煤泥起泡劑簡介

浮選礦漿中氣泡的形成,主要依賴于浮選設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)基團和極性的親水(疏油)基團構(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。

利用礦物表面的物理化學性質(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粒煤中的灰分和從煤中脫除細粒硫鐵礦。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十萬噸。浮選的生產(chǎn)指標和設備效率均較高，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。

浮選適于處理細粒及微細粒物料，用其他選礦方法難以回收小于10μm 的微細礦粒,也能用浮選法處理。一些專門處理極細粒的浮選技術，可回收的粒度下限更低，超細浮選和離子浮選技術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)以及廢水中的無機物和有機物。

各種浮選工藝的理論基礎大體相同，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，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。當入選的粒度小于5μm 時需采用特殊的浮選方法。如絮凝-浮選是用絮凝劑使細粒的有用礦物絮凝成較大顆粒，脫出脈石細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，使微細礦粒粘附于載體表面并隨之上浮分選。還有用油類使細礦粒團聚進行浮選的油團聚浮選和乳化浮選;以及利用高溫化學反應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，先用化學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)生沉淀或絡合的表面活性劑的作用下，使反應生成物進入浮沫，完成分選。

是使浮選物料在水-氣、有機液-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后，再行篩分。浮選所需的氣泡最早由煮沸礦漿或化學反應產(chǎn)生;目前常用機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。與浮選效果有關的因素很多，除礦石性質(zhì)外以浮選藥劑，浮選機和浮選流程最為重要。

是浮選工藝的主要設備。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)進行。按攪拌和充氣方式的不同，可分 5種:①機械攪拌式。攪拌和充氣都由機械攪拌器實現(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)動礦漿流動，在葉輪腔內(nèi)產(chǎn)生負壓而吸入空氣。②充氣機械攪拌式。除機械攪拌外，再向浮選槽中充入低壓空氣。③充氣式。靠壓入空氣進行攪拌并產(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,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，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)時必須針對礦石的性質(zhì)和對產(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，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，先用黃藥將鉛、鋅礦物一并浮出;再對混合精礦用硫酸鋅、氰化物抑制鋅礦物，浮出鉛礦物?，F(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。可用絮凝-脫泥-反浮選工藝處理細粒浸染鐵礦石。

鎢、錫礦泥浮選 對含有黑鎢礦或錫石的細泥，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，成分越來越復雜難選，同時，浮選領域不斷擴大，包括其他選礦方法難于奏效的細泥物料的處理，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備;②研究作用力強，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)學模型以及過程的自動控制,使過程最佳化，達到最好的分選效果,以提高經(jīng)濟效益;④進一步從礦物工藝學、化學、物理學、表面化學、流體動力學、概率統(tǒng)計等方面深入研究浮選機理，以指導浮選生產(chǎn)實踐，進一步發(fā)展浮選理論體系。