煤泥起泡劑

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,稱作浮選。幾乎所有的礦石都可用浮選分選。如金礦、銀礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、輝銅礦、輝鉬礦、鎳黃鐵礦等硫化礦物，孔雀石、白鉛礦、菱鋅礦、異極礦和赤鐵礦、錫石、黑鎢礦、鈦鐵礦、綠柱石、鋰輝石以及稀土金屬礦物、鈾礦等氧化礦物的選別。石墨、硫黃、金剛石、石英、云母、長石等非金屬礦物和硅酸鹽礦物及螢石、磷灰石、重晶石等非金屬鹽類礦物和鉀鹽、巖鹽等可溶性鹽類礦物的選別。浮選的另一重要用途是降低細(xì)粒煤中的灰分和從煤中脫除細(xì)粒硫鐵礦。全世界每年經(jīng)浮選處理的礦石和物料有數(shù)十億噸。大型選礦廠每天處理礦石達(dá)十萬噸。浮選的生產(chǎn)指標(biāo)和設(shè)備效率均較高，選別硫化礦石回收率在90%以上，精礦品位可接近純礦物的理論品位。用浮選處理多金屬共生礦物，如從銅、鉛、鋅等多金屬礦礦石中可分離出銅、鉛、鋅和硫鐵礦等多種精礦，且能得到很高的選別指標(biāo)。

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。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(如紙漿，表面活性物質(zhì)等)以及廢水中的無機(jī)物和有機(jī)物。

各種浮選工藝的理論基礎(chǔ)大體相同，即礦粒因自身表面的疏水特性或經(jīng)浮選藥劑作用后獲得的疏水(親氣或油)特性，可在液-氣或水-油界面發(fā)生聚集。目前應(yīng)用最廣泛的是泡沫浮選法。礦石經(jīng)破碎與磨碎使各種礦物解離成單體顆粒，并使顆粒大小符合浮選工藝要求。向磨礦后的礦漿加入各種浮選藥劑并攪拌調(diào)和，使與礦物顆粒作用，以擴(kuò)大不同礦物顆粒間的可浮性差別。調(diào)好的礦漿送入浮選槽，攪拌充氣。礦漿中的礦粒與氣泡接觸、碰撞，可浮性好的礦粒選擇性地粘附于氣泡并被攜帶上升成為氣-液-固三相組成的礦化泡沫層，經(jīng)機(jī)械刮取或從礦漿面溢出，再脫水、干燥成精礦產(chǎn)品。不能浮起的脈石等礦物顆粒，隨礦漿從浮選槽底部作為尾礦產(chǎn)品排出,圖1為泡沫浮選過程示意圖。有時(shí)，將無用礦物顆粒浮出，有用礦物顆粒留在礦漿中，稱為反浮選，如從鐵礦石中浮出石英等。

適于選別0.5mm至5μm的礦粒，具體的粒限視礦種而定。當(dāng)入選的粒度小于5μm 時(shí)需采用特殊的浮選方法。如絮凝-浮選是用絮凝劑使細(xì)粒的有用礦物絮凝成較大顆粒，脫出脈石細(xì)泥后再浮去粗粒脈石。載體浮選是用粒度適于浮選的礦粒作載體，使微細(xì)礦粒粘附于載體表面并隨之上浮分選。還有用油類使細(xì)礦粒團(tuán)聚進(jìn)行浮選的油團(tuán)聚浮選和乳化浮選;以及利用高溫化學(xué)反應(yīng)使礦石中金屬礦物轉(zhuǎn)化為金屬后再浮選的離析浮選等。用泡沫浮選回收水溶液中的金屬離子時(shí)，先用化學(xué)方法將其沉淀或用離子交換樹脂吸附，然后再浮選沉淀物或樹脂顆粒。

處理呈分子、離子及膠體大小的物料，采用浮沫分離。其特點(diǎn)是利用某些物料的疏水性，緩慢攪拌及少量充氣，使成浮沫聚集于水面上刮出。如從水中回收油脂、蛋白質(zhì)、紙漿以及化工產(chǎn)品等。離子浮選是在能與離子發(fā)生沉淀或絡(luò)合的表面活性劑的作用下，使反應(yīng)生成物進(jìn)入浮沫，完成分選。

是使浮選物料在水-氣、有機(jī)液-水、水-油界面(或表面)萃取聚集后分離。例如早期使用的薄膜浮選，全油浮選;正在發(fā)展中的液-液萃取浮選等。油球團(tuán)篩分是用油將已疏水化了的有用礦物顆粒形成選擇性球團(tuán)后，再行篩分。浮選所需的氣泡最早由煮沸礦漿或化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生;目前常用機(jī)械攪拌以吸入空氣或?qū)雺嚎s空氣起泡，還有減壓或加壓后再減壓起泡以及電解起泡等。與浮選效果有關(guān)的因素很多，除礦石性質(zhì)外以浮選藥劑，浮選機(jī)和浮選流程最為重要。

是浮選工藝的主要設(shè)備。由單槽或多槽串聯(lián)組成,浮選中礦漿的攪拌充氣，氣泡與礦粒的粘附,氣泡上升并形成泡沫層被刮出或溢流出等過程，都在浮選槽內(nèi)進(jìn)行。按攪拌和充氣方式的不同，可分 5種:①機(jī)械攪拌式。攪拌和充氣都由機(jī)械攪拌器實(shí)現(xiàn)。有離心葉輪、星形轉(zhuǎn)子和棒形轉(zhuǎn)子等類型。攪拌器在浮選槽內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)礦漿流動(dòng)，在葉輪腔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓而吸入空氣。②充氣機(jī)械攪拌式。除機(jī)械攪拌外，再向浮選槽中充入低壓空氣。③充氣式?？繅喝肟諝膺M(jìn)行攪拌并產(chǎn)生氣泡，如浮選柱和泡沫分離裝置等。④氣體析出式。用降低壓力方法或先加壓后降至常壓的方法，使礦漿中溶解的空氣析出，形成微泡。⑤壓力溶氣式。利用高壓將充入的空氣預(yù)溶于水,然后在常壓下于浮選槽內(nèi)析出,形成大量微泡。

包括磨礦,分級(jí),調(diào)漿及浮選的粗選、精選、掃選作業(yè)。有一段磨浮流程;分段磨礦-浮選的階段磨浮流程;精礦或中礦再磨再選流程。浮選產(chǎn)出粗精礦的作業(yè)稱粗選;粗精礦再選作業(yè)稱精選;尾礦再選作業(yè)稱掃選?；厥盏V石中多種有用礦物時(shí)，不同礦物先后浮選的流程稱優(yōu)先浮選或選擇浮選;先將有用礦物全部浮出后再行分離的流程，稱混合-分離浮選。工業(yè)生產(chǎn)時(shí)必須針對(duì)礦石的性質(zhì)和對(duì)產(chǎn)品的要求，采用不同的藥方和浮選流程。

銅礦浮選 硫化銅礦物常用黃藥(捕收劑)，松醇油(起泡劑)和石灰(調(diào)整劑)等藥劑處理后浮選，以與脈石及共生的硫化鐵礦物分離。大多采用優(yōu)先浮選。氧化銅礦一般用硫化鈉活化后再加黃藥浮選，或直接用脂肪酸作捕收劑浮選。

鉛鋅礦浮選 采用優(yōu)先浮選流程時(shí)，用硫酸鋅、氰化物抑制閃鋅礦,用黃藥浮選方鉛礦;然后用硫酸銅活化并再加黃藥浮選閃鋅礦。采用混合浮選流程時(shí)，先用黃藥將鉛、鋅礦物一并浮出;再對(duì)混合精礦用硫酸鋅、氰化物抑制鋅礦物，浮出鉛礦物。現(xiàn)在許多選礦廠采用亞硫酸及其鹽類代替氰化物。

鐵礦浮選 常用油酸、塔爾油、氧化石蠟皂或石油磺酸鹽為捕收劑(兼起泡劑)，浮選赤鐵礦、褐鐵礦等礦物，稱鐵礦正浮洗;或用陽離子胺類捕收劑浮選石英，或用陰離子捕收劑浮選經(jīng)鈣離子活化的石英，稱鐵礦反浮選?？捎眯跄?脫泥-反浮選工藝處理細(xì)粒浸染鐵礦石。

鎢、錫礦泥浮選 對(duì)含有黑鎢礦或錫石的細(xì)泥，用油酸或甲苯胂酸或苯乙烯磷酸作捕收劑，用水玻璃作脈石抑制劑浮選回收。有時(shí)還需用硝酸鉛等作活化劑。

螢石及磷灰石浮選 常用油酸或氧化石蠟皂或塔爾油作捕收劑，用水玻璃、栲膠、磺化粗菲等作脈石抑制劑進(jìn)行浮選。

煤泥和石墨浮選 一般用醇類作起泡劑，用煤油等中性油作捕收劑浮選。

由于需浮選處理的礦石中的有用成分含量越來越低，浸染粒度越來越細(xì)，成分越來越復(fù)雜難選，同時(shí)，浮選領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，包括其他選礦方法難于奏效的細(xì)泥物料的處理，老選礦廠尾礦的再處理，各種廢舊金屬材料的回收以及各種廢料的處理、利用，以及污水的凈化等。因此必須:①繼續(xù)發(fā)展新的浮選工藝和大型高效的浮選設(shè)備;②研究作用力強(qiáng)，選擇性好，用量少，無毒或毒性小的浮選藥劑;③研究浮選數(shù)學(xué)模型以及過程的自動(dòng)控制,使過程最佳化，達(dá)到最好的分選效果,以提高經(jīng)濟(jì)效益;④進(jìn)一步從礦物工藝學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、表面化學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、概率統(tǒng)計(jì)等方面深入研究浮選機(jī)理，以指導(dǎo)浮選生產(chǎn)實(shí)踐，進(jìn)一步發(fā)展浮選理論體系。

浮選礦漿中氣泡的形成,主要依賴于浮選設(shè)備中各種類型的充氣攪裝置,以及向礦漿中添加適量的起泡劑(frothers)。

起泡劑一般均為表面活性劑，其分子結(jié)構(gòu)由非極性的親油(疏水)基團(tuán)和極性的親水(疏油)基團(tuán)構(gòu)成，形成既有親水性又有親油型的所謂的"雙親結(jié)構(gòu)"分子。親油基可以是脂肪族烴基、脂環(huán)族烴基和芳香族烴基或帶O、N等原子的脂肪族烴基、脂環(huán)族烴基和芳香族烴基;親水基一般為羧酸基、烴基、磺酸基、硫酸基、膦酸基、氨基、腈基、硫醇基、鹵基、醚基等。