更新时间:2022-08-25 14:42
“浮选”即运用矿物(由地质作用所形成的天然单质或化合物)表面物理化学性质、物理性质的区别,使颗粒状的矿物有选择地附在气泡上的选矿方式。浮选方法理论上能够筛选不同的矿石。
浮选(flotation)是漂浮选矿的简称,是根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同,按矿物可浮性的差异进行分选的方法。利用矿物表面的物理化学性质差异选别矿物颗粒的过程,旧称浮游选矿,是应用最广泛的选矿方法。几乎所有的矿石都可用浮选分选。如金矿、银矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉铜矿、辉钼矿、镍黄铁矿等硫化矿物,孔雀石、白铅矿、菱锌矿、异极矿和赤铁矿、锡石、黑钨矿、钛铁矿、绿柱石、锂辉石以及稀土金属矿物、铀矿等氧化矿物的选别。
所谓破碎即较大的材料在受到机械施力作用情况下,粒度由大变小的工艺过程。加工矿物环节的关键一步就是破碎。破碎划分成四个环节:破碎过程、磨矿过程、超细粉碎(将粉粒物料磨碎到粒径很细的操作)过程、超微粉碎过程。粉碎环节是能耗比较高的作业过程,破碎环节的根本原则即少磨多碎。
破碎流程可分为以下三类:
(1)一段破碎工作程序:一段破碎工作程序通常用作为无介质磨机提供符合实际的给料,通常同无介质磨机组成系统。此工艺工作程序比较简单,所需设施不多,厂房用地面积也不大。
(2) 两段破碎工作程序:大多小型厂可以采用的工艺工作程序。
(3) 三段破碎工作程序:此工作程序的基础形式有三段一闭路破碎流程与三段开路破碎流程两种。
洗矿作业的破碎工作程序中有时还应增添洗矿作业的破碎流程。
(1)球磨、棒磨流程
对选矿来说,采取一段或者两段磨矿作业,就能够经济地将矿石磨到所需的选矿粒径、细度。两段以上的“磨矿”作业,一般是由按照阶段分选的实际要求所采取作业方式。
一段与两段工作程序相对比而言,一段磨矿工作程序的优点主要为:设施比较少,出资不多,操作简易化,不会出现由于一个磨矿段不正常工作影响到其它磨矿段的停机;停止工作时,损失也不多。然而磨机的宽范围的给矿粒径、细度,给装球的合理性带来了不利,较难获得很细的最后的产物,磨矿收益不高。当所需最后产物最大粒径、细度为0.15~0.2毫米时,通常皆采取一段磨矿工作程序。规模较小的企业,为简单、方便化操作工作程序与设施配置,也可以采取1段磨矿工作程序。
两段磨矿的显著优点为:可以获取很细的产品,可以在各个磨矿阶段实施“粗磨”与“细磨”,尤其可以用在解决阶段问题。在大型规模、中型规模的工厂,当所需小于0.15毫米的磨矿粒度,采取两段磨矿,会很经济,并且产品粒径、细度组成几乎相等,不会出现过粉碎较多的情况。依据第一段磨机和分级机联接方式多样化,两段磨矿工作程序划分成三类:第一段开路;第二段整体闭路;第一段部分闭路,第二段始终闭路工作的磨矿工作程序。
(2)自磨流程
自磨工作程序分为有湿磨与干磨二种。不少选矿厂采取湿磨式流程。为了妥善处理自磨过程中的粒子难磨难题,提升磨矿生产效率,在无介质磨机中添加较少的数量的钢球,此时叫作“半自磨”。全自磨一般同砾磨、细碎、球磨等破磨设施配合工作,依据不同的连结方式能够构成多元的工艺工作程序。
将相异大小颗粒的混合材料,通过多层筛子或者单层筛子,而划分为相异粒径、细度级别的过程叫作“筛分”。筛分设施有直线振动筛(筛面的振动形式为直线运动)、共振筛(激振频率接近于自振频率时的振动筛)、万能吊筛、固定筛(筛面固定不动的筛分机械)、惯性振动筛(借偏心块回转惯性力激振的振动筛)、重型振动筛。
磨矿作业是以研磨和冲击为主,将矿石磨至粒度10~300微米大小的作业。它实际上是破碎作业的继续,同时是矿石进行分选以前的最后一次加工。它使矿石中的有用矿物全部或大部分达到分离状态,以便在分选作业中回收其中的有效成分。磨矿作业是在磨矿机中完成的。磨矿机是圆筒形的,筒体内壁衬有衬板,筒体内装有研磨介质。
选金厂常用的磨矿机有以下类型:球磨机、棒磨机、砾磨机和自磨机。 分级是选矿厂选前准备及选矿过程中的重要作业。分级是根据矿粒由于粒度不同在介质中具有不同沉降速度的原理而使矿粒分级成不同粒级的过程。分级的目的与筛分相似,主要用于对0~2mm的矿粒进行分级。在磨矿循环中常进行预先分级和控制分级,以提高磨矿机效率并改善磨矿产品的粒度组成。
浮选也就是泡沫浮选,是依据矿物最外层相异的化学性质与物理性质来选别矿物的选矿法。在泡沫浮选环节中,矿物浮沉同矿物的密度(矿物的质量与其体积的比值)没有太多关系。经研究发现矿物对水的亲和力对其可浮性有影响,容易被水湿润的物质难于上浮,而容易附在起泡上上浮的矿物普遍是与水亲和力小的矿物,因此可以得到一个结论,浮选法的基础是矿物被水润湿性的差异。矿物的可浮性是矿物难浮与易浮的性质。而浮选法的原理就是利用矿物的可浮性的不同来选别矿物的。为了达到选矿的目的,可采取增添“浮选药剂”的方法,使矿物的可浮性发生变化,使矿物朝着气泡的能力增强的部位附着,所以,“浮选药剂”的选择也是重要的环节。
浮选环节需要搞好分选前的物品与材料的准备阶段的工作,经磨矿分级的矿石,才能够实现适宜浮选的细度、浓度要求。
另外,“浮选”还包括如下几个基础性作业:
(1)添加浮选药剂和调整矿浆:是要形成矿物最外层性质的差异的目的,也就是使矿物最外层的润湿性发生变化,使矿物最外层的的选择性发生变化,使部分矿物粒子可以依附在气饱周围,而部分矿物粒子则不可以依附在气饱周围;
(2)搅混至有很多的气泡产生:利用以浮选方法施行矿物分离的主要设备(浮选机)的充气搅拌功能,使矿浆里的气体向四外扩散而产生较多的气泡,或者加快溶解在矿浆中的气体达到微饱而析出;
(3)气泡的无机化:矿物粒子朝着气泡有选择性地依附,此是浮选环节中最基础的环节;
(4)无机化泡沫层的出现和刮出:无机化气泡从气泡浮选槽底部升至槽内矿浆面产生无机化饱沫层,有用矿物富集至分散在液体中的气泡里,把有用矿物刮出而作为中矿产品。而不是“目的矿物”则在气泡浮选槽里,进而实现分选的目标。
一般情况下,浮选作业浮起的矿物为矿物原料中的有用矿物,如此的浮游选矿环节叫作“正浮选”,与此相反,浮起的矿物是矿石中与矿石矿物(有用矿物)伴生的无用矿物部分——脉石,则叫作反浮选。
球磨机是物料被破碎之后,再进行粉碎的关键设备。这种类型磨矿机是在其筒体内装入一定数量的钢球作为研磨介质。球磨机是工业生产中广泛使用的高细磨机械之一,其种类有很多,如管式球磨机,棒式球磨机,水泥球磨机,超细层压磨机,手球磨机,卧式球磨机,球磨机轴瓦,节能球磨机,溢流型球磨机,陶瓷球磨机,格子球磨机。
球磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料,被广泛用于选矿,建材及化工等行业,可分为干式和湿式两种磨矿方式。根据排矿方式不同,可分格子型和溢流型两种。根据筒体形状可分为短筒球磨机、长筒球磨机、管磨机和圆锥型磨机四种。
碎散物料通过一层或数层筛面被分为不同粒级的过程称为筛分。筛分机是利用散粒物料与筛面的相对运动,使部分颗粒透过筛孔,将砂、砾石、碎石等物料按颗粒大小分成不同级别的振动筛分机械设备。筛分机筛分过程一般是连续的,筛分原料给到筛分机械(简称筛子)上之后,小于筛孔尺寸的物料透过筛孔,称为筛下产物;大于筛孔尺寸的物料从筛面上不断排出,称为筛上产物。
浮选机是浮游选矿机的简称,指完成浮选过程的机械设备。在浮选机中,经加入药剂处理后的矿浆,通过搅拌充气,使其中某些矿粒选择性地固着于气泡之上;浮至矿浆表面被刮出形成泡沫产品,其余部分则保留在矿浆中,以达到分离矿物的目的。浮选机的结构形式很多,最常用的是机械搅拌式浮选机。
浮选机可以划分成如下几个类型:
(1)机械搅拌式浮选机
机械搅拌式浮选机(利用机械搅拌器实现对充气和搅拌的浮选机)的特点:矿浆的搅拌与充气皆是由机械搅拌装置来完成的,是“外气自吸式浮选机”的范畴,充气搅拌器具有以下特点:与泵的抽吸特性相类似,能够自吸矿浆与自吸空气。
(2)充气搅拌式浮选机
充气搅拌式式浮选机特点为:较容易单独地调节充气量;“机械搅拌装置”的磨损不大;分选指标良好;功率比较低。
(3)充气式浮选机
其结构特点是:没有传动部件与机械搅拌器;其充气特点是:由充气器来进行“充气”,气泡的大小情况,由充气器来调整其结构;矿浆和气泡混合的特点:逆着流动的方向混合。用途:处理构件不复杂、较高的品位、易于矿石的“初步分选”、从粗选尾矿中分选有用成分的作业——扫选。
(4)气体析出式浮选机
气体析出式浮选机亦称变压式(或降压式)浮选机,重点用在含油废水(工业生产过程中排出的含油类物质的废水)的“脱油浮选”与“细粒矿物浮选”。
选矿技术的发展是同选矿工艺方法的完善及选矿设施的发展具有极为密切的关系。中国镍、钼、铜、铅、锌、钨、铋、汞、锑等多种有色金属资源富矿不多,较多的细颗粒,较少的粗颗粒;较少的单一矿,生在同一矿床中的两种或两种以上的矿物共生矿比较多。为了全面有效利用我国杂、细、贫的矿产资源,实现矿行业的长久性发展,应积极完善选矿工艺方法,比如浮选、重选、重介质预选、磁电选等互相结合的多种联合选矿工艺手段。在选矿设施上,确保设施获得优质分选效果。
“浮选选矿工艺”系一个很繁杂的处理矿石的过程,该过程的影响要素可以划分成可调节要素(浮选工作程序、矿浆中固体物料的含量、磨矿细度、浮选工艺对添加药剂的种类和数量、加药点和加药方式的规定)与不可调节要素(生产用水的水体质量与原矿性质)。
为了达到矿粒与矿粒之间的互相分离,矿物最外层须具备相异的“润湿性”,且在质量与数量上满足形成泡沫的需要,还要有理想的机械设施,使其分为质量与性质相异的产品,这些设施即“浮选机”(以浮选方法施行矿物分离的主要设备)。