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          浮選過程中40個常見問題匯總

          發布時間:2011-09-10

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          新聞要點

          浮選機

          浮選工藝是比較常見的選礦工藝之一,雖然過程并不復雜,但有些知識點還是要了解一下,紅星機器匯總了40個常見的問題,以供參考。

          1、浮選及其在礦物分選中的作用。

          浮選:是按礦物表面物理化學性質的差異來分離各種細粒的方法。

          作用:

          (1)浮選的適應性強

          (2)浮選的效率高,且適于處理細物料

          (3)有利于對礦產資源的綜合回收

          2、浮選過程及其三相在分選中的地位。

          浮選過程:在氣、液、固三相體系中完成的復雜的物理化學過程。其實是疏水的有用礦物粘附在氣泡上,親水的脈石礦物留在水中,從而實現,從而實現彼此分離。

          在礦物的浮選過程中,固相是分選對象,液相是分選介質,氣相是分選載體。因此,本章重點學習浮選各相的結構和性質。

          3、晶體的分類、結構。

          (1)離子晶體

          (2)分子晶體

          (3)原子晶體

          (4)金屬晶體

          4、礦物表面極性產生的原因及類型和對可浮性的影響。

          組成礦物晶體的質點不僅按一定空間幾何圖形進行有序排列,而且通過某種鍵力使各頂點彼此聯結在一起。位于晶體表面與位于晶體內部的質點彼此所處狀態則不盡相同。內部的均處于平衡,斷裂面上質點具有不飽和鍵力且因位置不同,鍵力的不飽和程序也很不相同,顯示出不同的吸附能力和作用活性。特別是礦石經破碎細磨后,比表面積隨之增大,所形成的棱角增加更多,形成的吸附其它物質的“活性中心”更多,因些礦石磨細越細,吸附能力和作用活性也越強烈。

          (1)強鍵合力:共價鍵、離子鍵、金屬鍵

          斷裂面上的質點以此鍵,具有較強的極性和化學活性,極性表面,對偶極水分子有較強的吸引力,易被水潤濕,親水性強天然可浮性差。此表面親水表面。天然可浮性差。

          (2)弱鍵合力:

          斷裂面呈現的不飽和鍵力主要為分子間力,極性較小,稱為非極性表面,與偶極水分子的作用較弱,不易被水潤濕,表現疏水易向氣泡吸附,天然可浮性較好。

          5、煤炭的結構模型及其主要成分對可浮性的影響。

          結構模型:

          煤是一種由大量苯核結合的多環香族高分子化合物,由多層平面碳網組成,并存在有含氧基團和烷基側鏈。

          對可浮性的影響:

          煤屬于非晶形結構,不均一,以有機體為主,主體表面疏水,可浮性好;在芳香核上含有數量不等的側鏈,具有親水性。

          煤的結構中含有一定數量的礦物質,使煤表面局部具有極性,親水;

          煤的變質程度對煤的可浮性有很大影響;

          煤易氧化。

          6、水的性質及其在浮選中的作用。

          基本性質:

          (1)4℃時水的密度比較大。4℃為略高于冰點。

          (2)具有很高的價電常數。

          (3)具有很高的溶解能力。

          (4)導電率低,但對其它化合物有較大的電極能力。

          (5)有較疝的偶極矩,締合作用強。

          (6)有形成氫鍵的特性。

          水對浮選過程的影響:

          (1)水分子之間的締合作用:氫鍵締合、偶極締合。

          (2)水分子與礦物表面的作用:作用的結果是礦物表面水化或濕潤。

          (3)水的溶解能力:在浮選過程中有相當重要的作用,改變礦物表面的化學組成,界面電性,液相的化學組成而改變,近而改變礦物在浮選過程中的行為。

          7、空氣的性質及對浮選的影響。

          空氣是混合物,典型的非極性物質,是有對稱的結構。易合非極性表面結合。

          空氣在礦漿中的溶解度與壓力,溫度和水中溶解的其他物質的濃度有關。對浮選有意義的是壓力與溶解度的關系。

          氣相在浮選中作用與影響

          (1)載體作用

          (2)主要組分能活躍地被吸附在礦物表面產生特殊作用,并直接影響礦粒的可浮性。活化劑作用,其中最活躍的是氧。

          8、何為潤濕接觸角,接觸角與界面張力的關系,對可浮性的影響。

          潤濕接觸角:過三相潤濕周邊上任一點P作氣液界面的切線,與固液界面之間所形成的包括液相的夾角。

          接觸角的大小,與接觸的三相界面所具有的和界面張力有關,當和界面張力相互作用達到平衡時,有接觸角是三相界面張力的函數。不僅與礦物表面

          性質有關,而且與液相、氣相的界面性質有關。

          凡能引起改變任何兩相界面張力的因素都可以影響礦物表面的潤濕性。

          當大于900時,礦物表面不易被水潤濕,具有疏水表面,其礦物具有疏水性。可浮性好。

          當小于900時,礦物表面易被水潤濕,具有新水表面,其礦物具有新水性,可浮性差。

          9、潤濕阻滯,潤濕阻滯對浮選的影響。

          潤濕過程中,潤濕周邊展開或移動受到阻礙,使平衡接觸角發生改變,這種現象稱為潤濕阻滯。

          潤濕阻滯的兩種阻滯效應:水排氣和氣排水時的阻滯效應

          潤濕阻滯對浮選的影響:浮選過程中,礦粒向氣泡附著時,屬于排水,即在礦物本身可浮性不變的情況下,附著過程難,對浮選不利。而礦粒從氣泡上脫落時,屬于水排氣,使水難于從礦物表面將氣泡排開,防止礦粒從氣泡上脫落,對浮選有利。

          10、粘附功及其與潤濕接觸角和可浮性的關系。

          粘附功:礦粒與氣泡附著只有單位面積時,附著前后體系的自由能的變化。

          粘附功ΔE=σAW(1-cosθ)

          潤濕性=cosθ

          可浮性=1-cosθ

          ΔE>0,體系自由能降低,自發進行。θ越大,ΔE越大礦物表面越疏水,固著到氣泡上的自發趨勢越顯著。

          11、應用熱力學第二定律解析氣泡碰撞礦化。

          碰撞礦化自由能變化:通過分析,疏水礦物能與氣泡粘附,親水礦物不能。

          12、水化層的結構及特點。

          水化層具有擴散結構:水化層內水分子的定向排列程度隨著礦物表面的距離增大而逐漸減弱。水化層是介于礦物表面和普通水之間的過渡區域(界間層),類似固體表面的延續。

          水化層的特點:

          (1)粘度比普通水大。

          (2)穩定性高。

          (3)具有一定的能量。

          (4)溶解能力降低。

          13、礦物表面的水化作用及對礦物可浮性的影響。

          水化作用:水分子的定向排列。

          礦物表面的水化作用:水分子在礦物表面的定向排列。

          水化作用對可浮性的影響:水化作用與礦物表面的潤濕性一致,與可浮性相反。極性礦物表面水化作用強,水化層厚,水分子排列緊密;非極性礦物表面水化作用弱,水化層薄,水分子排列稀疏。礦物表面的水化性不僅取決于礦物表面晶格本身的特點,而且也取決于礦物表面所吸附的分子或離子的性質。

          14、礦物表面電性的起因。

          (1)離子的選擇性吸附

          礦物表面和水對不同離子的新合力不同,導致礦物表面對電解質溶液中正負離子的不等量吸附,促使礦物表面帶電。

          (2)礦物表面組分的選擇性解離

          組成固體的正負離子在介質中的溶解能力常常不同。部分礦物和水后,在兩相界面上生成新的物質,界面電性與生成的新產物有密切關系。

          (3)礦物晶格缺陷

          由于礦物破裂,缺乏某種離子,或非等量的類質同像替換,也促使礦物表面的電荷不平衡,進而使礦物表面荷電。

          15、斯特恩的雙電層結構模型,雙電層中的電位及零電點和等電點。

          斯特恩在雙電層擴散模型的基礎上提出在擴散層中存在緊密層即斯特恩層,此模型是電三層理論模型。

          雙電層中電位:

          (1)表面總電位:是礦物表面與溶液間的總電位差。

          (2)電動電位Zate:滑動面上的電位和溶液內部的電位差。

          (3)Stern電位:Stern界面與溶液之間的電位差。

          零電點和等電點:

          (1)零電點PZC或ZPC

          礦物表面靜電荷為零時,溶液中定位離子濃度的負對數值。如定位離子為H+或OH-,則此時的PH值即為零電點。

          (2)等電點PZR或IEP

          電動電位為零時,溶液中電解質濃度的負對數值。或溶液的PH值。

          16、礦物表面雙電層對礦物懸浮液絮凝和分散的影響。

          降低、壓縮電位,使礦物懸浮物絮凝―失穩

          升高、擴大雙電層,使,物理吸附和化學吸附的特征。

          吸附:液體(或氣體)中某種物質在相界面上產生濃度增高或降低的現象。

          凡由化學鍵力引起的吸附稱為化學吸附。

          凡由分子鍵力引起的吸附稱為物理吸附。

          物理吸附:熱效應小、無選擇性、吸附速度快、吸附可逆、可以形成多層吸附,

          分子吸附,雙電層擴散層吸附,半膠半吸附。

          化學吸附:熱效應大、選擇性強、吸附速度慢、吸附不可逆、形成單層吸附,

          離子吸附,雙電層內層吸附和特性吸附。

          17、吸附

          降低礦物可浮性的作用。

          抑制作用方式:

          (1)在礦物表面形成親水膜或膠粒。其次與捕收劑在礦物表面發生競爭吸附,相互排擠,使捕劑從礦物表面解吸或阻礙捕收劑的作用吸附,兩者可能同時發生。

          (2)溶去礦物表面由捕收劑所形成的疏水性覆蓋膜。

          (3)溶去易與捕收劑作用的礦物表面活性質點或活化膜。

          (4)除去礦漿中的活化離子。

          18、烴類油捕收劑作用及機理。

          作用:提高疏水性,增加可浮性,促使氣泡附著,增強附著的牢固性。

          機理:

          (1)烴類油與水之間的作用,油不溶于水,有很好的疏水性,在水中以油滴形式存在;

          (2)烴類油與礦物之間的作用在疏水表面展開,提高疏水性;

          (3)吸附在三相潤濕周邊上,提高礦化氣泡的牢固性。

          19、硫化礦物常用的捕收劑是什么類型的藥劑?其特點是什么?列出三種典型藥劑。

          硫化礦浮選時常用的捕收劑:疏基類陰離子型捕收劑。

          特點:烴鏈短,分子量小,極性率固基含有兩價的硫離子水解后生成SH基的產物,解離出陰離子具有捕收作用,屬于雜極性物質。

          代表藥劑:黃藥類、黑藥類、白藥類。

          20、起泡劑的作用礦物懸浮物分散―穩定及機理。

          起泡劑的作用:

          (1)降低氣液界面的張力,改蓋氣泡的分散度

          (2)阻礙或減輕氣泡的相互兼并

          (3)增大氣泡的機械強度,提高氣泡的穩定性。

          (4)降低氣泡在礦漿中的升浮速度

          起泡劑的作用機理:

          (1)單純起泡劑的作用

          (2)起泡劑與捕收劑的共吸附作用

          21、兩相泡沫及其特點和不穩定的因素。

          兩相泡沫:由氣相和液相構成的泡沫。

          兩相泡沫是氣相在液相中的分散的一種形式,是兩元分散不穩定體系。

          特點:氣相體積遠大于液相體積,氣相之間以呈薄層狀的液相分割。

          不穩定因素:脫水作用和氣泡的兼并作用。

          22、三相泡沫及其穩定的原因。

          由液、氣、固三相構成的泡沫稱為三相泡沫。

          穩定原因:

          (1)顆粒的作用

          (2)藥劑的作用;

          (3)顆粒形狀和大小的影響。

          23、調整劑作用及其種類。

          作用:

          (1)提高礦物與捕收劑相互作用的選擇性和改蓋礦漿的浮選性質,

          (2)調整劑對浮選泡沫的調節和影響

          (3)調整劑對礦粒向氣泡粘附速度的影響。

          種類:抑制劑、活化劑、PH值調整劑、分散絮凝劑。

          24、抑制作用及其抑制方式。

          抑制作用:破壞和削弱礦物對捕收劑的吸附,增強礦物表面的親水性,從而

          25、活化作用及其活化方式。

          活化作用:能促進和增強礦物與捕收劑的相互作用,提高礦物的可浮性。

          活化方式:

          (1)溶去礦物表面的抑制劑膜、污染物或溶蝕礦物晶格框架以露出新鮮表面或活性質點。

          (2)在礦物表面形成難溶且有利于捕收劑作用的活化膜。

          (3)活化離子在礦物表面吸附,形成或增強了礦物表面與捕收劑作用的性質點。

          (4)改變礦漿中的離子組成。降低有害離子的濃度,消除有害影響。發揮捕收劑的浮選活性。離子組成的影響復雜,具體情況具體分析。

          (5)加入礦物晶體,降低礦物的溶解度。

          26、PH值調整劑的作用及常用藥劑。

          作用:

          (1)直接或間接下地影響礦物的可浮性;

          (2)影響藥劑的浮選活性;

          (3)影響礦漿中的離子組成;

          (4)影響礦漿礦泥的分散和凝聚灰、硫酸、蘇打等。

          27、分散和聚集在分選中的作用。

          通常,細泥容易聚團,并相附到粗粒及氣泡的表面,影響分選效果。因此,浮選過程中應盡量保持礦漿中顆粒處于分散狀態,特別是細泥含量較多的情況下,礦粒的分散更加重要,否則,由于細泥的覆蓋和聚團將嚴重惡化精礦質量和惡化浮選的分選效果。為了使顆粒處于分散狀態,可以在礦漿中添加分散劑。

          分選中也可以利用凝聚現象。如果絮凝劑或凝聚劑,對礦漿中某一組分有選擇性的凝集作用,則可以利用此性質,使絮凝劑分子吸附在某種礦物組分的顆粒表面上,使其絮凝沉淀。其余組分仍然保持穩定的分散狀怒,從而達到分離目的,該方法稱選擇性絮凝。

          28、接觸曲線及其如何才能繪制出接觸曲線。

          同一種礦物,同一種藥劑,氣泡能否與礦物附著的藥劑用量與pH值之間的關系曲線,稱為接觸曲線。接觸曲線是礦物能否與氣泡附著的分界線。不同礦物、不同藥劑有不同的接觸曲線。

          礦物在某個pH值下可以浮起,超過某個值則不能浮起。各種藥劑都有一定的使用條件,當條件改變時,其作用也改變。改變藥劑的用量,可以改變礦物的可浮性。改變礦漿的pH值也可以改變礦物的可浮性。不同的礦物,有不同的臨界pH值。同一種礦物,改變藥劑種類或藥。劑用量,其臨界pH值也隨之改變。依此繪出接觸曲線。

          29、浮選過程的組成。

          浮選過程可以分為四個階段:

          第一階段為接觸階段,礦粒在流動礦漿中以一定的速度和氣泡接近,并進行接觸。

          第二階段為粘著階段,礦粒與氣泡接觸后,表面疏水的礦粒和氣泡之間的水化層逐漸變薄、破裂,在氣、固、液三相之間形成三相接觸周邊,實現礦粒與氣泡的固著。

          第三階段為升浮階段,已經附著的氣泡和礦粒即礦化氣泡,互相之間形成礦粒氣泡的連合體,在氣泡上浮提升力的作用下,進入泡沫層。

          第四階段為泡沫層形成階段。最后形成穩定的泡沫層,并及時刮出。

          30、碰撞礦化過程及系統自由能的變化規律。

          過程:礦粒與氣泡接近、排擠普通水;水化膜接觸、薄化;水化膜破裂,實現三相接觸,氣泡礦化。

          自由能變化規律:

          1—強水化性礦物表面碰撞礦化系統自由能變化;

          2-中等水化性礦物表面碰撞礦化系統自由能變化;

          3—弱水化性礦物表面碰撞礦化系統自由能變化;

          31、析出礦化的過程及影響因素。

          析出礦化的過程:

          (1)氣體分子移動:減壓瞬間,氣體分子向易于聚合起來的區域移動,間斷水分子間力的阻礙。

          (2)生成“氣泡晶核”:氣體分子在范德華力作用一相互聚合,形成氣泡晶核,半徑為R最小(即能穩定地存在于液相中的氣泡最小半徑)。

          (3)初生氣泡長大。

          影響因素:

          (1)氣體的溶解度;

          (2)壓力的降低程度;

          (3)有無形成微泡的中心。

          32、何為浮選速度方程,寫出一級浮選速度方程,研究浮選動力學的意義

          浮選速度方程:表達泡沫產品時間變化的數量關系的方程;

          一級浮選速度方程:;

          意義:改善浮選工藝;改進并設計浮選機;并可根據實驗室和半工業性試驗結果進行放大;有利于浮選槽和浮選回路的控制及自動化等。

          33、浮選礦漿的充氣過程。

          (1)氣泡的生成;

          (2)氣泡的兼并和溶解;

          (3)氣泡的升浮運動。

          34、浮選設備常用的評價指標。

          (1)充氣性能指標:充氣量、充氣均勻程度、氣泡的彌散程度;

          (2)加料性能指標:干礦處理量、礦漿通過能力;

          (3)動力消耗指標:功率消耗、動力指數;

          (4)其它指標:藥劑消耗、破碎度。

          35、機械攪拌式浮選機的優缺點。

          優點:

          (1)選別難選礦石或復雜礦石,或者希望得到高品位精礦時,可以保證得到出較好和比較穩定的技術指標;

          (2)礦漿攪拌強烈,可以保證密度較高,粒度較粗的礦粒呈懸浮狀態;溶藥劑在礦漿中的均勻分散與乳化,有利于藥劑與礦物表面的作用。

          (4)對選別多金屬礦石的復雜流程,機械攪拌自吸式浮選機,可以依靠葉輪的吸漿作用,實現中礦返回,省去大量砂泵。

          缺點:

          (1)結構復雜,單位處理量的設備費用較高。

          (2)為保持礦粒懸浮并起到吸氣、嘆漿的作用,運動部件轉速較高,因此磨損嚴重,維修費用高,由此造成的動力消耗較大。

          36、粗粒浮選的工藝措施。

          (1)調節藥方:選擇捕收能力強的藥劑,合理增加藥劑濃度。

          目的:增強礦物于氣泡的固著強度,加快氣泡的升浮速度。

          (2)調節充氣情況:提高充氣量,提高充氣質量。

          目的:產生一定數量的大氣泡,提高升浮力;同時有微泡存在,實現群泡或氣絮團浮選。

          (3)選擇浮選機:攪拌力強,選用淺槽分選設備。

          目的:改善粗粒物料的懸浮狀態,減少顆粒的停留時間,提高粗粒的回收率。

          37、細粒浮選的工藝措施。

          I、調節藥方

          1)藥劑的選擇

          細粒分選要注意提高過程的選擇性,選擇配置浮選藥劑時,應選取選擇性強的藥劑。選擇起泡劑應選取脂肪醇或醚類藥劑,這些藥劑所形成的泡沫較脆,含水量較大,有利于二次富集作用,提高精礦質量。

          2)加藥方式

          應該采用分段分批加藥,使藥劑隨時在礦漿中保持合理的濃度。一次加藥使大量藥劑吸附在礦泥上,降低藥劑的選擇性,并使藥劑消耗量增加。

          3)添加礦泥分散劑

          將礦泥分散,消除礦泥在其他物科上的覆蓋,影響這些物料的分選。

          II、操作因素

          1)濃度調節

          通常采用較稀的礦漿濃度,一方面可以避免礦泥污染精礦泡沫;另方面降低礦漿的粘度,提高分選過程的選擇性。

          2)噴洗泡沫產品

          對精礦泡沫產品適當噴灑清水,洗滌精礦,可加強二次富集作用,降低細泥污染,提高精礦質量。

          III、預先脫泥

          脫泥是根除礦泥影響的方法,常用旋流器進行分級達到脫泥的目的。

          IV、其他細粒分選方法

          1)選擇性絮凝,2)載體浮選,3)團聚浮選,4)絮凝浮選,5)微泡浮選。

          38、礦物浮選時,如何選擇藥劑。

          (1)捕收與抑制的關系:表現在捕收劑與抑制劑用量的多少和捕收抑制作用的強弱;

          (2)活化與抑制的關系:量與作用的矛盾關系;

          (3)捕收與起泡的關系:多功能藥劑、捕收劑的消泡作用、藥比及用量與產率關系;

          (4)分散與團聚的關系:非目的物被抑制而分散,目的物被捕收疏水而易團聚;但必須掌握適度。

          原則:根據礦物可浮性的差異,確定捕收、抑制、起泡、分散適度的藥劑,并掌握好其搭配和用量,保證浮選過程進行更合理,效果更理想。

          39、礦漿濃度及對浮選的影響。

          礦漿深度指礦漿中固體礦物與液體(水)重量或體積的關系,選礦廠常用液固比或固體濃度表示。

          礦漿濃度對浮選的影響主要表現在礦漿的充氣,礦漿中藥劑的濃度和生產量等方面。

          (1)對充氣量的影響

          浮選機的充氣量隨礦漿濃度而變化,過濃和過稀的礦漿均導致充氣惡化。

          (2)藥劑濃度

          加藥量一定的條件下,礦漿濃度大時,藥劑濃度也大,所以采用礦漿濃度,可以適當減少加藥量,而在低濃度分選時,應適當增大藥量,因此,高濃度浮選時,可以節省藥量。

          (3)生產量

          礦漿濃度增大,如果浮選機的體積和生產率保持不變,礦漿在浮選機中停留時間就可以相對延長,有利于提高回收率,相反,如果浮選時間不變,增大礦漿濃度,可以提高浮選機的生產率。

          40、浮選回水的特點。

          (1)有藥劑殘留,組成復雜;

          (2)含有較多的固體物質,特別是細泥。

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