浮选知识要点

1）浮选：是利用矿物表面物理化学性质（润湿性）的差异，并借助浮选药剂的作用从矿浆中浮出某种固体，从而使不同矿物有效分离的一种选矿方法2） 油团浮选：3） 泡沫浮选：是在矿浆中引入气泡，使疏水性矿粒与气泡附着着并借助气泡的升浮运动，使其在矿浆液面得到富集4） 浮选基本过程：①磨矿一即先将矿石磨细，使有用矿物与其他矿物或脉石矿物解离；②调浆加药一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浮选分离一矿浆在浮选机中充气浮选，完成矿物的分选；④产品处理一浮选后的泡沫产品和尾矿产品进行脱水分离。5） 矿物结构及性质：矿物是由离子、（或原子、分子）等质点组成离子晶体。1、离子晶体由阴阳离子组成，离子之间以静电引力结合形成离子键。此类矿物断裂时，沿离子界面断开；矿物表面形成不饱和离子键；一般此类矿物表面极性较强。2、原子晶体，由原子组成，原子间以共价键结合，共价键具有方向性、饱和性。此类矿物断裂后其表面形成强极性。3、金属晶体。晶格质点为金属阳离子，金属阳离子间以金属键结合。其断裂面为强不饱和键，呈强极性。4、分子晶体。晶格质点为分子，分子之间形成分子。其断裂后表面为分子建，属弱键，极性很弱。6） 矿物表面性质由于矿物断裂后暴露在表面的键不同，使矿物表面具有不同的性质，此性质对矿物可浮性有着较大的影响。当矿物表面有较强原子键、离子键时，矿物表面有较强的极性和化学活性；矿物表面对水分子有较大的吸引力；矿物表面表现为亲水性。当矿物表面有极弱的分子键时，矿物表面有较弱的极性和化学活性；矿物表面对水分子有较小的吸引力；矿物表面表现为疏水性。不同晶格结构的极性顺序极性由强到弱为：离子键、共价键、金属键、分子建。矿物表面极性越强，矿物亲水性越强；疏水性越弱；矿物天然可浮性越差。7） 煤的结构和性质：复杂的高分子有机化合物的混合物。煤不是晶体结构，组成复杂。丝炭、暗煤、镜煤、亮煤。.煤的结构（万一克列维廉模型）煤是多环芳香族高分子化合物有机质的基本结构单元主要是带有支链和各种官能团的缩聚稠环芳香系统由多层平面碳网组成，并存在有侧链煤化程度不同，层间距不同。.煤的性质煤的组成不均一，其可选性好坏与变质程度关系很大。煤的主体是多苯芳香核，具有疏水性。碳网上存在有不同数量的侧链，在变质过程中，易生成酚基、羧基、醍基等，这些基团具有一定极性，即具有亲水性。使煤粒的某些部位具有亲水性。煤的结构中还有一定数量的矿物质，矿物质具有一定的极性，使煤粒部分表面具有亲水性。煤表面的含氧官能团具有较高的活性，有利于杂极性药剂的吸附。煤易氧化，特别在水中首先氧化的是甲基、亚甲基。8） 液相及其性质：水的性质1一切物质受热时都增大自己的体积，即热胀冷缩，同时减小密度。2水也具有这种性质，但是在0C和4°C之间例外，此时随着温度的升高，水的体积并不是3增加，而是缩小。4C时水的密度最大。4水的体积和温度之间的关系不是直线关系，而是曲线关系，这和大多数物质不一样。5表面张力是水以及固体的边界分子联结、“集合”、缩小体积（内聚力）的一种能力6水还有一个奇怪的性质，就是在细玻璃管（毛细管）中可以观察到'粘着性"（附着性）7水的导热性较其他液体小，水的压缩率很小，一般认为不可压缩，纯水几乎是不导电的，天然水有微弱的导电性，含有离子杂质（盐类）的水则是良好的导体9） 水分子结构水分子为一个四面体，以氧处在四面体的中心，两个氢原子和两对未共用电子占据四面体的角顶上，那么可以把这个四面体画在一个立方体中，以四面体的角顶占据在立方体八个角顶中的四个角顶位置上10） 气相及其性质：空气具有非极性结构，是非极性物质。这些成份具有对称结构，呈非极性，极易与非极性表面结合。特别注意氧气对浮选的活化作用，不同矿物需要适宜的氧浓度不同；过量的氧气，会促使矿物表面氧化。11） 润湿现象：定义：水在固体表面展开的现象称为润湿。润湿是自然界中常见的一种现象，水滴展开的程度越大，固体表面的润湿性越好。矿表润湿性的大小，常用接触角来度量。12） 润湿接触角：定义：三相润湿周边上任一点处的气液界面切线与固体表面之间包含液相的夹角称为接触角，用。表示。。角的理论取值为0~180°，0=0°矿表完全被润湿，表现为绝对亲水；。=180°矿表完全不能被润湿，表现为绝对疏水。。角减小，润湿性提高，矿物表面亲水性增强，可浮性变差；。角增大，润湿性降低，矿物表面疏水性增强，可浮性变好。润湿性=8、0可浮性=1-cos013） 水化现象：矿物表面具有一定程度的极性，置于水中，将与极性的水分子发生作用，使水分子在其表面产生定向、密集排列，形成水化膜，这种现象称为水化现象14） 水化膜对煤泥浮选的影响：浮选时，煤粒欲与气泡发生附着，首先要排开二者之间的水化膜，此时需要外加一定的能量。煤泥浮选时，由于煤粒表面的疏水性较强，故形成的水化膜薄，不稳定，排开较容易，煤粒与气泡生碰撞时，它就能够附着在气泡表面，进入泡沫精矿；而矸石表面亲水性较强，形成的水化膜厚，稳定性好，矸石与气泡碰撞时，水化膜很难破裂，所以矸石不能与气泡附着，只能留在矿浆中。15） 固液界面电荷的来源（1）晶格构造离子的离解和吸附：（2）晶格构造离子经历水解反应后产生带电的络合离子（3）矿物晶格缺陷16） 总电位：矿物表面的电位，它的大小取决于矿物表面所带的电量。电动电位：当矿物颗粒运动时，吸附层随着颗粒一起运动，而扩散层不动，颗粒与溶液间就产生电位差，称电动电位。零电点：矿物表面电位由定位离子活度决定。溶液很稀时就等于它的浓度，在某一定位离子浓度下固体表面的正电荷数恰好等于负电荷数，矿物表面静电荷为零。这时，溶液中定位离子浓度的负对数值称为该矿物的零电点。等电点：一些表面活性电解质在矿物表面产生特性吸附，即可改变电动电位的大小，也可改变其符号，电动电位恰好为零时的电解质活度的负对数值称为等电点。17） 吸附：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：对液体，当某种溶质加入到液体中，如果能使溶液表面能降低，表面层溶质的浓度大于溶液内部，则称该溶质为表面活性剂或表面活性物质。这种吸附叫正吸附负吸附：对液体，当某种溶质加入到液体中，如果能使溶液表面能升高，表面层溶质的浓度小于溶液内部，则称该溶质为非表面活性剂或非表面活性物质。这种吸附叫负吸附18） 吸附种类：1，按本质分类：物理吸附（凡是由分子键力引起的吸附，特点：热效应小，无选择性，吸附快，具有可逆性，易解吸，吸附的分子可在矿物表面形成多层）化学吸附（凡是由化学键力引起的吸附，特点：热效应大，吸附牢固，不易解吸，吸附不可逆，通常是单层吸附，吸附具有很强的选择性，吸附慢）按吸附物的形态：分子吸附，离子吸附，半胶束吸附，捕收剂吸附按吸附作用方式和性质：交换吸附，竞争吸附，特性吸附4，按双电层中吸附的位置：双电层内层吸附和双电层外层吸附19） 气泡的矿化过程概念：指矿浆中被浮目的矿物有选择地向气泡粘附，形成矿粒-气泡集合体的一种过程。气泡矿化的影响因素：颗粒表面润湿性；颗粒的粒度、密度、形状、带电状态；气泡尺寸及浮选槽内液体动力学形态.20） 气泡的矿化过程：21） 浮选工艺对气泡的要求：1泡直径较小2气泡在矿浆中应充分弥散，不兼并3气泡稳定性应适当22） 起泡剂的作用：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。23） 烃类油捕收作用：1）油滴在煤粒表面吸附，提高煤表面的疏水性；2）烃类油可以在煤粒与气泡接触的三相接触周边形成三相油环，提高煤粒与气泡的粘着强度；3）油滴可与煤粒、气泡形成气絮团，增加上浮力，提高浮选速度24） 药剂制度药剂制度是浮选过程中添加的药剂的种类、用量、配比以及加药地点、加药方式等的总称。药剂的种类煤泥浮选过程添加的药剂主要有两种，即捕收剂和起泡剂。捕收剂主要用于提高煤粒表面的疏水性，起泡剂则是改善矿浆中气泡的性质。添加时，应先加捕收剂，后加起泡剂。有的药剂兼有捕收性能和起泡性能，浮选时可只使用一种药剂。药剂的选择1） 捕收剂一般来讲，浮选活性高的药剂，选择性就较低。所以，对易洗煤，可选用浮选活性低的药剂；对表面疏水性差的煤，应选用活性高的药剂；细泥含量多时，用选择性高的药剂。2） 起泡剂煤泥中高灰细泥含量高时，应选择气泡直径大、性脆、寿命不太长的起泡剂，以加强泡沫层的二次富集作用；煤泥中粗粒含量大时，应选用起泡率高，气泡直径小、寿命长的起泡剂，有利于提高粗粒在气泡上附着的牢固强度。加药方式和地点加药方式分一点（集中）加药和多点（分段）加药两种。一点加药是将药剂总量一次全部加入到搅拌桶中；分段加药则是将所需的药剂分别加入到搅拌桶和浮选槽内，一般搅拌桶加60%~70%，其余的加到浮选槽。对易洗煤，常采用一点加药；难浮煤或浮选活性高的药剂，应采用多点加药。药剂消耗量药剂耗量与药剂种类、煤泥性质、矿浆浓度等都有关系。1）变质程度低的煤，表面被氧化的煤以及疏水性差的煤药剂消耗普遍较高。2）细粒级物料含量越高，表面积越大，浮选时的药耗越大。3）矿浆浓度越低，药耗越大。油比“油比”是指浮选时添加的捕收剂与起泡剂的重量比。我国选煤用油比常在10:1~5:1之间。一般，对易洗煤采用小油比，反之，用大油比。25） 二次富集26） 伞型叶轮定子组的特点：1、 三层叶轮分别完成吸浆、吸气和矿将循环。2、 双系统进气（套筒，中空轴）充气量大，调节灵活3、 伞型叶轮上下两个锥面的锥角不同，甩出的新鲜矿浆、循环矿浆、空气交叉相遇有利于矿化。4、 伞型叶轮造成的W型矿浆运动方式减少了叶轮的深度，充气量大，主电机功率小，粗颗粒、比重大的颗粒不易沉淀。5、 叶轮甩出的矿浆冲击槽底消耗了部分动能，液面平稳。6、 气泡进一步被粉碎，气液界面增加有利于浮选27） 矿浆准备作业的作用：促进药剂的溶解和分散；使药剂与矿粒预先接触；调节矿浆浓度；为浮选机提供稳定的入料。28）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；评价的参考依据：①气性能和浮选指标；②处理能力；③动力消耗；④价格、安装、操作、维修费用及占地面积等。29）浮选机的准备作用：切割空气流生成气泡；使矿粒处于悬浮状态；促进难溶药剂的溶解和分散；促使矿粒、气泡、药剂在槽内均匀分布；为矿粒和气泡的碰撞、粘附提供能量；<41w30) 一―e” XJM-4型浮选机该种浮选机采用伞型叶轮，两面刮泡的槽体，矿浆从下面吸浆管吸入，矿浆和空气将搅拌后由导向叶片抛出去，与槽体碰撞，然后转为升上，使矿浆运动呈W形，泡沫从两边刮出，中煤将中间室进入下一室。主要结构：1、 采用伞型叶轮定子组：三层叶轮、叶轮锥面锥角不同、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、 采用浅槽浮选，提高充气量，降低功率消耗。有利于煤炭的分选。3、 采用小直径、高转速的叶轮。研究发现：功率损耗与直径的5次方成正比；功率损耗与转速的3次方成正比。31)XJX-T12的结构特点：①中心套筒入料；②采用双偏摆斜叶轮；矿浆在槽内立体循环在浮选机中设置了倒锥形循环筒和假底，槽体上部未被矿化的矿浆通过循环筒重新进入叶轮，底部矿中浆则通过假底进入叶轮，实现矿浆的立体循环，加速了气泡的矿化过程，对粗粒浮选尤为有利。气溶胶加药分段加药时，药剂可由定子循环孔和中空轴直接加入叶轮内，药剂被空气流冲成雾状，形成气溶胶。气溶胶加药可增加矿粒、气泡与药剂的接触几率，提高浮选速度和浮选机的处理能力。设置新型中矿箱工作原理：叶轮旋转产生负压一中空轴进气一叶轮区新鲜矿浆——中心入料管一叶轮区在叶轮的搅拌下，矿浆、药剂、空气充分混合后被叶轮甩出，与气泡附着的煤粒跟随气泡上升，进入泡沫层；循环矿浆通过循环筒重新进入叶轮，再次与空气接触混合，不能与气泡附着的脉石留在矿浆中，最终成为尾矿排出。32）XPM喷射式浮选机借促喷射器