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浮選法是選金生產中應用最廣泛的一種選礦法,是利用礦物表面物理化學性質的差異來選分礦石的一種方法。這是目前常用於黃金浮選的一種方法。它適於選別0.5mm至10um的金礦粒。

1 浮選法 -簡介

是選金生產中,應用最廣泛的一種選礦法。是利用礦物表面物理化學性質的差異來選分礦石的一種方法。

2 浮選法 -發展歷史

中國古代曾利用礦物表面的天然疏水性來凈化硃砂、滑石等礦質藥物,使礦物細粉飄浮於水面,而無用的廢石顆粒沉下去。在淘洗砂金時,用羽毛蘸油粘捕親油疏水的金、銀細粒,當時稱為鵝毛刮金。明宋應星《天工開物》記載,金銀作坊回收廢棄器皿上和塵土中的金、銀粉末時「滴清油數點,伴落聚底"。這就是浮選法選金的最初應用。   

18世紀人們已知道固體粒子粘附在氣泡上能升至水面的現象.隨著人們對金屬需求量的增加,急於找到一種方法回收礦石中細粒金屬。19世紀末,隨著人們對礦物表面性質的認識深化,出現了薄膜浮選法和全油浮選法。20世紀初,泡沫浮選法應用選別有色金屬和黃金礦.   

今天所應用的泡沫浮選起源於幾乎一個世紀以前的澳大利亞。由於世界範圍內幾乎有20億t礦石是經過浮選處理的,因此泡沫浮選顯然是表面化學在工藝中最重要的應用之一,尤其是用於控制液-固界面。成功的浮選分離取決於在液體介質中固體顆粒與氣泡間的相互反應。通過添加適宜的浮選藥劑和pH調整劑來改進水分子與礦物表面間的相互反應的方法是實現從大量的複雜礦石(我們的礦物資源)中選擇性地分離有用礦物的關鍵。泡沫浮選法並不是起源於理論研究,而是本世紀的經驗積累的結果。若不是所有的理論研究,至少也是大多數理論研究用來解釋現有工藝的良好性能。大多數選礦和冶金基礎研究帶有事後檢查研究性質,或者如弗萊明和凱徹內爾精闢的描述,它是一門「追蹤科學」。   

浮選法的發生和發展也促進了黃金選礦業的發展,特別是對脈金礦的利用和在有色金屬礦石中綜合回收黃金創造了條件.目前,浮選法已成為處理金礦石生產黃金的重要工藝。中國許多脈金礦山選礦廠是以浮選工藝為主或以單一浮選工藝裝備起來的。浮選廠的金回收率達到90%以上且可綜合回收以金為主的低品位多金屬。   

小於10um細顆粒金是很難用重選法回收的.浮選利用礦物表面物理化學性質的差異可以選收細粒,甚至微細粒礦物。超細粒浮選或荷載體浮選和離子浮選可以回收微細粒金。   

解放前中國有幾座黃金浮選廠和副產回收金銀的有色金屬浮選廠。目前,黃金浮選工藝已廣泛用於金選礦廠,即使是鄉鎮小礦和個體採金戶均能成功於運用浮選法選收黃金。

3 浮選法 -基本原理

礦物顆粒自身表面具有疏水性或經浮選藥劑作用產生或增強疏水性。疏水就是親油和親氣體,可在液,氣或水—油的界面發生聚集。經過一系列工藝處理后的金礦粒雖然密度大卻能與氣泡和浮選劑親合而被浮於浮選機的礦液表面,將作為泡沫產品回收。   

當入選礦粒小於l0um時需要採用特殊的浮選法。常用的有用絮凝劑使細粒金或含金礦物絮凝成較大顆粒,脫出脈石細泥后再浮去粗粒脈石,這是絮凝—浮選。荷載體浮選是用粒度適於浮選的礦粒作荷載體,使微細粒金粘附於荷載體表面並隨上浮而成金精礦。用油類使細礦粒團聚進行浮選的油團聚浮選和乳化浮選。利用高溫化學反應使礦石中金屬礦物轉化為金屬后再浮選的離析浮選對金礦石不常採用。關於使用泡沫浮選法回收金泥,中國將用於工業領域。

4 浮選法 -工藝流程

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-油界面發生聚集。目前應用最廣泛的是泡沫浮選法。礦石經破碎與磨碎使各種礦物解離成單體顆粒,並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並攪拌調和,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於氣泡並被攜帶上升成為氣-液-固三相組成的礦化泡沫層,經機械刮取或從礦漿面溢出,再脫水、乾燥成精礦產品。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品排出,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。

5 浮選法 -常規泡沫浮選

適於選別0.5mm至5μm的礦粒,具體的粒限視礦種而定。當入選的粒度小於5μm 時需採用特殊的浮選方法。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於浮選的礦粒作載體,使微細礦粒粘附於載體表面並隨之上浮分選。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澱或用離子交換樹脂吸附,然後再浮選沉澱物或樹脂顆粒。

6 浮選法 -浮選劑

浮選時使用各種藥劑來調節入選礦物和浮選介質的物理化學性質,從而擴大金礦物或含金礦物與脈石間親琉水性的差異,使之更好地分選,達到提高金回收率的目的。

常用的浮選劑分三大類:捕收劑,起泡劑,調整劑。

捕收劑

自然界中除煤、石墨、硫磺、滑石和輝鉬礦等礦物顆粒表面疏水、具有天然的可浮性外,大多數礦物均是親水的,金礦物也是如此。加一種藥劑能改變礦物顆粒的親水性而產生疏水性使之可浮,這種藥劑通常稱之為捕收劑。捕收劑通常是極性捕收劑和非極性捕收劑。極性捕收劑由能與礦物顆粒表面發生作用的極性基團和起疏水作用的非極性基團兩部分組成。當這類捕收劑吸附於礦粒表面時,其分子或離子呈定向排列,極性基團朝向礦物顆粒表面,非極性基團朝外形成疏水膜,從而使礦位具有可浮性   與銅、鉛、鋅、鐵等硫化礦物伴生的金,在浮選時常用有機硫代化合物作浦收劑.例如,烷基(乙、丙、丁、戊基等)二硫代碳酸鈉(鉀),又稱黃原酸鹽,俗稱黃葯。如NaS2C·OCH2·CH3,在含金多金屬礦石的浮選時,多採用乙基黃葯和丁基黃葯。烷基二硫代磷酸或其鹽類,如(RO)2PSSH,式中R為烷基,俗稱黑葯.   烷基二硫代氨基甲酸鹽和黃原酸鹽的酯類衍生物等也是硫化礦物常用的捕收劑。也是浮選含金多金屬硫化礦的常用描收劑,常與黃葯類同時使用.   非離子型極性捕收劑的分子不解離,如含硫酯類,非極性捕收劑為烴油(中性油),如煤油、柴油等。   .

起泡劑

具有親水基團和疏水基團的表面活性分子,定向吸附於水一空氣界面,降低水溶液的表面張力,使充入水中的空氣易於彌散成氣泡和穩定氣泡。起泡劑和捕收劑聯合在一起吸附於礦物顆粒表面,使礦粒上浮。常用的起泡劑有:松樹油,俗稱二號油、酚酸混合脂肪醇,異構己醇或辛醉、醚醉類以及各種酯類等.

調整劑

調整劑可分為五類:

(1) pH值調整劑。用它來調節礦漿的酸鹼度,用以控制礦物表面特性、礦漿化學組成以及其他各種藥劑的作用條件,從而改善浮選效果。在氰化過程中也同樣要調節礦漿pH值的。常用的有石灰、碳酸鈉、氫氧化鈉和硫酸等。在選金時,最常用的調節劑是石灰和硫酸。

(2)活化劑。能增強礦物同捕收劑的作用能力,使難浮礦物受到活化而浮起。使用硫化鈉活化含金的鉛銅氧化礦,然後用黃葯等捕收劑浮選。

(3)抑製劑.提高礦物的親水性和阻止礦物同捕收劑作用,使其可浮性受到抑制。如在優先浮選過程中使用石灰抑制黃鐵礦,用硫酸鋅和氰化物抑制閃鋅礦,用水玻璃抑制硅酸鹽脈石礦物等、利用澱粉、拷膠(單寧)等有機物作抑製劑達到多金屬分離浮選的目的。

(4)絮凝劑。使礦物細顆粒聚集成大顆粒,以加快其在水中的沉降速度;利用選擇性絮凝進行絮凝一脫泥及絮凝一浮選。常用的絮凝劑有聚丙烯醯胺和澱粉等。

(5)分散劑。阻止細礦粒聚集,處於單體狀態,其作用與絮凝劑恰恰相反,常用的有水玻璃、磷酸鹽等。   

浮選劑的種類和用量隨礦石性質和浮選條件及流程特點而各異,可用試驗單位提供藥方(或稱藥劑制度),在生產實踐過程中也可根據上述各種條件的變化而加以改變。

7 浮選法 -設備

浮選設備主要是浮選機以及為實現浮選工藝的其他設備。礦漿經過攪拌充氣,在各種浮選劑的作用下礦粒與氣泡粘附,氣泡上升、形成礦化泡沫層,被刮板刮出或溢出,這一系列浮選過程均是在浮選機中完成的。浮選機多由多槽串聯而成。

8 浮選法 -分類

按攪拌和充氣的方式分類
(1)機械攪拌式.有離心葉輪,也有的是星形轉子和棒形轉子等類型.攪拌器在浮選槽內高速旋轉,驅使礦漿流動,在葉輪腔內產生負壓而吸入空氣。  

(2)充氣機械攪拌式。除機械攪拌外,再補充向浮選糟內充入低壓空氣。   

(3)充氣式.靠壓入空氣進行攪拌併產生氣泡,如浮選柱和泡沫分離裝置等。   

(4)氣體析出式。用降低壓力法或先加壓后降至常壓的萬法,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於水,然後在常壓下在浮選槽內析出,形成大量微泡。   

目前,在中國金選礦廠最常用的浮選機是國產的機械攪拌式浮選機。

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