固体物料分选学22

122浮选设备浮选设备主要有：浮选机、搅拌槽和给药机关键设备辅助设备浮选过程：矿浆加药——搅拌——充气搅拌——刮泡演示2机械搅拌式浮选机3充气机械搅拌浮选机4搅拌槽5浮选机应具有以下作用1）使矿浆处于湍流状态，以保证矿粒的悬浮和药剂的分散，并以一定动能运动、碰撞，实现矿粒和药剂的附着。2）引入空气，产生大小合适、数量足够、稳定性适宜的气泡，使之分散在矿浆中，以一定的动能运动，并和药剂、矿粒碰撞，产生选择性粘附、实现矿化。3）矿化气泡能升至液面，形成三相泡沫层，并产生二次富集作用，泡沫精矿和尾矿能及时排出。622.1对浮选机的要求及浮选机的分类a：具有良好的充气性能充气量大，充分弥散，气泡大小适中、分布均匀b：具有足够的搅拌强度颗粒悬浮、均匀分布，空气分散成细小的气泡，难溶性药剂溶解、分散过强：液面不稳，脆性物料泥化，颗粒脱落22.1.1对浮选机的基本要求7c：使气泡有适当长的路程形成稳定的泡沫区二次富集作用：到了泡沫区（或刮泡区），大量矿化气泡聚集，气泡升浮速度降低，甚至停止，气泡兼并增加，兼并过程中水化膜破裂时泄下的部分水带走夹在泡沫层中的疏水性差、吸附较弱的杂质颗粒，起到二次富集作用d：能连续工作并便于调节e：适应自动化需要8习惯上常用的评价指标：a：充气性能和浮选指标（精矿、尾矿质量和数量）b：处理能力（按单位容积计）c：动力消耗（按单位原料计）d：价格、安装、操作、维修费用以及占地面积等9浮选机中矿浆的充气气泡的生成a：机械搅拌作用将气流粉碎成气泡形状不同的转子或叶轮对矿浆进行激烈搅拌，使矿浆产生强烈的旋涡运动。由于旋涡的剪切作用，吸入浮选机的空气被分散成直径不等的气泡。10b：空气通过多孔介质的细小孔眼形成气泡压入的空气通过带有细小孔眼的多孔介质，如微孔陶瓷、帆布等特别的充气器后便会产生细小气泡。空气的压力要适当：太小时不利于空气透过，气泡数量少；过大时又易形成喷射气流而不成泡，并造成液面不稳。压力大小由充气器决定。11c：气体从矿浆中析出在标准状态下，空气在水中的溶解度约为2%，当压力降低，溶解的气体便会以微小气泡的形式从溶液中析出。析出的微泡具有直径小、分散度高、气-液界面大、有选择地优先在疏水性较高的表面析出等特点，因而称为活性微泡。微泡在矿粒表面的析出有利于突破矿粒与气泡之间的水化层，当粗粒表面有微泡时，其他气泡可通过微泡附着到矿粒上，形成无残余水化膜的附着，或许多微泡附着到粗粒矿物上构成气泡絮凝体而上浮，加强了粗粒的浮选。12气泡的溶解和兼并气泡的兼并和溶解不仅取决于充气和分散过程，还取决于已生成的气泡的兼并和溶解过程。气泡兼并使其直径变大、不稳定和易于破灭、气泡减少、气泡总面积减少、对矿化不利。气泡的溶解使气泡消失，但影响不像兼并那样明显。13一般气泡越小，液相中气体饱和程度越低，则溶解度越大。但溶解后在降压时还会以微泡析出，故主要应控制气泡的兼并。加入起泡剂可提高气泡稳定性，减缓气泡的兼并。浮选机中气泡的生成和消失是两个相反的过程，并很快达到动态平衡。提高搅拌强度、加入起泡剂等均可使平衡朝生成方向发展。1422.1.2浮选机的分类1、有机械搅拌器的浮选机⑴充气和搅拌，由机械搅拌机构同时完成⑵搅拌机构只管搅拌，充气由外界鼓风机完成⑶搅拌机构有充气、搅拌作用，但充气不足，还要靠外界压风机补充。2、无机械搅拌器的浮选机⑴气体压入式⑵气体析出式⑶喷射旋流式，靠高速射流产生负压析出气泡1522.2机械搅拌式浮选机特点：浆体的充气和搅拌均靠机械搅拌器来实现。具有如下优点：a：能自吸空气，又能自吸矿浆，中间产物自流返回，不需砂泵扬送。b：转子转速快，搅拌作用强烈，有利于克服沉槽和分层现象c：不需要专用的充气设备16缺点：a：结构复杂，转子速度快，能耗高b：磨损快，而且随着定子转子的磨损，充气量不断减小c：容易造成浆体液面的不平稳，造成翻花现象17气泡在机械搅拌式浮选机内的运动•大体可以分为三区：•⑴充气搅拌区：主要作用是：对矿浆空气混合物进行激烈搅拌，粉碎气流，使气泡弥散；避免矿粒沉淀；增加矿粒和气泡的接触机会等。在搅拌区气泡由于跟随叶轮甩出的矿浆流作紊流运动，所以，气泡升浮速度较慢。•⑵分离区：在此区间内气泡随矿浆流一起上升，且矿粒向气泡附着，成为矿化气泡上浮。随作漩涡运动变弱，静水压力减少，气泡变大，矿化气泡升浮速度也逐渐加大。•⑶泡沫区：带有矿粒的矿化气泡上升至此区形成有一定厚度的矿化泡沫层。在泡沫层中，由于大量气泡的聚集，气泡升浮速度减慢。泡沫层上的气泡会不断自发兼并，产生“二次富集”作用。1822.2.1XJK型浮选机演示A型叶轮+盖板+槽体盖板作用：叶轮甩出矿浆时，盖板下形成负压充气；调节进入叶轮的浆体量；避免停车时叶轮被压住。19工作原理：缺点：空气弥散不佳，泡沫不稳定，易产生翻花，不利于实现液面自动控制；浆体流速不能太快，浮选速度慢，高密度颗粒容易发生沉淀；充气不易调节，分选指标不稳定。应用：易浮物料，中小型选厂，大型厂精选问题：XJK型浮选机为什么能自吸矿浆？如何调节充气量？2022.2.2维姆科型浮选机结构：星形转子+定子+槽体+假底工作原理：转子旋转——形成负压——吸入空气——与浆体混合——颗粒附着气泡，上升、刮出浆体运动路线：下循环21结构、性能特点：•1、新型充气搅拌器组•a、转子+定子，1+1，间隙大，结构简单•b、转子为星形结构，接触面积大，搅拌力强——可低速工作•c、定子——带椭圆形孔眼的圆筒，浆、气沿径向甩于槽中——分布均匀，气泡稳定22•2、假底：矿浆经假底、槽底间下循环，可浅槽——液面平稳，时间足够•转子浸水浅——增大空气量，降低能耗•3、带孔眼的锥形罩：稳定液面•4、槽体间自流连接，无中间室单位容积生产能力大2322.2.3充气机械搅拌式浮选机CHF型浮选机结构：叶轮+盖板+循环筒+充气管两槽一机组，背靠背，两面刮泡工作原理：叶轮搅动矿浆，风机压入空气，矿浆垂直大循环，消除分层、沉砂，提升粗粒，在平静分离区脉石与矿化气泡分离，矿化气泡上升，进入泡沫层，刮出24特点：a：外部风机供气，可以根据工艺特点，调整空气量b：直流槽——矿浆通过能力大，浮选速度快c：叶轮只用于循环矿浆和弥散空气，转速低，磨损轻，液面平稳d：叶轮与盖板间隙大，无严格要求，易于安装和调整。e：药剂和动力消耗低（比A型）f：需要专门的鼓风机，中矿返回需要专门的泡沫泵，作业机组要求阶梯配置。2522.3充(压)气式浮选机——浮选柱无搅拌器，无运动部件22.3.1结构及工作原理上部：圆筒(或方)，给料器底部：圆锥，充气器原理：矿浆从上部给入，颗粒下落；气泡由充气器冒出，上升；矿粒、气泡对流、碰撞、接触、粘着，疏水颗粒上升至液面，刮出或溢出，亲水颗粒与浆体从底部排出。演示2622.3.2浮选柱工作的主要特点1、无运动部件。充气、搅拌靠充气器压入空气实现。•要求：充气量足够，气泡弥散均匀，风压稳定。2、操作控制靠调整空气量实现。气量、压强要适当。3、充气器——关键部件。易堵塞、结垢、分布不均274、柱体上部：圆形——受力均匀，泡沫溢出•方型——空间利用率高，刮泡柱体高度：足够5、给料器：料浆均匀分布2822.4浮选机的结构及其发展现代浮选机的发展趋势和研究动态：1、浮选机大型化2、矿浆直流化给料3、改进转子——定子系统结构4、广泛采用压气式5、增大槽内矿桨通过叶轮的循环6、普遍采用浅槽7、无机械搅拌式较迅速发展2922.4.1机械搅拌充气器改进：降耗（转速降低，深度浅）增大充气量减少定子、转子间隙的影响22.4.2浆体循环筒矿浆垂直大循环：1、上升流克服分层、沉槽等2、转子转速可降低，磨损轻、能耗低30矿浆垂直大循环：3、浆体与空气充分混合，利于矿粒、气泡粘附4、大型深槽浮选机——气泡升浮区、泡沫高度不明显增加22.4.3深槽与浅槽深槽：泡沫区平稳，单台生产能力大充气量小，能耗大，易分层、沉淀，升浮路程长——易脱落31浅槽：充气量大，能耗低，不易分层、沉淀，速度快，可提高粒度上限。槽子数多时，泡沫溜槽、管道坡度受限——需砂泵22.4.4槽体间的连接组合方式槽—槽结构：槽间设有分隔、调节装置可调性好——适于精选、优先浮选直流式：槽间矿浆自由畅通流量大，速度快——粗、扫选，混合浮选便于操作管理、自动控制、降低能耗3223浮选工艺影响浮选的因素可以分为3个方面：a原料性质b浮选机性能c浮选工艺磨矿细度、浆体浓度、药剂制度、浮选流程、浆体pH值、浮选时间、温度、水质等23.1磨矿细度浮选矿物颗粒的粒度3323.1.1粒度对浮选的影响太粗——浮不起来太细——难浮浮选粒度的范围：上限：硫化矿0.2-0.25mm，非硫化矿0.25-0.3mm，煤0.5mm，下限：5-10μm。粒度也影响浮选产物的质量：太粗——连生体多；太细——机械夹杂严重3423.1.2粗粒浮选粗粒难浮的原因：粒度大，附着气泡后容易脱落强化粗粒浮选的措施：a采用捕收能力较强的捕收剂，并适当增大捕收剂用量，有时配合使用非极性油等辅助捕收剂。b增大充气量，但避免过强的搅拌。c选择适合于粗粒浮选的浮选机内循环量大，浅槽d适当增加矿浆浓度3523.1.3微细粒浮选微细粒的来源：原生矿泥：主要是矿中的各种泥质矿物，如高岭土、绢云母、褐铁矿、绿泥石、炭质页岩等次生矿泥：在破碎、磨矿、运输、搅拌等过程中形成微细粒对浮选过程的有害影响：a增大药剂的消耗量b降低浮选速度c污染泡沫产品d降低产物质量、增大金属流失36微细粒难以浮选的原因：a微细粒具有较大的表面能，容易造成不同成分的微细粒之间的无选择性凝结、聚团；细粒在粗粒表面的粘附、覆盖。b微细粒具有较大的比表面积和表面能，因此具有较高的药剂吸附能力，吸附的选择性差；表面溶解度大，溶液中难免离子增多；微细粒质量小，容易被水流和气泡机械夹带。c微细粒与气泡的接触率和粘着效率低，而且微细粒会大量附着在气泡表面，形成气泡“装甲”现象，影响气泡的运载能力。37微细粒的物理化学特性对浮选的影响微粒基本特征：质量小，比表面大浮选速率降低，回收率下降，选择性变坏，精矿品位降低溶解度大影响药剂吸附增加药耗水流机械夹带固相与液相之作用与气泡的接触及粘着效率减少影响气泡的运载能力使气泡“装甲”固相与气相之作用动量小比表面能大本身性质微粒互凝矿泥覆盖固相与固相之作用38防止微细粒对浮选过程的影响的措施：a加入分散剂b降低浆体浓度c分批加药减少无选择性吸附d脱泥e采用分级浮选，不同细度的颗粒采用不同的浮选药剂制度f操作上：泡沫产品用清水冲、刮泡不要太深、产品不要循环39强化微细粒浮选的主要措施：a添加分散剂，防止微细粒互凝b采用适用于微细粒浮选的药剂，增加选择性c微细粒选择性聚团，增大粒径疏水絮凝（团聚浮选）：加捕收剂、中性油载体浮选：目的矿物粘附于易浮的粗颗粒表面选择性絮凝：絮凝目的矿物或脉石细泥d减小气泡尺寸，实现微泡浮选。增加微细粒碰撞、粘附几率。4023.2浮选药剂制度药剂制度（药方）主要指浮选药剂种类、用量、添加的顺序、地点和方式、药剂的配制方法、药剂的作用时间等。23.2.1药剂的种类、用量及混合用药a种类：物料性质，流程b混合用药：捕收剂混用：同系列药剂、同一类药剂、不同类药剂、阳离子和阴离子捕收剂、大分子和小分子捕收剂41调整剂混用：强化抑制作用c用量：适量，根据试验或实践23.2.2药剂配制及提高药效的措施配制方法取决于药剂的性质、添加方法和功能（1）配制成5-10%的水溶液：可溶于水的药剂如黄药、水玻璃、硫酸铜等。（2）加溶剂配制：不溶于水的药剂，将其溶于特殊的溶剂中，如白药溶于10-20%的苯胺溶液（3）配制成悬浮液或乳浊液：如石灰磨细用水调成石灰乳。42（4）皂化：对于脂肪酸捕收剂，添加10%左右碳酸钠，且加温制成热的皂液添加。（5）乳化：机械强烈搅拌或用超声波乳化等方法，或加乳化剂（大多数表面活性剂）如烷基磺酸盐。（6）酸化：加盐酸或醋酸对阳离子捕收剂进行质子化处理，再溶于水。（7）气溶胶法：使用特殊喷雾装置（8）药剂的电化学处理。黄药→双黄药4323.2.3药