物加工应用的需要。他们十分注重每个浮选作业的独立性，为适应矿山的需要，开发了用于粗选的闪速浮选机、用于粗、扫选的OK浮选机、用于精选的HG（highgrade）浮选机，以及模拟浮选柱，并在其中加入机械装置的TankCell型浮选机。

4.1.1Outokumpu浮选机4.1浮选机Outok72闪速浮选机4.1浮选机4.1.1Outokumpu浮选机

闪速浮选机应用于磨矿分级回路，旋流器沉砂作为闪速浮选机给矿，利用充气在槽底混合矿浆，粗砂直接返回到磨机中。闪速浮选产出的高品位精矿混合到最终精矿中。由于闪速浮选的精矿粒度较粗，这种混合精矿脱水比较容易，它的另一个优点是节省了大量药剂和能耗，为主浮选流程提供了稳定的给矿，最终精矿质量较高，选厂处理能力提高，其主要特点为：⑴使有用矿物过磨的现象改善；⑵能在较粗粒级下，选择性浮选有用矿物；⑶易用于任何流程中。

闪速浮选机4.1浮选机4.1.1Outokumpu浮选机73

OK浮选机是奥托昆普公司长期研究的结晶，与常规浮选机相比，具有占地面积小、设备基础小等优点。特点有：⑴槽体为漏斗形，没有死角，同时也有助于矿浆和泡沫向泡沫槽流动；⑵槽体重量轻，并可自行支撑；⑶对粗砂和细粒都有较理想的矿流；⑷在同一槽体内，采用不同的转子－定子组合，即可适应粗粒或细粒的选别；⑸新型的泡沫收集方法，锥形槽体缩小了矿浆表面积有助于形成厚泡沫层，并使泡沫层厚度易调。

OK浮选机4.1浮选机4.1.1Outokumpu浮选机OK浮选机是奥托昆普公司长期研究的结晶，与常规浮选机相74

为充气式机械搅拌浮选机，于1983年首次使用，2001年按比例放大到160m3。其槽体为圆柱形，空气从空心轴注入叶轮中间，矿浆由底部进入槽体，泡沫从槽体上方的溢流堰排出。相当一部分矿浆从转子的上面垂直向下流动，转子的排出口存在一个高压力区，在进口处相应地存在一个低压区，矿浆流沿着最小阻力的途径从高压区域流向低压区域，作业配置采用阶梯配置。主要特点是：同时具有浮选柱和机械搅拌式浮选机的特点，既可以使粗粒充分悬浮，又可以获得较高品位的精矿。规格主要有：TC-200、TC-160、TC-150、TC-130、TC-100、TC-70、TC-50等。TankCell型浮选机4.1浮选机4.1.1Outokumpu浮选机为充气式机械搅拌浮选机，于1983年首75TankCell浮选机TankCell浮选机76Dorr-OliverEmico公司的Wemco是世界上最大的浮选机生产厂家之一，最大规格产品为160m3。其代表性的产品是Wemco1+1浮选机和WemcoSmartCell浮选机。SmartCell浮选机吸收了Wemco1+1浮选机的优点，采用圆筒型的槽体结构，圆锥形的通气引流管和泡沫集中器（推泡器），在每个槽子中间部位都有转子式分散器，有强力搅拌和通气双重作用。周围的空气靠旋转的转子通过立管吸入，由分配器将其分散成微小的气泡并以旋转状均匀地分布于整个矿浆内，由于采用了自吸气结构从而省去了鼓风机和通气管网的费用。通气机构置于远离槽底的上方位置，减小了转子和分散罩的磨损，而且停车后可以立即启动。叶轮叶片和定子均用耐磨橡胶模制而成，采用完全的分段对称式结构，转子可以顺时针或反时针运转，也可以上下颠倒使用，实现磨损面和未磨损面的互换。

4.1.2Wemco

浮选机4.1浮选机Dorr-OliverEmico公司的Wemco是世77冬瓜山铜矿采用的130m³wemco浮选机冬瓜山铜矿采用的130m³wemco浮选机78

Metso公司RSC（ReactorCellSystem）浮选机采用圆筒形槽体，结合了圆筒形浮选机优点和其叶轮结构的特点，为粗选、精选和扫选作业创造理想条件，目前该浮选机有容积规格为5～200m3。采用一种深型叶片机构（DeepVane），具有一定形状下部边缘的竖直叶片和空气分散隔板按特殊形式排列，这种结构能产生强力的辐射状泵唧作用，将矿浆泵向槽壁，并产生很强的回流到叶轮的下方，减少沉槽。RCS型浮选机有三个重要的特点：⑴下部区域的固体达到良好的悬浮和输送，使颗粒与气泡多次接触，以达到回收所有粒级的物料；⑵减少了上部区域的紊流，防止较粗颗粒的脱落；⑶有一个稳定的液面，尽可能减少颗粒的机械夹带。

4.1浮选机4.1.3RSC浮选机Metso公司RSC（ReactorCellSys79北京矿冶研究总院（BGRIMM）自20世纪60年代以来就致力于浮选设备技术的研究及推广应用。总体思路在于研制新型浮选机叶轮—定子系统，简化浮选机结构，建立适合矿物选别要求的矿浆运动路线，改进浮选机槽体结构及矿浆循环方式，提高浮选机对不同粒级各种矿物的适用性及浮选机大型化。在大型化方面，2005年又研制出KYF-160超大型浮选机。

BGRIMM系列浮选机目前已有JJF、KYF、SF、BF、XJZ、XCF、LCH-X、CLF、YX、GF等10种型号、近百种规格的浮选机及浮选机联合机组，能满足有色金属矿、稀有金属矿、贵金属矿、黑色金属矿、非金属矿、化工矿物及污水处理等需要。4.1浮选机4.1.5BGRIMM浮选机北京矿冶研究总院（BGRIMM）自20世纪60年代以来就致力80KYF型浮选机是一种充气机械搅拌式浮选机，创新点在于独特的叶轮-定子结构。叶轮采用高比转数后倾叶片。槽内流体运动状态合理，矿浆悬浮状态好，矿粒分布均匀，泡沫层稳定。矿浆液面自动控制系统工作可靠，控制器功能强，配置灵活，调节性能好，充气量调节容易，操作维护简单，故障率低。

KYF型浮选机以单槽容积算，有1m³～160m³共14种规格。其中KYF-160浮选机是目前我国容积最大的浮选机，槽体为圆形，具有内外双泡沫槽，矿化气泡可以快速回收，减少粗粒脱落的概率。其主电机装机功率为160kW，主机功耗在110～115kW之间，而充气功耗约为35～38kw之间，浮选机单机总功耗在150kW左右。4.1浮选机4.1.5BGRIMM浮选机KYF型浮选机KYF型浮选机是一种充气机械搅拌式浮选机，创新点在于独特的叶81金川公司采用的KYF-160m³浮选机金川公司采用的KYF-160m³浮选机82JJF型浮选机是自吸气机械搅拌式浮选机。采用深型叶轮，形状星型，叶片为辐射状，定子为圆筒形，其上均布长孔作为矿浆通道。定子遮盖叶轮高度仅为三分之二，定子外增加表面均布小孔的锥形分散罩，起稳定液面的作用。能自吸空气，叶轮下部又增设导流管和假底，以便在槽内产生矿浆大循环，有助于槽子下部矿粒的循环，防止沉槽。该机的特点是叶轮高度大，叶片面积大，安装深度浅，既能保证自吸足够空气，又有较强的搅拌力，叶轮直径小，周速低，叶轮与定子间隙大，因此叶轮与定子寿命长。JJF型浮选机单槽容积从1m3～85m3共有14种规格。

JJF型浮选机4.1浮选机4.1.5BGRIMM浮选机JJF型浮选机是自吸气机械搅拌式浮选机。采用深型叶轮，形状83GF型浮选机是一种高效、节能、自吸空气型浮选机，该机成功解决了含金、银等多种重矿物的浮选问题，适用于有色、黑色、贵金属和非金属矿的中、小型规模的企业。该机处理物料粒度范围为0.074mm占48%～90%，矿浆浓度＜45%。具有上下叶片，上叶片的作用在于抽吸空气、给矿和中矿，而下叶片的作用则在于形成底部矿浆循环；定子采用了折角叶片对矿浆流动进行稳流和导向，从而取消了稳流板。这一切都保证了GF型浮选机槽内矿浆循环特性良好，上下粒度分布均匀，槽内矿浆无旋转现象，分选区及液面平稳，无翻花现象；分选效率高，有利于提高粗粒和细粒的回收率，节省能耗幅度大致在20%左右。目前该机有单槽容积0.35m3～42m3等14个规格型号。

4.1浮选机4.1.5BGRIMM浮选机GF型浮选机GF型浮选机是一种高效、节能、自吸空气型浮选机，该机成功解84轴流式浮选机是一种低功耗、中、粗粒级目的矿物回收率高的新型浮选设备。叶轮采用螺旋桨形式，具有四个螺旋直叶片，在螺旋叶片的上、下面各具有一个翼片。当叶轮旋转时，螺旋叶片完成矿浆循环，而流经叶片的矿浆则会在上下翼片后部形成负压，从而完成吸气过程。矿浆和气泡在螺旋叶片间完成混合、碰撞及黏附过程。

定子采用折角叶片。该形式叶片可将轴流式叶轮上下翼片所形成的部分切向流转换为径向流，从而避免槽内矿浆旋转。

4.1浮选机4.1.5BGRIMM浮选机轴流式浮选机轴流式浮选机是一种低功耗、中、粗粒级目的矿物回收率高的新型浮85CLF型粗粒充气式浮选机扩大了浮选作业的粒度范围，在不降低中、细粒级回收率的基础上，显著提高了+0.15mm和+0.45mm粒级的回收率。该机叶轮采用高比转数后倾叶片叶轮，搅拌力弱，矿浆循环量大，功耗低，该机创新点在于特殊设计的活动式格子板安装在距槽底1/3槽深处，格子板使粗粒矿物的矿化气泡上升距离短，使粗粒矿物处在浅槽浮选状态下，并且减少了上部区域矿浆的紊流，建立了一个稳定的分离区和泡沫层。该机在大厂矿务局长坡锡矿的工业试验表明：在给矿粒度为0.7mm情况下，0.15mm以上粒级目的矿物回收率比6A浮选机高5%～16%；0.15mm以下粒级目的矿物回收率比6A浮选机略高，节电12.4%。目前该机有单槽容积2m3～40m3等5

个规格型号。

4.1浮选机4.1.5BGRIMM浮选机CLF/CGF型浮选机CLF型粗粒充气式浮选机扩大了浮选作业的粒度范围，在不降低中86

具有中比转速高梯度叶轮和下盘封闭式定子系统，可在槽内形成强力定向循环流，循环量大，浮选机充气量大，矿粒悬浮能力强，在浮选浓度高达70%时浮选效果依然良好；具有多循环通道和阻流栅板的创新性槽体结构设计使浮选机中上部形成了大比重矿物悬浮层，增加了大比重矿物向气泡有效附着的机会，泡沫层稳定，无翻花和沉槽现象。4.1.6选别冶金炉渣专用浮选机4.1浮选机具有中比转速高梯度叶轮和下盘封闭式定子系统，可在槽874.2浮选柱4.2.1Jamson浮选柱4.2浮选柱4.2.1Jamson浮选柱88充填介质浮选柱与常规浮选柱相比较，相同之处是矿浆和气泡都是逆向运行，几乎是静态条件下进行矿化泡沫与矿浆的分离，不同之处则是在充填介质浮选柱内轴向装有充填介质。充填介质浮选柱与常规浮选柱比较，可以提高细粒矿物的浮选效率

4.2浮选柱4.2.2充填介质浮选柱充填介质浮选柱与常规浮选柱相比较，相同之处是矿浆和气泡都是逆89主要特点是在柱底部附近安装有可从柱体外部拆装检修的Slamjet气体分散器。Slamjet气体分散系统是一个只分散气体的系统，用于将细小气泡注入浮选柱，其所需空气通过一组环绕浮选柱槽体的支管提供，分散系统共有若干根简单、坚固的气体喷射管，这若干根喷射管一般均匀地分布在浮选柱底部附近的同一截面上。每根管子配有一个独立的气动自动流量控制及自动关闭装置，该装置可保证喷射管在未加压或发生意想不到的压力损失时能保持关闭和密封状态，防止矿浆流入，确保气体分散系统不因堵塞而影响其正常运行。喷射管喷嘴有多种不同的型号可供使用，通过调整喷射管开启个数及喷射管喷嘴的大小，可调整浮选柱的供气压力、流量，确保柱内空气充分弥散。Slamjet在浮选柱运行的情况下都易于插入和抽出,检查、维修方便。

4.2浮选柱4.2.3CTP浮选柱主要特点是在柱底部附近安装有可从柱体外部拆装检修的Slamj90微泡浮选柱是利用压差从矿浆中析出大量而细碎的气泡群，同时利用独特的微孔管产生大量细碎和均匀的微气泡来进行分选的一种新型浮选设备。微泡浮选柱的优点是：在同样充气量条件下，气泡尺寸小、数量多、均匀，能增加气泡与矿粒的碰撞机会，提高可选性及分辨率；而且大量的微小气泡易于形成气−固絮团,可提高矿化效率，减少脱附几率。

4.2浮选柱4.2.4微泡浮选柱微泡浮选柱是利用压差从矿浆中析出大量而细碎的气泡群，同时利用91中国矿业大学研制的微泡浮选柱

在柿竹园矿应用的情况4.2.7微泡浮选柱中国矿业大学研制的微泡浮选柱

在柿竹园矿应用的情况4.2.7924.2.5机械搅拌式浮选柱

4.2浮选柱4.2.5机械搅拌式浮选柱4.2浮选柱93

使浮选行为在离心力场作用下发生，通过离心力的作用强制性地克服细粒矿物的质量效应及表面效应，从而提高微细粒的浮选效率。其提高细粒浮选效率的原因可以归纳为如下三点：⑴离心力场提高了细粒矿物的动量，强化了细粒浮选；⑵矿浆高速旋转，层与层之间产生较强的剪切运动，同时旋转的矿浆又与气泡发生碰撞运动，这些都有利于克服细粒矿物的非选择性团聚及脉石矿粒在气泡团中的夹杂；⑶在增大矿浆中气泡量的同时，保证泡沫携带水量不至于太多，从而维持较低的泡沫量，并且大幅度加快浮选速度，因此提高了浮选分离效率。4.3其它浮选设备离心浮选设备使浮选行为在离心力场作用下发生，通过离心力的作944.4浮选设备在其它领域的应用水处理微生物浮选分离塑料的浮选废纸脱墨土壤清洗4.4浮选设备在其它领域的应用水处理95ThankYou!CentralSouthUniversityThankYou!CentralSouthUnive96演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！97浮选技术现状与发展趋势中南大学浮选技术现状与发展趋势中南大学98内容提要

浮选理论现状与进展1浮选药剂研究现状与进展2浮选工艺新进展3浮选设备新进展4内容提要浮选理论现状与进展1浮选药剂研究现状与进展299自然金、自然铜、滑石、朱砂等的开采与利用。公元前几千年的古埃及，中世纪的罗马帝国时代，中国古代，

古代湖南衡阳出土的商代青铜牛尊我国商朝即已有矿石拣选技艺

矿物加工与浮选的历史自然金、自然铜、滑石、朱砂等的开采与利用。公元前几千年100《天工开物》插图之一：河池山锡矿物加工与浮选的历史天工开物——淘洗铁砂《天工开物》插图之一：河池山锡矿物加工与浮选的历史天工开物—101矿物学之父的德国矿物学家阿格里科拉(AgricolaGeorgius)（1494～1555）以20年时间用拉丁文写成《论冶金》一书。该书于1556年问世

《论冶金》书中的插图——欧洲16世纪的水力驱动捣矿机和重选溜槽矿物加工与浮选的历史矿物学之父的德国矿物学家阿格里科拉(AgricolaGeo102近代19世纪末至20世纪20年代●颚式破碎机●球磨机●机械分级机●重选、电磁选的设备与工艺●浮选药剂、工艺与设备,特别是20年代初，脂肪酸、黄药、黑药在氧化矿和硫化矿浮选中的工业应用破碎、筛分、磨矿、重选、电选、磁选、浮选等矿物加工与浮选的历史近代19世纪末至20世纪20年代破碎、筛分、磨矿、重选、电选1031890年，湖广总督张之洞主持兴建湖北汉阳铁厂

1894年7月3日张之洞视察汉阳铁厂●1909年（清宣统元年），湖南水口山建成我国第一座机选厂，即机械重力选矿厂，●1917年辽宁青城子建成铅锌浮选厂。近代矿物加工与浮选的历史1890年，湖广总督张之洞主持兴建湖北汉阳铁厂1894年7104我国最大的选矿厂——江西德兴铜矿60kt/d大山选矿厂世界最大的选煤厂——中国山西省平朔煤矿安家岭选煤厂(15Mt/a)现代的矿物加工矿物加工与浮选的历史我国最大的选矿厂——江西德兴铜矿60kt/d大山选矿厂世界最1051.浮选理论现状与进展经典浮选理论浮选溶液化学浮选电化学细粒浮选浮选药剂结构性能理论浮选理论现状与进展1.浮选理论现状与进展经典浮选理论浮选溶液化学浮选电化学细粒1061.1经典浮选理论θ角越大,矿物表面疏水性越强；θ越小，矿物表面亲水性越强润湿现象

润湿是自然界中常的现象，是由于液体固体表面排挤在固体表面所产生的一种界面作用。易被润湿的表面称为亲液（水）表面，其矿物称为亲液（水）矿物；反之称为疏液（水）表面，疏液（水）矿物。润湿性与可浮性1.1经典浮选理论θ角越大,矿物表面疏水性越强；θ越小，矿1071.1经典浮选理论可以通过添加化学药剂对矿物表面可浮性进行调控进而达到富集矿物的目的，如图增大黄药浓度时，矿物表面接触角增大，矿物表面疏水，进而回收率提高。润湿性与可浮性1.1经典浮选理论可以通过添加化学药剂对矿物表面可浮性1081.1经典浮选理论优先解离优先吸附吸附和电离晶格取代电性与可浮性矿物表面荷电机理：

矿物的可浮性与矿物本身的电化学性质有关,研究矿物表面电位、动电位及电极电位的变化、双电层的变化性质，都有助于控制浮选过程。1.1经典浮选理论优先解离优先吸附吸附和电离晶格取代电性与可109矿物表面双电层示意图内层（定位离子层）；B—紧密层(Stern层)；C—滑移面；D—扩散层（Guoy层）；ψ0—表面总电位；ψδ—斯特恩层的电位；ζ—动电位；δ—紧密层的厚度1.1经典浮选理论电性与可浮性矿物表面双电层示意图1.1经典浮选理论电性与可浮性1101.1经典浮选理论PZC和IEP是矿物表面电性质的重要特征参数，当用某些以静电力吸附作用为主的阴离子或阳离子捕收剂浮选矿物时，PZC和IEP可作为吸附及浮选与否的判据。当pH>PZC时，矿物表面带负电，阳离子捕收剂能吸附并导致浮选；当pH<PZC时,矿物表面带正电,阴离子捕收剂可以靠静电力在双电层中吸附并导致浮选。电性与可浮性1.1经典浮选理论PZC和IEP是矿物表面电性质的重要特征参111针铁矿的动电位与可浮性关系

针铁矿与石英混合物的分选1-以阴离子型RSO4为捕收剂1-阴离子型捕收剂R12OSO3Na2-以阳离子型RNH3为捕收剂2-阳离子型捕收剂R12NH2Cl1.1经典浮选理论针铁矿的动电位与可浮性关系针铁矿与石英混合物的分选11121.1经典浮选理论常见矿物表面零点位及等电点pH值矿物pHPZC或pHIEP矿物pHPZC或pHIEP赤铁矿Fe2O38.0，6，7.8，4孔雀石CuCO3·Cu(OH)27.9针铁矿FeOOH7.4，6.7菱锰矿MnCO310.5刚玉Al2O39.0，9.4菱铁矿FeCO311.2锡石SnO24.5，6.6水磷铝石AlPO4·2H2O4.0金红石TiO26.2，6.0红菱铁矿FePO4·2H2O2.8软锰矿MnO25.6，7.4白钨矿CaWO41.8墨铜矿CuO9.5黑钨矿（Mn·Fe）WO42－2.8赤铜矿Cu2O9.5高岭石Al3.4锆石ZnSiO35.8蔷薇辉石MnSiO32.8钛铁矿FeTiO28.5镁橄榄石Mg2SiO44.1铬铁矿FeCr2O45.6，7.2铁橄榄石Fe2SiO45.7磁铁矿Fe3O46.5红柱石Al2SiO37.5，5.2方解石CaCO38.2，9.5，6.0透辉石CaMg(SiO3)22.8菱镁石MgCO36－6.5滑石3.6菱锌矿ZnCO37.4，7.8石英SiO21.8，2.2电性与可浮性1.1经典浮选理论常见矿物表面零点位及等电点pH值矿物pHP1131.1经典浮选理论药剂的吸附能力与可浮性捕收剂的结构包括链长、基团种类、支链结构、侧链基团等会直接影响矿物-药剂的相互作用，进而影响到浮选的回收率。1.1经典浮选理论药剂的吸附能力与可浮性捕收剂的结构包括链长114碰撞理论(YoonandLuttrell,1989)黏附理论(YoonandLuttrell,1989)诱导时间(fromdatabyDaietal,1999)稳定理论(Schulze,1993)1.1经典浮选理论气泡大小与浮选动力学碰撞理论(YoonandLuttrell,1989)1151.1经典浮选理论-10微米粘土用不同粒度的气泡进行浮选的结果

颗粒粒度不同，需要不同粒度的气泡进行浮选，如果颗粒与粒度匹配，浮选结果好，反之亦然。图示表明，对于-10微米粘土颗粒来说，5-10微米的气泡与颗粒碰撞效率更好，浮选结果更理想。气泡大小与浮选动力学1.1经典浮选理论-10微米粘土用不同粒度的气泡进行浮选的结1161.2浮选溶液化学浮选剂/矿物相互作用溶液平衡辛基羟肟酸与Mn2+、Fe2+生成化合物的条件溶度积及其在黑钨矿上的吸附量和矿物的浮选回收率与pH值的关系考虑矿物表面金属离子的水解反应，浮选剂离子的加质子反应，计算这种反应产物的条件溶度积，预测浮选剂与矿物表面相互作用最佳条件，1.2浮选溶液化学浮选剂/矿物相互作用溶液平衡辛基羟肟酸1171.2浮选溶液化学浮选剂解离组分分布与浮选活性

通过溶液平衡计算，确定浮选剂解离组分分布，讨论其浮选活性。β-辛基胺基乙基膦酸（ONP）解离组分分布（1a）及其浮选萤石、白钨矿、重晶石回收率（1b）与pH值的关系。1.2浮选溶液化学浮选剂解离组分分布与浮选活性通过1181.3浮选电化学电位对不同硫化矿物浮选有决定性影响浮选回收率与电位关系1.3浮选电化学电位对不同硫化矿物浮选有决定性影响浮选回收1191.3浮选电化学矿物表面的阳极反应捕收剂的单分子吸附X-=Xad+e捕收剂被氧化为双分子（黄铁矿）2X-=X2+2e捕收剂与表面金属离子进行电化学反应（方铅矿）2MS+4X-→2MX2+S2O32-+6H2O+8e

阴极反应1/2O2+H2O+2e→2OH-

在不同矿浆氧化还原气氛下，硫化矿溶液界面发生不同的电化学反应，表现不同的浮选行为。1.3浮选电化学矿物表面的阳极反应1201.3浮选电化学黄药与方铅矿表面作用生成黄原酸铅1.3浮选电化学黄药与方铅矿表面作用生成黄原酸铅1211.3浮选电化学黄药与黄铁矿表面作用生成双黄原酸1.3浮选电化学黄药与黄铁矿表面作用生成双黄原酸1221.4细粒浮选理论颗粒间相互作用力DLVO力–范德华引力–静电斥力扩展DLVO力–溶剂化力(斥力)离子化力–位阻力(斥力)–疏水力(引力)1.4细粒浮选理论颗粒间相互作用力DLVO力123颗粒间相互作用力颗粒的存在状态取决于颗粒间引力和斥力的平衡，斥力大于引力，导致分散，引力大于斥力，导致凝聚1.4细粒浮选理论颗粒间相互作用力颗粒的存在状态取决于1.4细粒浮选理论124颗粒间相互作用力

可以通过添加分散剂和絮凝剂的形式来调节颗粒表面电势，以达到调节颗粒间相互作用的目的。如通过控制静电斥力和位阻实现分散。1.4细粒浮选颗粒间相互作用力可以通过添加分散剂和絮凝剂的形式来调节颗粒125颗粒间相互作用力AFM检测的ZnS与黄铁矿作用能调整剂石灰,捕收剂黄药活化剂硫酸铜研究颗粒间相互作用，有助于我们理解矿物颗粒间的微观行为，进而对实践进行指导。如：AFM检测的ZnS与黄铁矿作用能表明，随着pH升高，闪锌矿与黄铁矿颗粒间的吸引能减小，排斥能变化不大，导致两者发生异相凝聚的几率减小，有利于品位提高。1.4细粒浮选颗粒间相互作用力AFM检测的ZnS与黄铁矿作用能研究颗粒间相126通过分子设计，筛选有针对性改变矿物表面性质的专用表面活性剂表面活性剂分子的基团独立性原理浮选剂基团组装模型（见下图）通过量子化学及经验公式的计算，定量设计分子结构浮选剂分子内的化学基团组装1.5浮选药剂结构性能理论通过分子设计，筛选有针对性改变矿物表面性质的专用表面活性剂浮127浮选剂分子内的化学基团组装浮选剂作用的三项因素价键因素亲水—疏水因素空间因素

(药剂基团与矿物靶点的几何大小关系)药剂矿物疏水端亲水端浮选剂矿物靶点1.5浮选药剂结构性能理论浮选剂分子内的化学基团组装浮选剂作用的三项因素价键因素亲水—128

已知药剂库药剂活性数据库

量子化学参数QSAR计算解释预测和设计训练\计算验证开发新药1.5浮选药剂结构性能理论已知药剂库药剂活性数据库量子化学参数QSAR解129浮选剂起泡剂捕收剂调整剂2.浮选药剂研究现状与进展浮选剂起泡剂捕收剂调整剂2.浮选药剂研究现状与进展130金属硫化矿（CuFeS2,PbS,ZnS,FeS2）捕收剂黄药(烷基二硫代碳酸盐)捕收剂的组装:乙醇基+二硫化碳黄原酸(钠)

CH3-CH2-OH+S=C=SCH3CH2-O-C-SH(Na)S烷基氨基二硫代甲酸（盐）捕收剂的组装:硫胺酯类捕收剂的组装:SN-C-SH(Na)CH3CH2CH3CH2疏水基亲矿基疏水基亲矿基C=SCH3—CH2—NHCH—OCH3CH3硫化矿捕收剂2.1捕收剂金属硫化矿（CuFeS2,PbS,ZnS,FeS2）捕收剂131捕收矿物捕收剂名称结构式黄铜矿黄原酸甲酸酯ROC(S)SCOOR’甲基硫胺酯C2H5OC(S)NHCH3O-乙基N,N二甲硫胺酯C2H5OC(S)N(NH3)2N-烯丙基O-异丁基硫胺酯i-C4H9OC(S)NHCH=CHCH3铜、镍硫化矿三硫代碳酸钠RS(S)SNa二甲基氨基二硫代甲酸钠(CH3)2NC(S)SNa十二烷基叔硫醇C12H25SH黄铁矿，（含金）黄铁矿已基硫代乙胺盐酸盐CH3(CH2)4CH2SCH2CH2NH2·HCLArmac捕收剂C12H23NHCH2C(O)SH←→C12H23NHCH2C(S)OH二烃基一硫代磷酸盐(RO)2P(S)OH黄铜矿、晨砂二苯基二硫代次膦酸(C6H5)2P(S)SH硫化铜、铅矿二丁基二硫代次膦酸钠(C4H9)2P(S)SNa已知结构式的硫化矿捕收剂硫化矿捕收剂捕收矿物捕收剂名称结构式黄铜矿黄原酸甲酸酯ROC(S)SCO132用代号表示的硫化矿捕收剂捕收矿物代号硫化铜矿AP，DY-1，NXP-1‘JT-235含Au,Ag硫化铜、镍矿等Y-89，MOS-2，T-2K，BS-1201高硫含Au铜矿Mac-10含Co硫化铜矿TF-3硫化铜、镍矿PN405，T-208，BF系列捕收剂，PN403硫化铅、锌矿36#黑药,ZY101硫化银、铜、铅、锌矿BK905B，BK906含铅、锌的银矿