浮選機(jī)工藝,又稱浮游選礦,是指利用利用礦物表面的物理化學(xué)性質(zhì)差異選別礦物顆粒的過程,是應(yīng)用最廣泛的選礦方法。
主要用于選別銅、鋅、鉛、鎳、金等有色金屬,也可以用于黑色金屬和非金屬的粗選和精選。浮選適于處理細(xì)粒及微細(xì)粒物料,用其他選礦方法難以回收小于10μm 的微細(xì)礦粒,也能用浮選法處理。
介紹
一些專門處理極細(xì)粒的浮選技術(shù),可回收的粒度下限更低,超細(xì)浮選和離子浮選技術(shù)能回收從膠體顆粒到呈分子、離子狀態(tài)的各類物質(zhì)。浮選還可選別火法冶金的中間產(chǎn)品,揮發(fā)物及爐渣中的有用成分,處理濕法冶金浸出渣和置換的沉淀產(chǎn)物,回收化工產(chǎn)品以及廢水中的無機(jī)物和有機(jī)物。
方案
浮選選礦是應(yīng)用最重要的工藝之一,使用更是十分廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì),有90%以上的有色金屬礦物都是浮選工藝處理。除此之外,還用于黑色金屬、貴金屬以及非金屬礦物的選礦,甚至近年來對(duì)水質(zhì)的凈化領(lǐng)域等。從以上按標(biāo)準(zhǔn)工藝設(shè)計(jì)的浮選流程圖中可以很清晰地看到一般礦物的選礦處理過程,浮選機(jī)是進(jìn)行浮選的重要裝置,礦漿經(jīng)過充分的充氣攪拌后,有用礦物富集,完成浮選作業(yè)。流程中重要的步驟是浮選藥劑的選擇和操作,這樣才能達(dá)到好的選礦目的。
與其它選礦方法相比,浮選選礦經(jīng)濟(jì)合理,效果甚好。注:此工藝按標(biāo)準(zhǔn)流程工藝設(shè)計(jì),可按客戶年產(chǎn)量及要求的不同優(yōu)化設(shè)計(jì)。
浮選工藝
開采的礦石先由選礦設(shè)備中主要的顎式破碎機(jī)進(jìn)行初步破碎,在破碎至合理細(xì)度后經(jīng)由提升機(jī)、給礦機(jī)均勻送入球磨機(jī),由選礦設(shè)備球磨機(jī)對(duì)礦石進(jìn)行粉碎、研磨。
經(jīng)過球磨機(jī)研磨的礦石細(xì)料進(jìn)入下一道工序:分級(jí)。螺旋分級(jí)機(jī)借助固體顆粒的比重不同而在液體中沉淀的速度不同的原理,對(duì)礦石混合物進(jìn)行洗凈和分級(jí)。
經(jīng)過洗凈和分級(jí)的礦物混合料在經(jīng)過磁選機(jī)時(shí),由于各種礦物的比磁化系數(shù)不同,經(jīng)由磁力和機(jī)械力將混合料中的磁性物質(zhì)分離開來。
經(jīng)過磁選機(jī)初步分離后的礦物顆粒在被送入浮選機(jī),根據(jù)不同的礦物特性加入不同的藥物,使得 所要的礦物質(zhì)與其他物質(zhì)分離開。
在所要的礦物質(zhì)被分離出來后,因其含有大量水分,須經(jīng)濃縮機(jī)的初步濃縮,再經(jīng)烘干機(jī)烘干,即可得到干燥的礦物.
設(shè)備
浮選工藝由顎式破碎機(jī)、球磨機(jī)、分級(jí)機(jī)、磁選機(jī)、浮選機(jī)、濃縮機(jī)和烘干機(jī)等主要設(shè)備,配合給礦機(jī)、提升機(jī)、傳送機(jī)可組成完整的選礦生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線具有高效、低能、處理量高、經(jīng)濟(jì)合理等優(yōu)點(diǎn)。該系列浮選機(jī)適用于有色黑色金屬的選別,還可用于非金屬如:煤瑩石、滑石的選別。由電動(dòng)機(jī)三角帶傳動(dòng)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生離心作用形成負(fù)壓,一方面吸入充足的空氣與礦漿混合,一方面攪拌礦漿與藥物混合,同時(shí)細(xì)化泡沫,使礦物粘合泡沫之上,浮到礦漿面再形成礦化泡沫。調(diào)節(jié)閘板高度,控制液面,使有用泡沫被刮板刮出。
影響因素
影響浮選過程的工藝因素很多,其中較重要的有:粒度(磨礦細(xì)度);礦漿濃度;藥劑添加及調(diào)節(jié);氣泡和泡沫的調(diào)節(jié);礦漿溫度;浮選流程;水質(zhì)等。
經(jīng)驗(yàn)證明,浮選工藝因素必須根據(jù)礦石性質(zhì)的特點(diǎn)并通過試驗(yàn)研究來確定和選擇,才能獲得最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
粒度
為了保證浮選獲得較高的工藝指標(biāo),研究礦粒大小對(duì)浮選的影響以及根據(jù)礦石性質(zhì)確定最適宜的入選粒度(細(xì)度)和其他工藝條件,是具有重要意義的。
浮選時(shí)不但要求礦物充分單體解離,而且要求有適宜的入選粒度。礦粒太粗,即使礦物已單體解離,因超過氣泡的浮載能力,往往浮不起。各類礦物的浮選粒度上限不同,如硫化礦物一般為0.2~0.25毫米,非硫化礦物為0.25~0.3毫米,對(duì)于一些密度較小的非金屬礦如煤等,粒度上限還可以提高。但是,磨礦粒度過細(xì)(如小于0.01毫米)也對(duì)浮選不利。實(shí)踐證明,各種粒度的浮選行為是有差別的。
不同礦物均有其最優(yōu)的浮選粒度范圍。粒度過粗(大于0.1毫米)和過細(xì)(大于0.006毫米)都不利于浮選,回收率降低。
及時(shí)測(cè)定分級(jí)溢流細(xì)度的變化,可為磨礦分級(jí)操作提供依據(jù),在沒有粒度自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)調(diào)節(jié)的情況下,一般可采用快速篩析法檢測(cè)?,F(xiàn)場(chǎng)按規(guī)定每1~2小時(shí)測(cè)定一次,如果細(xì)度不合要求,就要及時(shí)改變磨礦分級(jí)設(shè)備操作條件,例如,調(diào)整磨機(jī)的給礦速率、分級(jí)機(jī)溢流濃度、磨礦濃度等。
粗粒浮選
在礦粒單體解離的前提下,粗磨浮選可以節(jié)省磨礦費(fèi)用,降低選礦成本。在處理不均勻嵌布礦石和大型斑巖銅礦時(shí),在保證粗選回收率前提下,有粗磨后進(jìn)行浮選的趨勢(shì)。但是,由于較粗的礦粒比較重,在浮選機(jī)中不易懸浮,與氣泡碰撞的幾率減小,附著氣泡后因脫落力大,易于脫落。因此,粗粒礦粒在一般工藝條件下,浮選效果較差,為了改善粗粒的浮選,可采用下列的特殊工藝條件。
1、浮選機(jī)的選擇和調(diào)整
實(shí)踐證明,機(jī)械攪拌式浮選機(jī)內(nèi)礦漿的強(qiáng)烈湍流運(yùn)動(dòng),是促使礦粒從氣泡上脫落的主要因素。因此,降低礦漿運(yùn)動(dòng)的湍流強(qiáng)度是保證粗粒浮選的根本措施。為此可根據(jù)具體情況采取措施:(1)選擇適宜于浮選粗粒的專用浮選機(jī),如環(huán)射式浮選機(jī)(中國(guó)),斯凱納爾(skinair)型浮選機(jī)(芬蘭),泡沫分選及流態(tài)化浮選機(jī)(原蘇聯(lián))等;(2)改進(jìn)和調(diào)節(jié)常規(guī)浮選機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作,如:適當(dāng)降低槽深(采用淺槽型),縮短礦化氣泡的浮升路程,以免礦粒脫落;在葉輪區(qū)上方加格篩以減弱礦漿湍流強(qiáng)度,保持泡沫區(qū)平穩(wěn);增大充氣量、形成較多的大氣泡,有利于形成氣泡和礦粒組成的浮團(tuán),將粗?!肮疤А鄙细?;刮泡時(shí)要迅速而平穩(wěn)。
2、適當(dāng)?shù)卦黾拥V漿濃度
3、 改進(jìn)藥劑制度
選用捕收力強(qiáng)的捕收劑和合理增大藥劑濃度,目的在于增強(qiáng)礦物與氣泡的固著強(qiáng)度、加快浮升速度,此外補(bǔ)加非極性油,如柴油、煤油等輔助捕收劑,可以“鞏固”三相接觸周邊,增強(qiáng)礦物與氣泡的固著強(qiáng)度。 [2]
細(xì)粒浮選
細(xì)粒通常是指小于18微米或小于10微米的礦泥。由于細(xì)粒級(jí)礦粒(礦泥)具有質(zhì)量小,比表面積大等特點(diǎn),由此引起礦粒在調(diào)漿和浮選過程中的一系列特殊行為:
從微粒與微粒的作用看,由于微粒表面能顯著增強(qiáng),在一定條件下,不同礦物微粒之間容易發(fā)生互凝作用而形成非選擇性聚集,微粒易于粘著在粗粒表面形成礦泥罩蓋;
從微粒與介質(zhì)的作用看,微粒具有大的比表面積和表面能,因此,具有較高的藥劑吸附能力,吸附選擇性差;表面溶解度增大,使礦漿“難免離子”增加;質(zhì)量小易被水流機(jī)械夾帶和泡沫機(jī)械夾帶;
從微粒與氣泡的作用看,由于接觸效率及粘著效率降低,使氣泡對(duì)礦粒的捕獲率下降,同時(shí)產(chǎn)生氣泡的礦泥“裝甲”現(xiàn)象,影響氣泡的運(yùn)載量。
上述種種行為,均是導(dǎo)致細(xì)粒浮選速度變慢、選擇性變壞、回收率降低、浮選指標(biāo)明顯惡化的主要原因。
為減輕和防止礦泥的有害影響和強(qiáng)化細(xì)粒浮選,近代浮選實(shí)踐中常采用下列工藝措施:
1、消除和防止礦泥對(duì)浮選過程的干擾
(1)脫泥
這是一種根除礦泥影響的辦法。分級(jí)脫泥是最常用的方法,如在浮選前用水力旋流器分出某一粒級(jí)的礦泥,或?qū)⑵鋸U棄或?qū)⒌V泥和粗砂分別處理,即進(jìn)行所謂“泥砂分選”;對(duì)于一些易浮的礦泥,也可在浮選前加少量起泡劑預(yù)先浮選脫除。
(2)添加礦泥分散劑 將礦泥充分分散可以消除“礦泥覆蓋”現(xiàn)象和微粒間發(fā)生無選擇性互凝的有害作用,常用的礦泥分散劑有:水玻璃、碳酸鈉、六偏磷酸鈉等。
(3)分批加藥 將捕收劑分段分批添加,既可保持礦漿中藥劑的有效濃度,又可提高選擇性。
(4)降低浮選的礦漿濃度 降低浮選礦漿濃度,一方面可以減少礦泥污染精礦泡沫;另一方面也可降低礦漿粘度。
2、選用對(duì)微粒礦物具有化學(xué)吸附或螯合作用的捕收劑,以利于提高浮選過程的選擇性。
3、應(yīng)用物理的或化學(xué)的方法,增大微粒礦物的外觀粒徑,提高待分選礦物的浮選速率和選擇性,近代根據(jù)這一原理發(fā)展起來的新工藝主要有:
(1)選擇絮凝浮選 采用絮凝劑選擇性絮凝微粒的目的礦物或脈石礦泥,然后用浮選法分離。此法已用于細(xì)粒赤鐵礦的浮選(美國(guó)蒂爾登選廠)。
(2)載體浮選 利用一般浮選粒級(jí)的礦粒作載體,使細(xì)粒罩蓋于載體上,然后與載體一起浮出。載體可用同類載體(礦物),也可用異類載體(礦物)。
(3)團(tuán)聚浮選 又稱乳化浮選,細(xì)粒礦物經(jīng)捕收劑處理,并在中性油作用下,形成帶礦的油狀泡沫。此法已用于選別細(xì)粒的錳礦、鈦鐵礦、磷灰石等。其操作工藝條件分為兩類:一類是捕收劑與中性油先配成乳狀液加入;二類是在高濃度礦漿中(70%固體),先后加入中性油及捕收劑,強(qiáng)烈攪拌。
4、減小氣泡粒徑實(shí)現(xiàn)微泡浮選在一定條件下,減小氣泡粒徑,不僅可以增加氣液界面,同時(shí)可增加微粒的碰撞幾率和粘附幾率,有利于微粒礦物的浮選。主要的工藝有:
(1)真空浮選 采用降壓裝置,從潛液中析出微泡的真空浮選法,氣泡粒徑一般為0.1~0.5毫米。研究證明,從水中析出微泡浮選細(xì)粒的重晶石、螢石、石英等是有效的。其他條件相同時(shí),用常規(guī)浮選法,重晶石精礦的品位為54.4%,回收率為30.6%,而用真空浮選品位可提高到53.6~63.6%,相應(yīng)的回收率為52.9~45.7%。
(2)電解浮選 利用電解水的方法獲得微泡,一般氣泡粒徑為0.02~0.06毫米,用于浮選細(xì)粒錫石時(shí),單用電解氫氣泡浮選,粗選回收率比常規(guī)浮選顯著提高,由35.5%提高到79.5%,同時(shí)品位提高0.8%。此外,近年來還開展了其他新工藝的研究,如控制分散浮選、分支浮選等用于鐵礦、黑鎢細(xì)泥浮選,均取得良好效果。
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