华北理工选矿学教案03浮选

PAGE课程名称：《浮选》第1讲次摘要授课题目（章、节）第一章浮选基本原理第一节概述第二节固、液、气各相性质第三节相界面性质与可浮性本讲目的要求及重点难点：【目的要求】使同学们了解浮选及浮选过程基本概念、浮选的发展；矿物表面的润湿性、接触角、润湿阻滞、矿物表面的水化、双电层理论、可浮性等。【重点】浮选的基本概念；矿物表面的润湿性、界面现象【难点】固、液、气各相性质；矿物的界面现象内容【本讲课程的引入】浮选是资源加工技术中最重要的技术，它的应用前景是极为广阔的，大多数矿物都可以采用浮选法从矿石中分离出来，同时可加工处理二次资源及非矿物资源。涉及无机化学、有机化学、表面化学、电化学、物理化学等几乎整个化学学科领域。随着浮选的不断发展，目前，浮选已在化工、造纸、食品、农业、医药、工业废物、废水诸方面都有着广阔的应用前景。【本讲课程的内容】第一章浮选基本原理第一节概述浮选包括泡沫浮选、油团浮选、表层浮选和沉淀浮选等，通常所说的浮选，主要是指泡沫浮选。浮选是细粒和极细物料分选中应用最广泛的方法。一、浮选及浮选过程浮选：浮游选矿主要指泡沫浮选。是按矿物表面物理化学性质的差异来分离各种细粒的方法。浮选过程：在气、液、固三相体系中完成的复杂的物理化学过程。其实是疏水的有用矿物粘附在气泡上，亲水的脉石矿物留在水中，从而实现彼此分离。现代的泡沫浮选过程一般包括以下作业：①磨矿—即先将矿石磨细，使有用矿物与其他矿物或脉石矿物解离；②调浆加药—调整矿浆浓度适合浮选要求，并加入所需的浮选药剂，以提高效率；③浮选分离—矿浆在浮选机中充气浮选，完成矿物的分选；④产品处理—浮选后的泡沫产品和尾矿产品进行脱水分离。浮选过程基本概念浮选药剂调和矿浆的主要目的：是使欲浮矿物表面增高疏水性，或者使不欲浮的矿物表面变得更加亲水，抑制它们上浮，或促使气泡的形成和分散。浮选的基本依据：矿粒表面性质差异。二、浮选发展简介在古老的金银淘洗加工过程中，人们已认识到利用矿物的天然疏水性或亲水性（亲油性）的不同来提纯矿物原料。1、全油浮选法根据各种矿物亲油性及亲水性的不同，加大量油类与矿浆搅拌，然后将粘附于油层中的亲油矿物刮去，而亲水性的矿物仍留在矿浆中，从而达到分离矿物的目的。早期工业浮选的先驱。2、表层浮选法在工业上的应用出现于1892年，将磨矿干粉小心轻轻撒布在流动的水流表面，疏水性矿物不易被水润湿依靠表面张力而漂浮水面上，聚集成薄层，成为精矿；易被水润湿的亲水性脉石流入水中作为废弃尾矿排出。3、泡沫浮选法20世纪初，出现原始的泡沫浮选法，使浮选法向前推进一步，并出现了许多形式的泡沫浮选法。第二节固、液、气各相性质（学生自学）第三节相界面性质与可浮性一、矿物表面的润湿性1、矿物的润湿性1）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。润湿性是表征矿物表面重要的物理化学特征之一，是矿物好坏可浮性的直观标志，取决于矿物表面不饱和键力与偶极水分子相互作用的强弱。2）.润湿现象在浮选中意义：矿物表面润湿性及其调节是实现各种矿物浮选可分离的关键，所以了解和掌握矿物表面润湿性的差异，变化规律以及调节方法对浮选原理及实践均有重要意义。目前，人为改变调节润湿性（可浮性）的方法有两大类：物理方法和化学方法。2、润湿的接触角润湿性的度量用接触角测量法和润湿测定法，常用接触角θ。三相润湿周边：当气泡附着浸入水中的矿物表面，达到润湿平衡时，气泡在矿物表面所形成三相接触点围成的周边。（变化平衡）接触角：过三相润湿周边上任一点P作气液界面的切线δAW，与固液界面δSW之间所形成的包括液相的夹角θ。接触角θ的大小与接触的三相界面所具有的各界面张力有关，当各界面张力相互作用达到平衡时，有接触角是三相界面张力的函数。说明：不仅与矿物表面性质有关，而且与液相、气相的界面性质有关。凡能引起改变任何两相界面张力的因素都可以影响矿物表面的润湿性。当θ>90o时，δSW>δAW矿物表面不易被水润湿，具有疏水表面，其矿物具有疏水性,可浮性好。当θ<90o时，δSW<δAW矿物表面易被水润湿，具有新水表面，其矿物具有新水性，可浮性差。因此，对矿物的润湿性与可浮性的度量可定义为：润湿性=cosθ。可浮性=1-cosθ。3、润湿阻滞1）润湿阻滞:润湿过程中，润湿周边展开或移动受到阻碍，使平衡接触角发生改变，这种现象称为润湿阻滞。其影响因素：润湿顺序，矿物表面组成，化学万分，不均匀性，粗糙度，及矿物表面润湿性等。润湿阻滞的两种阻滞效应：水排气和气排水时的阻滞效应。（1）水排气时的阻滞效应:水分子与矿物表面间存在磨擦力φ0.图中若，水滴继续扩展，处于平衡状态时：所以:θ1>θ,cosθ1<cosθ.（2）气排水时阻滞效应:气泡在浸在水中的矿物表面展开，气体分子与矿物表面间的磨擦力为φ2.因φ2很小，θ2≈θ，所以θ2<θ,cosθ2>cosθ.（3）动态阻滞效应:当平板倾斜便水滴近于能沿斜面流动。出现前角θ1>θ，后角θ2<θ，前角水排气，后角为气排水，θ1>θ>θ2.2）润湿阻对浮选的影响:浮选过程中，矿粒向气泡附着时，属于排水，即在矿物本身可浮性不变的情况下，附着过程难，对浮选不利。而矿粒从气泡上脱落时，属于水排气，使水难于从矿物表面将气泡排开，防止矿粒从气泡上脱落，对浮选有利。二、界面现象1、界面电现象1）液气界面的荷电液气界面吸附表面活性离子，使液气界面的吸附的正负离浓度不等，从而带上电荷，多数带负电。在浮选过程中，气液界面吸附表面活性离子为最常见的现象。2）固液界面荷电（电性起因）（1）离子的选择性吸附：矿物表面和水对不同离子的亲合力不同，导致矿物表面对电解质溶液中正负离子的不等量吸附,促使矿物表面带电。A、溶液中，正负离子的数量，过量的离子容易吸附。B、矿物表面本身的电性，反号离子容易吸附。C、正负离子的水化作用不同，被吸附的趋势不同。（2）矿物表面组分的选择性解离：A、组成固体的正负离子在介质中的溶解能力常常不同。B、部分矿物和水后，在两相界面上生成新的物质，界面电性与生成的新产物有密切关系。（3）矿物晶格缺陷由于矿物破裂，缺乏某种离子，或非等量的类质同像替换，也促使矿物表面的电荷不平衡,进而使矿物表面荷电。3、双电层1）双电子层的结构矿物表面在溶液中荷电以以后，由于静电力的作用，吸引水溶液中符合相反的离子与之配衡,于是在矿物面形成双电层。模型的演变历史：（1）平板双电子层模型：强调离子环境的稳定性，视为平板电容器，适用于金属或高浓度盐类。（2）扩散双电层模型：过份强调离子的移动性，分内层和扩散层。（3）电子层模型（Stern）：内层、斯特恩层、扩散层。2）双电子层位（1）表面总电位ψ0.荷电表面所具有的电位，是矿物表面与溶液间的总电位差，对于导体或半导体矿物，可以制成电极测出ψ0。不导电的矿物，可以用溶液中定位离子的活度进行计算。一般氧化物，以H+或OH-离子为定位离子，n=1，氧化矿物表面总电位：（2）电动电位ξ--Zete电位和Stern电位ψδ.滑动面上的电位和溶液内部的电位差，称ξ电位。Stern界面与溶液之间的电位差，称Stern电位，电动电位在浮选理论研究上有很大的实用意义。3）零电点和等电点（1）零电点PZC或ZPC:矿物表面静电荷为零时，溶液中定位离子浓度的负对数值。如定位离子为H+或OH-，则ψ0=0时的PH值即为零电点。（2）等电点PZr或IEP:电动电位为零时，溶液中电解质浓度的负对数值。或溶液的PH值。PZr与溶液PH值有关,也和产生特性吸附的离子浓度有关。在体系中不在特性吸附时，ξ=0，电荷密度也为零，PZC＝PZr.4）双电层的影响因素及电位曲线（1)双电层的影响因素A杂质元素的特性吸附：杂质元素：主要是指无机盐类，重点影响电动电位。规律：a、阳离子价数越高，电动电位降低越明显。b、价数相同，体积越大，影响越明显。c、多数情况下，阳离子能使零电点增高；阴离子能使零电点降低。d、有机极性分子能使PZC漂移，其性质决定漂移方向，浓度决定漂移尺寸。B温度的影响：多数矿物能随温度增高PZC降低。C固体含量的影响，随温度增高增大。(2)电位曲线：双电层内电位随矿物表面的距离变化的关系曲线。（1）内层定位离子吸附，改变ψ0和ξ.（2）溶液中离子吸附，改变ξ，不改变ψ0.（3）反号离子过量吸附，改变ψ0和ξ，ψ0与ξ符号相反.（4）当定位离子为H+或OH-时，溶液PH值变化，同时改变ψ0和ξ。5）界面电性与矿物的可浮性（1）矿物表面性与润湿性的关系。零电点PZC时，接触角最大，矿物表面带电，θ变小，润湿性变好，可浮性变差。（2）双电层及电动电位对浮选的影响（零电点电动电位与矿物浮选效应）A、双电层对药剂在矿物表面物理吸附的影响：物理吸附是静电吸附。B、矿物表面双电层对矿物悬浮液絮凝和分散的影响：降低、压缩电位，使矿物悬浮物絮凝失稳。升高、扩大双电层，使矿物悬浮物分散稳定。C、双电层对细泥在矿粒上面覆盖的影响：细泥通常带负电，矿粒带正电，即可以被覆盖。D、电动电位与浮选活性之间的关系：随矿物电动电位降低，矿物的可浮性提高，浮选效果变好。作用前向电动电位差来评价矿物浮选活性的改变。ξ差越大，药剂作用越好，浮选活性提高越大。【本讲课程的小结】掌握下列问题：1．什么是浮选、浮选过程？2．固相的结构和性质？液相的性质？水的性质？3．简述双电层理论。4．简述界面电性与矿物的可浮性。【本讲课程的作业】掌握浮选各相的结构和性质。

课程名称：《浮选》第2讲次摘要授课题目（章、节）第一章浮选基本原理第三节相界面性质与可浮性（吸附现象）第四节气泡的矿化过程本讲目的要求及重点难点：【目的要求】使同学们掌握吸附类型及浮选中常见的吸附现象；气泡的矿化过程、理论分析。【重点】浮选中常见的吸附现象；矿物析出矿化的动力学过程【难点】吸附类型及特点；气泡矿化的热力学及动力学分析内容【本讲课程的引入】浮选是在固、气、液三相中进行的过程，因此吸附是浮选过程中不同相界面上经常发生的现象。矿浆中加入药剂时，一些药剂可吸附在固液界面，另一些药剂则吸附在气液界面，还有—些药剂可吸附在液液界面，矿物在矿浆中还吸附矿浆中的其他分子、离子等。吸附的结果使矿物表面性质改变，矿物的可浮性得到调节，矿浆中气泡的稳定性得到改善，药剂的分散得到提高，所以，研究浮选过程中的吸附现象，对探索浮选理论和指导浮选实践均有重要意义。【本讲课程的内容】三、吸附现象1、吸附及对浮选的意义：1）概念：吸附：是液体（或气体）中某种物质在相界面上产生浓度增高或降低的现象。正吸附：当加入某种物质后，使溶液表面能降低，表面层溶质的浓度大于溶液内部的浓度，浓度增高现象。这种物质称为表面活性剂。负吸附：当加入某种物质后，使溶液表面能增高，表面层溶质的浓度小于溶液内部的浓度，浓度降低现象。这种物质称为非表面活性剂。吸附量：一定温度下，当吸附达到平衡时，单位面积上所吸附的吸附质的摩尔数，常用“Γ”表示。2）意义：吸附是浮过程中，相间相互作用的一种主要形式，此外还有吸收，粘附和多相化学反应。研究浮选过程中的吸附现象，对探索浮选理论和指导浮选实践均有重要意义。2、吸附类型：吸附分为物理吸附和化学吸附。两者区别：吸附基面上的化学质点与吸附质之间是否发生化学键的结合。凡由化学键力引起的吸附称为化学吸附；凡由分子键力引起的吸附称为物理吸附。物理吸附：分子吸附，双电层扩散层吸附，半胶半吸附。化学吸附：离子吸附，双电层内层吸附和特性吸附。1）分子吸附:溶液中被溶解的溶质,以分子形式吸附到固液，气液等相界面上，称为分子吸附。吸附的结果不改变矿物表面电性。2）离子吸附：溶质离子在矿物表面吸附，称为离子吸附。（1）定位吸附：定位离子在定位层发生的吸附，具有强的选择性和无取代性，结果改变电性。（2）交换吸附：一种离子交换矿物表面的另一种离子而吸附在矿物表面上。定位吸附和交换吸附经常同时发生，常在矿物表面生成不溶性盐类，可以改变矿物表面的电性（包括数量和符号）。3）双电层的吸附：（1）双电层内层吸附定位吸附（2）双电层外层吸附：紧密层吸附：静电力、范德华力和化学键力。扩散层吸附：静电力。4）半胶束吸附：长烃链非极性端在范德华力的作用下，发生缔合作用，形成类似胶体的结构。5）特性吸附：双电层吸附中除静电吸附以外的吸附。对溶液中某种组分有特殊的亲合力。3、气液界面的吸附现象起泡剂是一种表面活性物质，在气液界面上呈单分子层定向吸附分子中非极性基透过界面穿过气相，而极性基留在液体中。非极性基以范德华力相互作用，极性基互相排斥，又与水偶极子相互吸引。吸附方程（自学），服从吉布斯吸附方程。4、固液界面的吸附现象1）影响因素（1）吸附剂、吸附质的结构、性质和相互接触的活性质点数。浮选过程中，矿物作力吸附剂，气体或溶剂作为吸附质。规律：A、极性吸附剂易吸附吸性吸附质或电解质离子。B、非极性吸附剂易吸附非极性吸附质。（2）凡能使固液界面自由能降低得越多的溶质，被吸附量也越多。（3）溶解度较小的溶质较易被吸附。（4）同一矿物可能是有不同的吸附性能。（5）温度有影响，吸附放热，温升，吸附量降低。2）.吸附方程（自学）3）药剂在矿物表面吸附的类型（1）按矿物表面吸附产物的形态分类：分子吸附、离子吸附、（半）胶束吸附。（2）按吸附作用进行的方式分类：交换吸附、竞争吸附、特性吸附。（3）按离子在双电层内吸附的位置分类：双电层内、外层吸附。（4）按吸附质与吸附剂之间的作用属性分类：物理、化学吸附。4）几点补充（1）同一系统中物理、化学吸附并存，且不相互排斥。（2）随条件的变化，两者可能发生相互转化。（3）化学吸附当条件适合时，可发展成表面化学反应。（4）物理吸附是“非定点”性质的吸附，作用缺乏选择性；化学吸附是“定点”性质的吸附，作用是有选择性的。（5）矿物表面除吸附溶质外还可吸附溶剂，各组分间存在相互作用和竞争吸附，导致固--吸附的复杂化。（6）速度较慢，需要一定的接触作用时间矿浆准备。5）固液界面的吸附现象固体表面所发生的水化、电学性质均是吸附现象的结果。物理吸附：静电力或范德华力，比如：水化。特性吸附：物理性质的特性吸附；化学性质的特性吸附。化学吸附：分子吸附和离子吸附。固液界面的吸附服从兰格缪尔吸附方程。5、液液界面的吸附现象两种互不相溶的液体，存在液液界面。浮选过程中有价值的是油和水进行乳化。此混合液经过搅拌形成O/W或W/O型乳状液。从分选和分离角度上看，O/W型是油浮选、球团浮选和乳化浮选的基本形式。在泡沫浮选中，O/W型是矿浆中烃类油浮选剂分布存在的基本形态。浮选药剂的乳化处理方法较多，但添加表面活性剂来降低油水界面自由能，可以获得分散度适宜和稳定性较高的乳状液。油水界面吸附层的结构：该系统由三个独立的相构成：油、水和中间相。中间相是表面活性剂和助剂吸附层，两侧表面张力不同即为双重膜（发生弯曲），油相向中间层渗透使其膨胀而渗透深度为4/5双重膜的厚度。水分子和反离子进入中间相的1/5厚度处。由于在中间内包含着多组分，又称混合膜。油水的平面吸附层，在压力梯度和油的浸透作用下，使膨胀延伸到油边和水边使压力相等，同时出现曲率而形成球形乳滴。【本讲课程的小结】掌握下列问题1．什么是吸附、正吸附、负吸附、吸附量？2．吸附的类型及性质？3．气泡矿化及其途径有哪些?简述强水化性、中等水化性、弱水化性矿物和气泡碰撞时，其系统自由能的变化规律。4．简述浮选动力学研究的内容及意义。影响浮选速率的主要因素有哪些?【本讲课程的作业】掌握吸附类型及浮选中常见的吸附现象。掌握析出矿化的动力学过程。

课程名称：《浮选》第3讲次摘要授课题目（章、节）第二章浮选药剂第一节浮选药剂的分类与作用第二节捕收剂本讲目的要求及重点难点：【目的要求】使同学们了解浮选药剂的分类与作用，捕收剂的种类及作用机理。【重点】捕收剂的种类、作用机理【难点】捕收剂的作用机理内容【本讲课程的引入】矿物能否上浮，主要取决于矿物表面的润湿性。自然界大部分矿物其可浮性均较差，单纯依靠矿物之间润湿性的差别是不能将矿物顺利分离的。浮选药剂的作用：改变浮选过程中相界面的性质，调节矿物的可浮性，调整矿浆的浮选性质，改善气泡的质量，提高气泡矿化过程的选择性和浮选速度。【本讲课程的内容】第一节浮选药剂的分类与作用一、捕收剂作用点：固液界面，且有选择性。作用：提高疏水性，增加可浮性，促使气泡附着，增强附着的牢固性。二、起泡剂作用点：气液界面。作用：降低界面表面张力，促使空气在矿浆中弥散，形成小气泡，并防止气泡兼并，增加分选界面，提高气泡的稳定性。三、调整剂1．活化剂作用点：固液界面。作用：促进捕收剂与矿物表面的作用。2．抑制剂作用点：固液界面。作用：削弱非目的矿物与捕收剂之间的作用。3．介质PH值的调整剂作用点：矿浆介质。作用：调整电性。4．分散与絮凝剂作用点：矿浆。作用：分散絮凝细泥，减少影响。5.烃类油的捕收过程（1）烃类油分散和粘附；（2）油滴展开；（3）形成油膜。烃类油的辅助捕收作用:（1）辅助捕收;（2）溶剂、乳化剂。第二节捕收剂一、捕收剂的分类和结构非离子型：烃类油，不溶性脂类。离子型：阳离子，阴离子，杂极性捕收剂。阴离子型：巯基（球基HS）烃基酸及皂类。二、捕收剂的作用1．提高矿物表面的疏水性；2．增大矿物在气泡上的附着力和缩短诱导时间。三、非极性烃类油捕剂及其作用机理1．烃类油的性质；⑴化学性质不活泼，因其结构对称，分子间靠分子键联结，电子交换能力很弱；⑵不溶于水或微溶于水，疏水性强，在矿物表面有良好的吸附性能；⑶在矿粒表面上固着，是物理吸附作用，即为分子力作用的结果。⑷由于是物理吸附，只能作天然可浮性较好矿物的捕收剂，故具有选择性。⑸因难溶于水，以油滴形式存在于水中，用量较大。2．烃类油的作用机理：（1）烃类油与水之间的作用；烃类油为非极性分子，水分子为强偶极子，水分子本身之间的吸引力比油水之间作用力大，所以，油不溶于水，疏水性好，在水中只能以油滴状态存在。（2）烃类油与矿物之间的作用；烃类油能否吸附在矿物表面并起作用，主要取决于其与水和矿物表面作用力大小。矿物表面有极性和非极性之分。①表面非极性时，σ固油＜σ固水，矿物对油吸引力大于对水引力，油滴吸在矿物表面。②表面极性时，σ固水＜σ固油，矿物对油吸引力小于对水引力，矿物表面形成水化膜。③非极性烃类油对矿物捕收作用的强弱取决于矿物表面非极性表面所占的比例。如先将非极性烃类油乳化，分散成小油滴，增加其在矿物表面吸附，减少用量。3．烃类油组成对捕收作用的影响：按烃族组成分：芳烃、烯烃、烷烃。烷烃：正构烷烃、异构烷烃、环烷烃。（1）非极性组分对浮选的影响；各组分的捕收作用顺序：芳烃＞烯烃＞异构烷烃＞环烷烃＞正构烷烃。⑴芳烃因润湿热大，吸附过程自发进行且油-水界面张力低，易乳化，浮选活性强。但易和水分子结合，发生水化作用，本身疏水性不如饱和烃。⑵烯烃双键处活性高，有一定的极性，易发生水化作用。比饱和烃捕收性能高，但选择性差，泡沫带水量大。⑶异构烷烃比相同数目正构烷烃的沸点和凝固点低，凝固时不易形成结晶，提高浮选效果。另其支链占有较大空间，提高矿物表面疏水性，节省药剂。4．提高烃类油浮选活性的途径①辐射化学作用：煤油的捕收性能主要由大于170℃馏分的含量及结构所决定。辐射能使烃类中大部分结构变得更加复杂烃类分子中相当大的部分发生二聚或多聚作用，使低分子烃变为长链高分子化合物，还可产生异构化作用，辐射化学作用能够改善煤油的物理化学性质和浮选活性。②磁场处理：浮选前用磁场预先处理矿浆、浮选用水和药剂，能提回收率、改善选择性、加快浮选速度、降低药剂用量和增进产品脱水的效果。③电化学处理：电化学处理的实质煤油吸附在阳极表面，放出电子，和水分子解离放出的羟基反应，使饱和烃氧化为羧基化合物，非极性烃类油中羧酸含量明显增加，大大提高了对矿物的捕收活性。④烃类催化氧化法：烃类在有催化剂时通入空气进行液相氧化，使其按照自由机理进行连锁反应，生成许多不同含氧化合物同时具有捕收和起泡的作用，使非极性烃类油浮选活性大大提高。5.常用非极性烃类油捕收剂⑴石油产品类：包括煤油、磺化煤油、轻柴油；⑵焦油产品类：包括轻油、中油、重油、脱酚轻中油等；⑶合成产品类：包括FS－202、FS－201。四、巯基类阴离子型捕收剂硫化矿浮选时常用的捕收剂1．特点：烃链短，分子量小，极性亲固基含有两价的硫原子，水解后生成--SH基的产物。解离出阴离子具有捕收作用，属于杂极性物质。2．代表药剂（1）黄药类①名称、组成和结构分类：a烃基碳原子数，高级，低级；b阳离子物质：Na+、K+。制造黄药的原料是醇、烧碱和二硫化碳。用直接合成法生成。②性质：物理性质：黄色粉末状固体。化学性质：不稳定，热、水、酸分解、失效，氧化生成双黄药：(ROCSS)2。捕收能力：a烃链长短的影响，越长捕收能力越强；b烃基结构影响，正构与异构的区别；c目的矿物性质的影响。黄药的选择性：烃链越长，选择性削弱。实践中常用的烃基为Ｃ２～Ｃ５。③捕收性能和应用a．捕收性能与二价硫的性质密切相关黄药亲固基是—OCSSˉ，通过二价硫和矿物表面金属离子键作用使药剂固着于矿物表面。可成功浮选有色金属硫化矿和经硫化后的有色金属氧化矿。b．捕收能力和生成金属黄酸盐溶解度大小有关黄药和重金属阳离子生成难溶化合物，溶积度很小，易有乙基黄药浮选。对含锌、铁等金属离子硫化物，生成黄酸盐溶度积大，矿物须活化后才能浮选。C．具有较高浮选选择性黄药和碱土金属不生成难溶化合物，不能浮选氧化物、硅酸盐、铝硅酸盐和碱土金属的盐类矿物。黄药用量一般在５０～１００g/L(t煤泥)左右。黄药常配成５％～１０％的溶液使用。④硫代化合物类捕收剂的捕收机理A．化学吸附说有氧存在，硫化矿物表面发生氧化反应，生成硫酸氧盐或硫酸盐氧化后硫化矿物的硫酸根和水中氢氧根、碳酸根等离子进行交换生成碳酸盐和氢氧化物。加入黄药后，黄药阴离子和矿物表面的氢氧根、碳酸根、硫酸根等到离子产生交换吸附，生成金属黄原酸盐，具有细疏水性，在矿物表面沉积可提高矿物表面可浮性。根据各种金属黄原酸盐溶度积大小，定性判断相应硫化矿物可浮性。B双黄药见解黄药经氧化后生成双黄药，具有疏水作用，吸附在矿物表面，从而使矿物表面疏水。但必须有氧存在时黄药才能浮选硫化矿。C共吸附只有金属共原酸和双黄药在矿物表面共存时，才能使矿物表面具有足够的疏水性。且两种产物有一定的比例。（2）黑药类Me：H+甲酚，Na+钠黑药，NH4+丁铵黑药。性质：有些毒性，在酸性介质中不易分解。丁铵黑药易溶于水，没有腐蚀性，性质稳定，不易变质。捕收能力：比黄药弱，选择性强，适用矿浆PH值宽。（3）硫氮捕收剂（4）白药：硫代二苯脲（CO(NH2)2）3．与矿物的作用机理二价硫为亲固基，这类药剂的作用机理基本相同。（1）化学吸附说：在有氧环境下，捕收剂与矿物表面离子化学吸附生成疏水的不溶性的金属黄原酸盐。（2）双黄药见解：在有氧的环境下，黄药有硫化矿表面氧化生成双黄药。（3）共吸附：上述两种观点的综合。五、脂类捕收剂黄原酸脂类：烃基硫代氨基甲酸脂：二硫代一硫代六、烃基酸及皂类阴离子捕收剂氧化矿物的有效捕收剂：1．羧酸及其皂类（复习有机化学）；2．烃基磺酸盐和烃基硫酸盐：磺酸盐：R-SO3Na硫酸盐：R-O-SO3Na有机异极性表面活性剂：分子量小起泡能力强，日用洗涤剂；分子量大捕收能力强，类羧酸。3．作用机理：（1）物理吸附：静电吸附于带正电的矿物表面；（2）化学吸附：化学键力作用下吸附于矿物表面；（3）半胶束吸附。4．形成离子-分子络合物吸附。七、胺类捕收剂阳离子捕收剂：1．胺及其盐类性质（自学）；因起捕收作用的是阳离子，故称之为阳离子捕收剂。日前常用的阳离子捕收剂主要是氨的衍生物、氨中氢原子被烃基取代的数目不同可得到不同的胺：2．作用机理：a物理吸附；b半胶束吸附；c形成络合物吸附。3．应用范围。①硅酸盐和铝硅酸盐矿物，如：石英、绿柱石、锂辉石、长石、云母等；②碳酸盐矿物，如菱锌矿等；②可溶性盐，如钾盐等。【本讲课程的小结】掌握下列问题1、浮选药剂的种类和作用？2、非极性烃类油的作用机理？3、有哪几种常用的捕收剂？4、提高非极性烃类油活性的途径？【本讲课程的作业】掌握捕收剂的种类及作用机理。

课程名称：《浮选》第4讲次摘要授课题目（章、节）第二章浮选药剂第三节起泡剂第四节调整剂本讲目的要求及重点难点：【目的要求】使同学们了解起泡剂的分类及作用机理、调整剂的分类及作用机理。【重点】起泡剂作用机理、调整剂的作用机理【难点】起泡剂的作用机理、调整剂的作用机理内容【本讲课程的引入】浮选药剂的作用：改变浮选过程中相界面的性质，调节矿物的可浮性，调整矿浆的浮选性质，改善气泡的质量，提高气泡矿化过程的选择性和浮选速度。【本讲课程的内容】第三节起泡剂一、浮选对起泡剂的要求及其分类1．浮选泡沫及起泡剂的概念：在异极性表面活性物质存在的纯水，矿浆中充气形成细小和比较坚韧的气泡或泡沫，气泡上浮到水面形成具有一定稳定性的细小气泡聚集层，此层为泡沫层。两相泡沫：由气、液两相形成的泡沫。三相泡沫：由气、液、固三相形成的泡沫，或称矿化泡沫（矿化气泡）。起泡剂：能促使在介质中形成大量大小适宜和具有一定稳定性泡沫的物质。种类（具有起泡性能）：醇、酚、酮、醛、醚、酯、酸等有机异极性表面活性物质。2．对起泡剂的要求及其应具备的条件（1）起泡剂一般应是具有适宜结构的有机异极性表面活性物质，起泡性能决定于极性基和非极性烃基的性质。a极性基：最好：-OH(羟基)、醚基,两类极性基是理想的极性基团水化作用强,无捕收作用,PH值影响小。其它，-COOH、-NH2（氨基）、-SO3H（磺酸基等）起泡能力强，亲固性强，PH值影响大。b非极性基：起泡剂是以整个分子发挥起泡作用的。理论上非极性基可由任何一种类型的烃基构成，但烃基长度、分子量、结构类型属性对起泡性能均有影响。c极性基、非极性基与起泡性能的关系（后一节讲述）。（2）在矿浆中要有适当的溶解度。a溶解度大：在气液界面吸附少，甚至不具有起泡性能，起泡速度快，气泡脆，泡沫层结构疏松，用量大，H3COH、H3CH2COH。b溶解度小：滞留矿浆表面，起泡速度慢，泡沫结构致密，气泡寿命长，浮选过程难以控制。c适当溶解度：C4～C10脂肪醇，最理想C5～C8。（3）对矿物无捕收作用。（4）对矿浆PH值的变化及矿浆中其它组分有较强的适应性。（5）用量少，无毒和不污染环境。3．起泡剂的分类（1）根据药剂来源分类：A、天然产物提取：松油，樟脑油；B、煤焦工业副产品提取：甲醇，吡啶；C、人工合成：醇，醚，醇醚类。（2）根据分子结构特点分类：A、非离子性（醇、醚醇、醚类、酯类）；B、离子型（酚类、重吡啶、烃基磺酸（硫酸）盐、羧酸及其皂类、胺类）。二、起泡剂的作用及作用机理1．降低气液界面的张力，改善气泡的分散度。2．阻碍或减轻气泡的相互兼并（灭）。3、增大气泡的机械强度，提高气泡的稳定性。4、降低气泡在矿浆中的升浮速度。三、起泡剂的作用形成1．单纯起泡剂的作用；2．起泡剂与捕收剂的共吸附作用。四、泡沫层的稳定性1．两相泡沫层的不稳定性2．三相泡沫的稳定性（1）矿粒的装甲作用；（2）药剂作用，起泡剂与捕收的共吸附作用；（3）矿粒形状及大小的影响。3．二次富集作用五、起泡剂的组成与结构对起泡性能的影响1．极性基对起泡性能的影响（1）影响溶解度；（2）影响解离度；（3）水化作用的影响。2．非极性基对起泡性能的影响（1）碳链长度；（2）非极性基性质，结构性质，饱和程度，链的形式。六、常用起泡剂（自学）第四节调整剂一、调整剂的作用与分类1.作用与意义（1）提高矿物与捕收剂相互作用的选择性和改善矿浆的浮选性质。机理：调节和控制捕收剂与矿物作用时，加强或削弱捕收剂对矿物的作用，从而提高或降低矿物的可浮性，改善浮选过程的选择性。捕收剂的作用：提高矿物的疏水性。使用调整剂的原因：A、多种有用矿物共生（伴生），且可浮性接近，使用调整剂提高选择性。浮选的原则：一、优先浮选：抑制浮选活化浮选；二、混合浮选：浮选抑制浮选。B、矿物活化后捕收浮选。C、浮选特定条件限制：例如：PH值的影响。（2）调整剂对浮选泡沫的调节和影响：A、调整剂影响气泡的弥散和气泡强度。例如松油起泡剂，在CuSO4、Na2S、NaCN等调节作用下，泡沫层厚度会降低，而特定起泡剂在特定调整剂作用下可延长气泡寿命。B、液气界面上的调整剂胶粒影响浮选活性。规律：微细胶粒粘附在气泡表面局部地区可活化浮选过程，增长过大的胶粒会抑制浮选过程。原因：微细胶粒促使矿粒与气泡层水化层的破裂，在夹缝中排挤水分子，加速水化层的薄化和破裂，过大胶粒占据气泡表面，使气泡“装甲”化，阻碍矿粒与气泡的接触和粘附。应用：控制胶粒的增长速度。C、调整剂对矿粒向气泡粘附速度的影响。活化剂能缩短矿粒向气泡粘附时间（接触薄化破裂附着），抑制剂能延长矿粒向气泡粘附时间。酸碱也影响某些矿物向气泡附着的粘附时间。2.主要作用方式（1）直接在矿物表面发生作用。A、调整剂以离子、分子或胶粒状态作用于矿物表面，或发生竞争吸附以增强或削弱捕收剂与矿物表面的相互作用。B、调节矿物表面的溶解，以增强或减少矿物表面对捕收剂吸附的活性质点数，促使捕收剂在矿物表面吸附或从表面解吸。（2）在矿浆中发生作用。作用：调节离子组成或介质的PH值。A、生成难溶盐沉淀或形成稳定的络合物，以消除或降低难溶离子对浮选的不良影响。B、吸附容量大的物质对矿浆中有害离子的吸附。C、调节矿浆的PH值。对浮选过程带来多方面的的影响。3.调整剂的分类（按作用分类）（1）抑制剂：削弱或破坏捕收剂与矿物相互作用的一大类调整剂。常用：石灰、水玻璃、硫化钠、氰化钠。（2）活化剂：促使捕收剂与矿物相互作用的一类调整剂。常用：硫酸钙、氯化钙、氯化铂、酸、碱。（3）PH调整剂：调节矿浆酸碱度的一类药剂。常用：无机酸、碱。（4）分散剂与絮凝剂：说明：相对性、多重性。二、抑制作用与无机抑制剂1.抑制剂作用（1）作用和意义：破坏和削弱矿物对捕收剂的吸附，增强矿物表面的亲水性，从而降低矿物可浮性的作用抑制作用。具有抑制作用的药剂抑制剂无机、有机抑制剂。意义：改善捕收剂的作用，提高选择性。对工业原料的品种和精矿的质量要求越来越高，而选择难选矿和复杂多金属矿石日趋增多，以及矿物储量减少，开采方式的变化等因素的影响，在研究开发各种对矿物具有高选择性作用的捕收剂外，应对抑制剂的研究和应用提高重视，以指导生产实践。（2）抑制作用方式和具体作用形式：A、在矿物表面形成亲水膜或胶粒。其次与捕收剂在矿物表面发生竞争吸附，相互排挤，使捕收剂从矿物表面解吸或阻碍捕收剂的作用吸附，两者可能同时发生。B、溶去矿物表面由捕收剂所形成的疏水性覆盖膜。C、溶去易与捕收剂作用的矿物表面活性质点或活化膜。D、除去矿浆中的活化离子。说明：方式多样性，作用的多样性。2.对抑制剂的基本要求：（1）高度的选择性；（2）抑制作用易于消除；（3）与捕收剂无化学反应；（4）价廉易得，经济实用，无毒，低毒不污染环境。3.常用抑制剂（自学）。三、活化作用与活化剂1.活化作用（1）作用与意义：活化作用：能促进和增强矿物与捕收剂的相互作用，提高矿物的可浮性。这种药剂活化剂。适用情况：A、目的矿物与捕收剂作用活性不强。“促进”B、工艺过程的需要，活化受抑制对象。“复活”意义：同抑制剂一样，对实现各种矿物的有效分离和促进浮选技术的发展均有着重要意义。（2）自发的活化作用矿物在矿床内或在开采磨矿和选别作业中，由于与矿物溶性的相互作用，自发的发生活化作用。例如：氧化，浮选用水。性质：A、不可预知性；B、不可控制性；C、对浮选过程有害有利。（3）有目的的活化作用根据目的矿物与捕收剂活性不强，甚至于不发生作用，可有目的的加入某种活化剂，使其活化的活化作用。A、预先活化，选前活化处理，捕收。B、硫化作用对特定有色金属氧化矿物的预先活化作用。用可溶性硫化物（硫化钠）活化，在目的矿物表面形成与捕收剂（黄药）作用的金属硫化物薄膜。C、复活作用活化受抑制矿物表面。（4）活化方式A、溶去矿物表面的抑制剂膜，污染物或溶蚀矿物晶格框架以露出新鲜表面或活性质点。B、在矿物表面形成难溶且有利于捕收剂作用的活化膜。C、活化离子在矿物表面吸附，形成或增强了矿物表面与捕收剂作用的性质点。D、改变矿浆中的离子组成。降低有害离子的浓度，消除有害影响。发挥捕收剂的浮选活性。离子组成的影响复杂，具体情况具体分析。E、加入矿物晶格降低矿物的溶解度。四、矿浆PH值与PH值调节剂1.矿浆自然的PH值及PH调整剂的作用：（1）自然PH值：未加入任何浮选药剂时矿物悬浮液的酸碱度。原因：各种矿物的细小颗粒在水溶液中部分水解时，产生H+或OH-离子的能力不同，或从溶液中吸附H+或OH-离子能力的差别，存在自然PH值。影响：①浮选工艺要求PH值；②过程的连续性。（2）PH值调整剂的作用与意义：A、直接或间接地影响矿物的可浮性；B、影响药剂的浮选活性；C、影响矿浆中的离子组成；D、影响矿浆矿泥的分散和凝聚。2.对浮选过程的影响：（1）可浮性的影响：A、电性；B、矿浆的条件，分选条件；C、促进活化膜的形成。总体：影响矿物表面的离解或吸附性质进而影响表面电性；影响矿物表面吸附物的组分与结构，进而影响表面的亲疏水总效应。（2）对药剂浮选活性的影响：A、调节矿浆中捕收剂离子的浓度；B、调节抑制剂及活化剂的离子浓度。（3）改变矿浆中的离子组成，消除或降低矿浆中难免离子的有害影响。【本讲课程的小结】掌握下列问题1、什么是两相泡沫、三相泡沫？2、起泡剂应具备哪些条件？3、简述起泡剂的作用机理？4、按照作用来分，调整剂应分为哪几类？各种调整剂的作用机理？【本讲课程的作业】掌握起泡剂作用机理、各种调整剂的作用机理。

课程名称：《浮选》第5讲次摘要授课题目（章、节）第三章浮选机及辅助设备本讲目的要求及重点难点：【目的要求】使同学们了解浮选机的基本作用及评价，机械搅拌式浮选机的分类及原理。【重点】浮选机内矿浆充气程度的测定及评价及机械搅拌式浮选机的特点【难点】浮选机充气搅拌机构的结构及矿浆、气体运动特点内容【本讲课程的引入】实现矿粒之间的浮选合适的机械设备就是浮选机。浮选效果的好坏，除药剂、工艺流程的影响外，浮选机性能的优劣有着相当大的关系。【本讲课程的内容】第三章浮选机及辅助设备第一节浮选机的基本作用及评价一、浮选机的基本作用浮选机的作用：①矿浆湍流，矿粒悬浮，药剂分散，实现矿粒和药剂附着；②引入空气，产生适宜气泡，和药剂、矿粒碰撞，实现矿化；③矿化气泡上升，形成三相泡沫层，产生二次富集作用，精矿和尾矿及时排出。二、对浮选机的基本要求和评价性能优良的浮选机满足下列要求：①充气量大且易调节；②搅拌强度要足够；③矿浆通过能力大；④形成稳定的矿浆液面和泡沫层；⑤结构简单，维修方便灵活；三、浮选机中矿浆的充气主要包括两个过程：气泡的生成及气泡的兼并和溶解。1、气泡的生成⑴机械搅拌作用将空气粉碎形成气泡；⑵空气通过多孔介质的细小眼孔形成气泡；⑶气体从矿浆中析出形成微泡。影响微泡析出的主要因素：①开始时矿浆中空气的饱和程度（空气的溶解度）；②随后矿浆的降压程度；③是否具有微泡析出的“核心”（矿物的疏水性表面）。2、气泡的兼并和溶解其影响矿浆的最终充气程度，气泡兼并使其直径变大，不稳定和易于破灭，气泡减少、总面积减少、对矿化不利。气泡溶解使气泡消失，但影响不如兼并明显。加入起泡剂可提高气泡稳定性，减缓气泡的兼并。四、浮选机内矿浆充气程度的测定及评价矿浆充气程度指矿浆中空气含量、气泡的弥散程度和气泡在矿浆中分布的均匀性。它直接影响气泡矿化过程、浮选速度、工艺指标和浮选药剂的用量。1、充气量及其测定充气量的测定可用量筒法或充气量测量仪，计算出单位时间、单位浮选机面积或单位浮选机体积所吸进空气量即可。2、矿浆中空气的弥散程度充气量表示充气数量，而空气弥散程度指一定充气量时空气分散成气泡的程度，表示充气质量。3、矿浆在矿浆中分布的均匀性也用于表示充气质量，影响着浮选机槽体的“有效容积”或“充气容积”。五、浮选机的分类按充气和搅拌方式不同：机械搅拌式和无机械搅拌式。按供气方式不同：机械搅拌自吸式和机械搅拌压气式。按气泡生成方式不同：压气式、喷射式和真空减压式。第二节机械搅拌式浮选机一、机械搅拌式浮选机的特点分自吸式和压气式。自吸式特点：①搅拌力强，可保证矿粒悬浮，促进难溶药剂的分散与乳化。②对复杂流程，依靠叶轮的吸浆作用实现中矿返回，省去砂泵。③对难选或要得到高品位精矿时，可保证得到较好的稳定指标。④运动部件转速高、能耗大、磨损严重、维修量大。压气式特点：①充气量大，便于调节，对提高产量和调整工艺有利。②搅拌不起充气作用，故转速低、磨损小、能耗低、维修量小。⑧液面稳定、矿物泥化少、分选指标好，但需压气系统和管路。二、机械搅拌式浮选机的结构1、转子一定子系统浮选机充气搅拌机构是个转子—定子结构，转子和电机相连，高速旋转；定子和机体连结固定。并决定了各自的充气搅拌性能。2、槽体其几何特征用槽深与槽宽之比表示。槽深一般介于1～2米之间。三、常用机械搅拌式浮选机1、XJM型浮选机该机由浮选槽、中矿箱、搅拌机构、刮泡机构和放矿机构。①XJM—4型浮选机充气搅拌机构的结构。由固定部分和转动部分组成。固定部分：1、定子；2、套桶；3、轴承座；4、进气管；5、调整盖；6、调整片；转动部分：7、叶轮；8、中空轴；9、皮带轮。②XJM—4型浮选机特点：1）层伞形叶轮定子组作充气搅拌机构，同时完成吸浆、吸气和循环矿浆作用；强化浮选过程，双系统吸气，易于调节；“W”形矿浆运动，降低速度，保证矿化时间和液面平稳。2）采用浅槽，提高充气量，降低功率消耗。3）采用小直径高转速的叶轮，降低功率消耗和提高充气量。③XJM—4型浮选机充气搅拌机构定子叶轮组的结构及矿浆、气体运动特点。1、定子，2、叶轮，3、混合室，4、吸浆室，5、吸气室。第三节充（压）气式浮选机一、充（压）气式浮选机特点无机械搅拌器，无传动部件，矿浆的充气靠外部压入空气。最典型的是浮选柱，压入的空气通过特制的、浸没在矿浆中的充气器(亦称气泡发生器)形成细小气泡。浮选柱具有结构简单、制造容易、占地小、维修方便、操作容易、节省动力、对微细颗粒分选效果好等优点。适用于组分简单、品位较高的易选矿石的粗、扫选作业。在选煤厂用于脱除细粒灰分和黄铁矿已显示出优越于常规浮选机效果。二、浮选柱的类型及结构类型：短体自由喷射式和高柱体的逆流式浮选柱。高柱体的逆流式浮选柱的两种形式：①充填介质式—柱内充满某种结构的材料以粉碎气泡和创造良好浮选环境；②无充填式(开式)—柱内无充填，以其他方法创造必要的分选条件。③逆流式浮选柱的特点：1）比常用机械搅拌式浮选机和短体喷射式浮选柱有更大矿化区；2）分选矿物颗粒与气泡碰撞及黏着的几率大；3）浮选柱产生的气泡分散度高，即微细气泡多，可产生多个气泡黏着于一个颗粒的气固絮团，减少了气泡和颗粒脱离的几率，提高了浮选的速率和回收率。4）减少了高灰细泥的污染。降低了精矿中高灰细泥的污染，有利于生产低灰精煤和浮选脱硫。1、传统浮选柱工作特点：(1)分选选择性较高，这是因为在分选过程中，矿粒和气泡呈对流运动，削弱了脉石附着到气泡上和在气泡中央带的机会；由于本身没有运动部件，浮选柱内湍流程度比较低，泡沫层比较厚，因泡沫层中气泡的兼并，利于二次富集作用的发挥；(2)适于浮选细粒和微细粒物科，浮选柱中气泡是由压缩空气通过微孔的充气器形成的，其直径小，根据微细粒物科和气泡的非惯性碰撞矿化机理，对微细粒物料分选有利；(3)节省药剂用量，特别是起泡剂。浮选柱中泡沫层厚，实际上是泡沫柱，气泡不如在机械搅拌式浮选机中密实，起泡剂主要用于控制气泡的大小，因此，用量可以小些；(4)构造简单，制造容易，占地面积小，维修方便，操作容易，节省动力；(5)矿浆的运动状态，总的来说是矿浆和气泡作逆向运动，实际矿浆在柱内是上下翻腾，运动状态比较复杂，控制不好时；操作极不稳定，对浮选效果有一定影响；(6)充气器的孔径极小，容易堵塞和失效。堵塞后使气泡在浮选柱中的均匀度降低，影响分选效果；(7)粗粒物料回收率较低，特别是+28目的物料。一般情况下，用浮选柱分选时，精煤产率较低，但精煤的质量较好。2、新型浮选柱（1）静态浮选柱；（2）微泡浮选柱；（3）旋流微泡浮选柱第四节空气析出式浮选机（学生自学）一、空气析出式浮选机的特点以能从矿浆中析出大量微泡为特点，均无机械搅拌器，无传动部件。有喷射式、旋流式和真空式浮选机。第五节浮选机的发展趋势和研究动态浮选机发展侧重于两方面：一是适于粗粒浮选的浮选机；二是浮选机的大型化。此外，适于细泥浮选的浮选机也逐渐引起重视。一、浮选机大型化二、矿浆直流化给料三、改进转子—定子系统结构四、广泛采用压气式五、增大槽内矿浆通过叶轮的循环量六、普遍采用浅槽七、无机械搅拌式较迅速发展第六节浮选机的选择、计算、调节和测定一、浮选机的选择与矿浆性质、产品要求、生产规模、流程结构有关：1、矿石性质及分选作业；2、矿浆流量；3、磨损件的寿命及磨损后搅拌能力和充气量变化。二、浮选机的计算1、浮选时间的确定：决定了矿浆在浮选机中的停留时间或浮选机的处理量。2、浮选机干矿处理量和矿浆处理量的确定3、浮选机槽数的确定：根据矿浆处理量、浮选时间、选用浮选机的几何容积计算。三、浮选机操作的调节浮选机工作时应根据原料性质、处理量、产品要求、设备磨损等作适当调节。1、矿浆液面高低；2、充气量；3、循环孔面积；4、搅拌机构间隙。四、浮选机的测定主要检查其工作性能：1、充气性能；2、加料性能；3、动力性能；4、药剂耗量。第七节浮选辅助设备浮选辅助设备主要包括调浆设备和浮选药剂的添加及乳化装置。一、调浆设备在浮选前应设置调浆设备。调浆设备主要包括搅拌桶、矿浆准备器和矿浆预处理器等。1、搅拌桶作用是使药剂与矿浆充分接触；为浮选提供合适的浓度和一定的接触时间；保证浮选机给料的稳定压头和稳定性。2、矿浆准备器矿浆准备器的作用与搅拌桶相同，直径有2m、2．5m、3m等几种规格，其处理能力比搅拌桶可提高50％，节电和节药达2／3和1／3以上。3、矿浆预处理器矿浆预处理器是ＸＪＸ大型浮选机的配套调浆设备，直径为1．6m、2．0m、3．0m，分别配套于XJX–4、XJX–8和XJX–12型浮选机。比搅拌桶省电、省药、处理量大，是强化浮选的有效设备。二、药剂的添加和乳化装置1、药剂添加装置主要有给药机和阀门式给药装置。选煤厂药剂多以液态加入故采用阀门式(即“龙头”)，“龙头”有两个旋钮，一个粗调，一个细调，该装置简单、可靠又方便，可用烧杯定时测定给药量。2、药剂乳化装置对难溶的烃类油等，为提高药效和降低用量，可先乳化，再与矿物表面作用。常用的乳化方法为流体喷射、机械或超声乳化及添加乳化剂等。【本讲课程的小结】掌握下列问题1．浮选机的充气过程和气泡的生成方式如何？2．何为矿浆充气程度，其影响因素是什么?如何评价？3．简述浮选机的分类，各种浮选机的主要区别和特点。4.简述机械搅拌式浮选机的结构特点。5.简述国内外浮选机的发展趋势。【本讲课程的作业】掌握1.浮选机内矿浆充气程度的测定及评价2.机械搅拌式浮选机的特点。

课程名称：《浮选》第6讲次摘要授课题目（章、节）第四章浮选工艺和实践第一节影响浮选的工艺因素第二节粒度特性对浮选的影响第三节矿浆浓度、PH值及温度对浮选的影响第四节矿浆液相组成对浮选的影响第五节浮选药剂及其影响本讲目的要求及重点难点：【目的要求】使同学们掌握影响浮选的工艺因素。【重点】粒度特性、矿浆浓度、PH值、温度及矿浆液相组成对浮选的影响【难点】矿浆浓度、PH值及温度对浮选的影响内容【本讲课程的引入】浮选机类型、规格的选择与给矿性质(密度、粒度、可浮性、含泥量等)、产品要求、生产规模、流程结构等因素方关，选择时应考虑。【本讲课程的内容】第四章浮选工艺和实践第一节影响浮选的工艺因素浮选过程中为了得到满意的浮选结果，必须掌握和控制一系列影响浮选的工艺因素：1.物料的粒度；2.浮选药剂制度；3.矿浆性质；4.浮选流程及结构；第二节粒度特性对浮选的影响浮选过程正常进行必要条件之一：矿石中的有用矿物单体解离。磨矿可实现矿物的单体解离，磨矿的粒度与矿物的嵌布粒度相关。一、粒度对分选的影响浮选要求矿石中的有用成分应单体解离，再根据不同矿物的可浮性进行分选。浮选粒度的确定：一是根据矿物和脉石特性所需的单体解离度；二是根据矿物的密度确定有气泡负载能力。粒度太粗，即使矿物已经单体解离，但超过气泡的负载能力，通常不易浮起。粒度太细，造成泥化，分选的选择性降低，使有用矿物与脉石不能进行有效的分离。二、粗粒和细粒矿物的浮选工艺1、粗粒浮选的工艺措施在矿物单体解离的条件下,物料粒度较粗而浮选又能处理时,应该采用粗磨浮选,这样可以节约磨矿费用，降低成本。但由于物料粒度过粗，一方面在浮选机中不易成悬浮状态，减少了矿粒与气泡之间的碰撞机会；另方面，即使矿粒与气泡发生碰撞附着，但由于粒度大，脱落力也大，减少了进入泡沫层的机会。结果，使粗粒容易损失在尾矿中。粗粒浮选时，为了提高其可浮性，主要应解决在尾矿中的损失问题，即增加粗粒与气泡的附着并防止其脱落。应注意以下几个方面：（1）调节药方，增加药剂与矿粒的接触机会①药剂的选择②合理地增加药剂浓度（2）改善浮选机充气，调节充气情况调节充气情况，包括调节气量和充气质量。⑶采用分级或脱泥浮选⑷浮选机设计时既要考虑粗粒悬浮所需的搅拌强度，又要考虑防止已附着的颗粒从气泡上脱落，选择好浮选机在选择浮选机时，应注意选取充气量大，搅拌力强，能析出微泡的浅槽型浮选机，才有利于粗粒物料的分选。2、细粒浮选的工艺措施矿泥的质量小，比表面大，易夹杂在泡沫中上浮，污染泡沫产品，降低精矿质量；覆盖在粗粒物料的表面，恶化粗粒物料的浮选效果，降低回收率；吸收大量的浮选药剂，增大药剂耗量；细粒和矿泥含量增加，增大了矿浆的粘度，降低浮选机的充气条件等等，不但影响浮选指标，还破坏浮选过程。（1）调节药方，尽量采用选择性好的药剂，并严格控制用量①药剂的选择②加药方式应该采用分段分批加药，使药剂随时在矿浆中保持最低的合理浓度③添加矿泥分散剂将矿泥分散，消除矿泥在其他物料上的覆盖，避免影响这些物料的分选。（2）操作因素的控制①浓度调节降低浮选入料矿浆浆浓度，通常采用较稀的矿浆浓度，一方面可以避免矿泥污染精矿泡沫；另方面降低矿浆和泡沫层的粘度，提高分选过程的选择性。②喷洗泡沫产品对精矿泡沫产品适当喷洒清水，洗涤精矿，可加强二次富集作用，降低细泥污染，提高精矿质量。（3）预先脱泥脱泥是根根除矿泥影响的方法，常用旋流器进行分级达到脱泥的目的。（4）其他细粒分选方法①选择性絮凝；②载体浮选；③团聚浮选；④剪切性絮凝；⑤微泡浮选其他还开展了电解浮选、电场浮选、电磁浮选处理矿浆等多种新工艺的研究，解决细粒分选的问题。第三节矿浆浓度、PH值及温度对浮选的影响浮选矿浆的调节包括矿浆浓度，PH值等。浮选矿浆的温度和水质对分选有明显影响。矿浆进入浮选机前，得到合理的调节，浮选机就可以充分发挥作用，并得到比较好的浮选效果。一、矿浆浓度、PH值、温度1、矿浆浓度矿浆浓度指矿浆中固体颗粒的含量。选矿厂常用液固比、固体含量百分数及固体含量表示。选矿厂浮选浓度与分级机溢流浓度关系密切，一般粗选浓度和分级机溢流浓度一致，而溢流浓度又与磨粒要求的细度有关，如要求磨粒细时，溢流就稀；反之，溢流就浓。扫选的浓度又总是比粗选稀。浮选物料粒度较细时，浓度应较稀。矿浆浓度对浮选的影响主要表现在矿浆的充气，矿浆中药剂的浓度，和生产量等方面，对浮选过程中的回收率、精矿质量、药剂用量、浮选机的生产能力、浮选时间及水电消耗等技术、经济指标影响很大。（1）对充气量的影响浮选机的充气量随矿浆浓度而变化，过浓和过稀的矿浆均导致充气恶化。（2）药剂浓度加药量一定的条件下，矿浆浓度大时，药剂浓度也大，所以采用矿浆浓度大时，可以适当减少加药量，而在低浓度分选时，应适当增大药量，因此，高浓度浮选时，可以节省药量。（3）生产量矿浆浓度增大,如果浮选机的体积和生产率保持不变,矿浆在浮选机中停留时间就可以相对延长,有利于提高回收率,相反,如果浮选时间不变,增大矿浆浓度,可以提高浮选机的生产率。一般，矿浆浓度较稀，回收率就低，但精矿质量好，所以粗选采用较浓的矿浆，而精选采用较稀的矿浆浓度，扫选的浓度一般由粗选浓度决定，不作调整，另外，物料粒度较粗，粒度较大时，往往采用较浓的矿浆：反之，可以用较稀的矿浆。2、矿浆的PH值矿浆PH值是控制浮选过程的重要因素之一，它既影响矿物表面性质，又能影响各种浮选药剂的作用。（1）对矿物表面性质的影响PH值对矿物表面电性有极大影响。当PH值＞矿物零电点时,矿物表面荷负电；当PH值<零电点时，矿物表面荷正电，矿物表面的电性对细泥在它上面的覆盖和药剂的物理吸附有极其重要的作用。（2）药剂的效能及与矿物表面的作用在一定的药剂浓度下,调节矿浆的PH值可以使矿物得到抑制或顺利进行浮选。常见硫化矿浮选的PH值见下表：矿石类型粗选PH值矿石类型粗选PH值铜矿9.5-11.8铜钴矿10-11铜硫铁矿9.0-11.5铅锌矿7.1-12铜钼矿10-11.5铜铅锌矿7.2-12铜钼矿7.8-9.5硫化钼矿8.53、浮选矿浆的温度某些药剂必须在一定温度下，才能发挥有效作用，采用加温浮选。（1）矿浆温度对药剂用量和效果的影响一部分使用脂肪酸类捕收剂的氧化矿浮选厂，常将矿浆加温到30-35℃左右进行分选。这样可以提高脂肪酸类捕收剂的分散度和效用，降低浮选药剂的用量，改善浮选的技术指标。（2）使已经吸附的捕收剂薄膜解吸已经吸附黄药的硫化矿物表面，加入石灰，加温搅拌，可以使矿物的捕收剂薄膜脱除，然后加抑制剂，实现多金属矿的分离。第四节矿浆液相组成对浮选的影响浮选要在水介质中进行，水中含有各种气体，离子，还有一些有机浮选药剂，它们均能影响浮选过程，不同地区的水，其组成成分有很大的差异。一、不同浮选用水的性质和影响1、水质标准工业用水和生活都有硬水、软水之分，水的硬度反映水中钙，镁离子的含量，水的硬度对浮选指标的影响很明显,尤其使用脂肪酸类捕收剂进行浮选时,浮选前必须消除其影响。2、江河、湖泊的水江河、湖泊的水是浮选中使用最多的水之一,大多数属于软水,矿化度较低,含盐量低,含多价金属离子比较少，浮选中，该水的因素对分选效果影响最小，易于进行操作和调节。3、地下水浮选使用的不同地区的地下水，水质变化较大，硬度和矿化度都有很大的差异。矿化度低，硬度较小的软水，和江河，湖泊中的水一样，对浮选没有多大影响，在浮选中易于操作控制。4、咸水海水和部分湖水，其含盐量较高，故矿化度也较高，其影响各不相同,咸水因为含盐量高，所以对设备有一定腐蚀作用，需注意防护。5、回水浮选回水有两个特点：（1）含有比较多的浮选药剂,组成比较复杂,回水中的药剂,有时比新鲜水高出50-100倍,使用时必须考虑它们对浮选过程的影响，使用不当，可影响分选效果；当情况比较复杂时,原则上应该同一回路排出的废水，返回同一回路。（2）含有较多的固体物质，粒度细，品位很低,循环使用时容易覆盖在粗颗粒的精矿表面,严重影响浮选效果,一般用自然澄清法或加凝聚剂使之下降。第五节浮选药剂及其影响在处理多金属和复杂难选矿时，药剂制度是个关键的问题。一、药剂的预处理，配制浮选药剂1、配制水溶液对于易溶于水的，一般配成5－10%的水溶液使用，如黄药，硫酸铜，苏打等等。2、加溶剂配制一些不溶于水，但溶于某些溶剂的药剂，可以将其溶于溶剂中，如油到不溶于水，但溶于煤油；白药溶于邻甲苯胺等，先将其溶解，然后使用，可以提高其捕收作用。3、配制成悬浮液或乳浊液一些不易溶的固体药剂，可配成乳浊液或悬浮液使用。例如，石灰在水中溶解度极小，20℃时约为0.17%，随着温度增加反而减小，因此将石灰磨至100－10μm，与水混合搅拌制成石灰乳使用。4、皂化一些难溶的脂肪酸类药剂,如氧化石蜡，塔尔油等,皂化是最常用的办法。为了使其皂化，配药时要加温并加入药剂10%左右的碳酸钠,加入矿浆时药剂溶液的温度应保持在60－70℃左右。5、乳化和气溶胶为了提高药剂在矿浆中的分散度或溶解度，可以采用乳化的方法，有机械强烈搅拌，或用超声波乳化等方法。气溶胶是另外一种强化药剂作用的方法，实质是一种特殊的喷雾装置，将药剂在空气中雾化以后，再加入浮选机。6、电化学处理很多药剂经电化学方法处理后均可提高其活性。7、酸化阳离子捕收剂水溶性差，须用盐酸或醋酸进行质子化处理，然后才能溶于水。8、磁处理采用适当的磁声强度，对浮选药剂进行磁处理，可以增加药效，降低用量和指标。二、制定浮选方案制定浮选方案可以参考类似选厂的实践经验并对矿石的性质和可能采用的浮选方案进行分析。（1）先浮选易浮的矿物，后浮难浮的矿物。即先浮可浮性好的，后浮可浮性差的。（2）抑制可浮性差的矿物，不要抑制可浮性好的或不易被抑制的矿物,不要抑制难被抑制的矿物。（3）如果两种矿物的可浮性相似，则应该先浮选数量少的矿物，抑制数量多的矿物,易得到较好指标。（4）活化量少的矿物，抑制价值低的矿物，比较容易提高分离效果。（5）浮选价值高的矿物，抑制价值矿物，易于达到浮选目的。（6）浮选精矿质量要求高的矿物，抑制精矿质量要求低矿物。三、选择药剂种类选择药剂时应注意以下几个问题：1、捕收与抑制的关系；2、活化与抑制的关系；3、捕收与起泡的关系；4、分散与团聚（絮凝）的关系四、药剂的合理添加为保证矿浆中有最佳药剂及药剂能进行最有效的作用。根据矿石的选择性，药剂的性质，工艺要求，选择适当的加药点，合适的加药方式来达到这一目的。1、加药顺序：一般按下列顺序添加，PH调整剂－活化剂或抑制剂—捕收剂－起泡剂。2、加药地点：加药点对发挥药剂的效力关系很大，一般视药剂的性质和要求的作用时间长短而定。PH调整剂，抑制剂多半加入球磨机中，为了充分发挥药剂的效果，一些难溶的捕收剂，也可以加在球磨机中，易溶的捕收剂，活化剂和起泡剂一般加在浮选前的搅拌桶，如两种药剂能互相反应又抵消作用，则应分别加入，一般让前一种药剂充分作用后，再加第二种药剂，如硫酸铜和黄药，氯化钙和油酸，均应分开加于不同的地点。捕收剂和起泡剂除加入搅拌桶中外，还可以加在浮选机中，加在浮选机中的量约占20－40%。3、加药方式：集中加药和分批添加。集中加药可以提高浮选过程初期的浮选速度。分批添加或逐点添加，可以维持浮选整个过程有比较均衡的浓度,对一些较难浮物料的回收率有较大的意义，下列情况，常采用分批加药：（1）易被泡沫带走的药剂。（2）在矿浆中易起反应的药剂。（3）用量要求严格控制的药剂。细粒物料分选时,本身选择性较差,如果含有大量矿泥,更导致分选效果急剧恶化,为使药剂充分发挥作用，提高选择性，必须严格控制用药量，采用分批加药，使药剂处于亏量状态。五、混合（联合）用药混合用药也可称联合用药,已经在实践中得到广泛使用,混合用药就是两种或两种以上同一类型或不同类型的药剂按一定比例加入到浮选中,有利于提高精矿品位和回收率。混合用药比单独使用效果好,回收率有明显提高,速度加快。不同类型的捕收剂混合使用，常以一种捕收剂为主，另一种为辅助捕收剂。六、矿浆中浮选药剂最佳用量的控制和调节浮选回路中至关重要的是：药剂制度最佳化、控制对浮选过程的稳定和最大限度降低药耗。【本讲课程的小结】掌握下列问题1.影响浮选的主要工艺因素有哪些?2.浮选药剂制度对浮选的影响包括哪些方面，如何产生影响？3.简述加药地点、加药方式对浮选效果的影响，如何实现药剂的合理添加【本讲课程的作业】1.影响浮选的主要工艺因素2.粒度对分选的影响。选矿为什么必须经常测定浮选的粒度？3.矿浆浓度对浮选有何影响?4.矿浆液相组成如何对浮选产生影响？

课程名称：《浮选》第7讲次摘要授课题目（章、节）第四章浮选工艺和实践第六节浮选流程第五章矿石的浮选实践第一节矿物可浮性分类第二节非极性非金属矿物的浮选第三节硫化矿浮选第四节有色金属氧化矿石和混合矿石的浮选本讲目的要求及重点难点：【目的要求】使同学们掌握浮选的原则流程及内部结构，泡沫对浮选的影响；掌握矿物可浮性分类，非极性非金属矿物、硫化矿的浮选。【重点】浮选流程、硫化矿浮选【难点】浮选流程、硫化矿浮选内容【本讲课程的引入】根据矿石性质进行浮选，不同矿石浮选流程不同。【本讲课程的内容】第六节浮选流程浮选流程,也称浮选工艺流程。浮选流程是指矿石浮选时,矿浆流经各作业的总称。不同类型的矿石，应该制定不同的流程进行处理。浮选流程中包括浮选原则流程和浮选流程内部结构两个方面的内容。一、浮选原则流程浮选原则流程涉及到各种矿石处理的原则方案，例如，浮选流程的段数、浮选循环和矿物的选别顺序。1、浮选流程的段数浮选中磨矿与浮选相结合的次数。一般磨矿一次，浮选一次称一段磨选流程。通常，矿石中常有几种有用矿物，经一次磨矿，将不同矿物分别选出，要经过几次浮选，仍称为一段磨选流程。当矿物嵌布粒度比较细，要经过两次以上磨矿才能进行浮选，两次磨矿之间又没有浮选，还是称一段磨选流程。为了保证有用矿物充分解离又尽可能防止其过粉碎,可根据有用矿物的浸染特性,采用不同类型的浮选流程段数。有一段磨选流程和阶段磨选流程两类。（1）一段磨选流程。一段磨选流程也称一段磨浮流程。矿石中有用矿物嵌布比较均匀时可采用该流程。如嵌布粒度较粗,可以只经一次磨矿,如嵌布粒度较细,且均匀,则可经两次磨矿,再进行分选；（2）阶段磨选流程。阶段磨选流程,又可以分两段磨选流程和多段磨选流程,其选择和应用,由矿物嵌布粒度特性和泥化趋势决定。常用的为两段磨选流程。根据矿物的浸染特性,两段磨选流程有三种类型：精矿再磨、尾矿再磨和中矿再磨,如图：多段磨选流程实际仅对一些原矿品位很低，有用矿物可浮性较好，而精矿质量又要求比较高时采用。2、浮选循环浮选循环也称回路。凡经一次浮选，得到一种产品称一个循环，通常以所选矿物或金属名称命名，如下图中铅循环和锌循环，铜锌循环、硫循环和铜循环。3、矿物的选别顺序矿物的选别顺序与矿石中矿物的可浮性、矿物之间共生关系等因素有关，常有优先浮选流程、混合浮选流程、部分混合优先浮选流程和等可浮流程。（1）优先浮选流程矿石品位较高，有用矿物浸染较粗，可首先考虑采用此流程。（2）混合浮选流程将当矿物呈集合嵌布,粒度较粗,不同有用矿物的可浮性又比较接近,在粗磨下能够废弃尾矿,可考虑采用混合浮选，再对混合精矿进行分离。（3）部分混合优先浮选流程当矿物中有几种有用矿物其可浮性接近，有的可浮性又不同时，可采用此流程。（4）等可浮流程可免除强抑制强活化带来的分离困难,分离次数较多,流程复杂。二、浮选流程内部结构浮选流程内部结构系指浮选循环内部粗选、精选、扫选的次数及中矿的处理方式。1、粗选、精选、扫选的次数浮选中有粗选、精选和扫选。粗选一般只有一次。精选和扫选次数变化较多,与矿石性质、精矿的质量要求、欲选成分的价值等有密切关系。若原矿品位较高，有用矿物可浮性又较差，对精矿质量要求不高时,则可在粗选的基础上直接得出精矿，不进行精选或精选作业应少，应加强扫选，保证足够高的回收率。另外，如有用矿物较难浮且易泥化或氧化的情况下，也应尽快分出精矿，不宜往精选方向发展，应加强扫选，其流程见下图。原矿品位较低,对精矿质量又要求很高,有用矿物可浮性比较好,则流程结构应向精选发展,扫选次数可以相对少，而精选次数应多，可采用下图中流程结构。原矿品位低，粗选精矿质量又不太高，需用精选提高精矿质量；矿物可浮性好，很容易进入精矿，不经扫选或只经1～2次扫选即可得到合格尾矿。例如钼矿精矿精选次数，常达10次以上。石墨矿浮选也有类似特点。多数情况下的流程结构是既包括精选又包括扫选作业的流程，如下图所示。2、中矿处理浮选流程中，除最终精矿、尾矿以外的产品，如精选作业的尾矿和扫选作业的泡沫产品统称为中矿。中矿均应继续处理，其处理方式与中矿中连生体含量、有用矿物的可浮性、中矿中药剂含量、中矿的组成及对精矿的要求等有关。中矿处理常有如下三种方法：（1）中矿返回中矿返回又有两种型式，循环返回或合一返回。①中矿循序返回：后一个作业的中矿返回到前一个作业进行处理。这是实际生产中应用最多的流程，如下图。该流程适用于矿物已经单体解离，可浮性一般，又比较强调回收率的情况。②中矿合一返回：将全部中矿合并在一起，返回前面某一作业，一般是粗选作业，见下图。中矿合一返回,使中矿得到多次再选机会,有利于提高精矿质量。所以,对有用矿物可浮性较好,精矿质量又比较高时，常采用该流程。因中矿集中，量较大，浓度又低，有时需经浓缩，但可节省药剂用量。应返回到矿物组成和矿物可浮性等性质与中矿相似的作业。（2）中矿再磨当中矿含有较多连生体时,为使有用矿物从中矿中解离出来,应该进行再磨。再磨可以单独进行,也可返回到第一段磨矿。中矿再磨之前常常应该进行浓缩和分级,浓缩的溢流可作回水使用。（3）中矿单独处理根据中矿的性质采用浮选或其他方式处理。当中矿性质比较特殊，返回前面作业又不太合适，此时可考虑中矿单独浮选的方案。第五章矿石的浮选实践第一节矿物可浮性分类以矿物表面性质为基础，根据矿物的浮选行为和实践，将矿物分为六类：①自然金属和重金属硫化矿物；②非极性非金属矿物；③有色金属氧化矿物；④极性盐类矿物：⑤氧化物、硅酸盐和铝硅酸盐矿物；⑥碱金属和碱土金属的可溶性盐第二节非极性非金属矿物的浮选一、非极性非金属矿物的浮选特点①可浮性好，药方简单；②浮选粒度较粗；③磨矿时，应避免过粉碎。二、石墨浮选天然石墨的可浮性相当好，可以从品位为5％～10％的原矿中选出品位为80％～90％的精矿。1、浮选原则流程及流程内部结构①原则流程：为保护石墨鳞片不受破损，应采用多段磨选流程。多次再磨再选，使精矿质量满足要求。磨矿设备采用以磨剥作用为主的棒磨机、碾磨机。为了提高磨矿效果，磨矿之前应设浓缩作业，将磨矿浓度保持在40％45%，浓缩设备可采用水力旋流器或沉淀式离心机。②流程的内部结构：多数石墨浮选采用向精选发展的流程结构。在石墨充分单体解离的条件下，精选的次数直接影响精矿质量。2、药剂制度：石墨浮选时，常用煤油或柴油进行捕收，松油为起泡剂，其用量分别为250～300g／(t原矿)和50～150g／(t原矿)。用水玻璃对脉石进行抑制，用量为1．5～2kg／(t原