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矿业科技  

浮选40种常见问题

作者:佚名
次数:1510
日期:2015-8-24 8:52:04

    1、浮选及其在矿物分选中的作用。
  浮选:是按矿物表面物理化学性质的差异来分离各种细粒的方法。
  作用:
  (1)浮选的适应性强
  (2)浮选的效率高,且适于处理细物料
  (3)有利于对矿产资源的综合回收
2、浮选过程及其三相在分选中的地位。
  浮选过程:在气、液、固三相体系中完成的复杂的物理化学过程。其实是疏水的有用矿物粘附在气泡上,亲水的脉石矿物留在水中,从而实现,从而实现彼此分离。
  在矿物的浮选过程中,固相是分选对象,液相是分选介质,气相是分选载体。因此,本章重点学习浮选各相的结构和性质。
3、晶体的分类、结构。
  (1)离子晶体
  (2)分子晶体
  (3)原子晶体
  (4)金属晶体
4、矿物表面极性产生的原因及类型和对可浮性的影响。
  组成矿物晶体的质点不仅按一定空间几何图形进行有序排列,而且通过某种键力使各顶点彼此联结在一起。位于晶体表面与位于晶体内部的质点彼此所处状态则不尽相同。内部的均处于平衡,断裂面上质点具有不饱和键力且因位置不同,键力的不饱和程序也很不相同,显示出不同的吸附能力和作用活性。特别是矿石经破碎细磨后,比表面积随之增大,所形成的棱角增加更多,形成的吸附其它物质的“活性中心”更多,因些矿石磨细越细,吸附能力和作用活性也越强烈。
  (1)强键合力:共价键、离子键、金属键
  断裂面上的质点以此键,具有较强的极性和化学活性,极性表面,对偶极水分子有较强的吸引力,易被水润湿,亲水性强天然可浮性差。此表面亲水表面。天然可浮性差。
  (2)弱键合力:
  断裂面呈现的不饱和键力主要为分子间力,极性较小,称为非极性表面,与偶极水分子的作用较弱,不易被水润湿,表现疏水易向气泡吸附,天然可浮性较好。
5、煤炭的结构模型及其主要成分对可浮性的影响。
  结构模型:
  煤是一种由大量苯核结合的多环香族高分子化合物,由多层平面碳网组成,并存在有含氧基团和烷基侧链。
  对可浮性的影响:
  煤属于非晶形结构,不均一,以有机体为主,主体表面疏水,可浮性好;在芳香核上含有数量不等的侧链,具有亲水性。
  煤的结构中含有一定数量的矿物质,使煤表面局部具有极性,亲水;
  煤的变质程度对煤的可浮性有很大影响;
煤易氧化。
6、水的性质及其在浮选中的作用。
  基本性质:
  (1)4℃时水的密度最大。4℃为略高于冰点。
  (2)具有很高的价电常数。
  (3)具有很高的溶解能力。
  (4)导电率低,但对其它化合物有较大的电极能力。
  (5)有较疝的偶极矩,缔合作用强。
  (6)有形成氢键的特性。
  水对浮选过程的影响:
   (1)水分子之间的缔合作用:氢键缔合、偶极缔合。
   (2)水分子与矿物表面的作用:作用的结果是矿物表面水化或湿润。
   (3)水的溶解能力:在浮选过程中有相当重要的作用,改变矿物表面的化学组成,界面电性,液相的化学组成而改变,近而改变矿物在浮选过程中的行为。
7、空气的性质及对浮选的影响。
  空气是混合物,典型的非极性物质,是有对称的结构。易合非极性表面结合。
  空气在矿浆中的溶解度与压力,温度和水中溶解的其他物质的浓度有关。对浮选有意义的是压力与溶解度的关系。
  气相在浮选中作用与影响
  (1)载体作用
  (2)主要组分能活跃地被吸附在矿物表面产生特殊作用,并直接影响矿粒的可浮性。活化剂作用,其中最活跃的是氧。
8、何为润湿接触角,接触角与界面张力的关系,对可浮性的影响。
  润湿接触角:过三相润湿周边上任一点P作气液界面的切线,与固液界面之间所形成的包括液相的夹角。
  接触角的大小,与接触的三相界面所具有的和界面张力有关,当和界面张力相互作用达到平衡时,有接触角是三相界面张力的函数。不仅与矿物表面

性质有关,而且与液相、气相的界面性质有关。
凡能引起改变任何两相界面张力的因素都可以影响矿物表面的润湿性。
当大于900时,矿物表面不易被水润湿,具有疏水表面,其矿物具有疏水性。可浮性好。
当小于900时 ,矿物表面易被水润湿,具有新水表面,其矿物具有新水性,可浮性差。
9、润湿阻滞,润湿阻滞对浮选的影响。
  润湿过程中,润湿周边展开或移动受到阻碍,使平衡接触角发生改变,这种现象称为润湿阻滞。
  润湿阻滞的两种阻滞效应:水排气和气排水时的阻滞效应
  润湿阻滞对浮选的影响
  浮选过程中,矿粒向气泡附着时,属于排水,即在矿物本身可浮性不变的情况下,附着过程难,对浮选不利。而矿粒从气泡上脱落时,属于水排气,使水难于从矿物表面将气泡排开,防止矿粒从气泡上脱落,对浮选有利。
10、粘附功及其与润湿接触角和可浮性的关系。
  粘附功:矿粒与气泡附着只有单位面积时,附着前后体系的自由能的变化。 
  粘附功ΔE=σAW(1-cosθ)
   润湿性=cosθ
   可浮性=1-cosθ
  ΔE>0,体系自由能降低,自发进行。θ越大,ΔE越大矿物表面越疏水,固着到气泡上的自发趋势越显著。
11、应用热力学第二定律解析气泡碰撞矿化。
  碰撞矿化自由能变化
  假设:矿粒和气泡附着面积为1个单位。
   附着前自由能:
   附着后自由能:
   自由能变化:
结论:通过分析,疏水矿物能与气泡粘附,亲水矿物不能。
12、水化层的结构及特点。
  水化层的结构:
  水化层具有扩散结构:水化层内水分子的定向排列程度随着矿物表面的距离增大而逐渐减弱。水化层是介于矿物表面和普通水之间的过渡区域(界间层),类似固体表面的延续。
  水化层的特点:
  (1)粘度比普通水大。
  (2)稳定性高。
  (3)具有一定的能量。
  (4)溶解能力降低。
13、矿物表面的水化作用及对矿物可浮性的影响。
  水化作用:水分子的定向排列。
  矿物表面的水化作用:水分子在矿物表面的定向排列。
  水化作用对可浮性的影响:
  水化作用与矿物表面的润湿性一致,与可浮性相反。极性矿物表面水化作用强,水化层厚,水分子排列紧密;非极性矿物表面水化作用弱,水化层薄,水分子排列稀疏。
  矿物表面的水化性不仅取决于矿物表面晶格本身的特点,而且也取决于矿物表面所吸附的分子或离子的性质。
14、矿物表面电性的起因。
  (1)离子的选择性吸附
  矿物表面和水对不同离子的新合力不同,导致矿物表面对电解质溶液中正负离子的不等量吸附,促使矿物表面带电。
  (2)矿物表面组分的选择性解离
  组成固体的正负离子在介质中的溶解能力常常不同。部分矿物和水后,在两相界面上生成新的物质,界面电性与生成的新产物有密切关系。
  (3)矿物晶格缺陷
  由于矿物破裂,缺乏某种离子,或非等量的类质同像替换,也促使矿物表面的电荷不平衡,进而使矿物表面荷电。
15、斯特恩的双电层结构模型,双电层中的电位及零电点和等电点。
  斯特恩在双电层扩散模型的基础上提出在扩散层中存在紧密层即斯特恩层,此模型是电三层理论模型。
双电层中电位:
  (1)表面总电位:是矿物表面与溶液间的总电位差。
  (2)电动电位Zate:滑动面上的电位和溶液内部的电位差。
  (3)Stern电位:Stern界面与溶液之间的电位差。
零电点和等电点:
  (1)零电点PZC或ZPC
  矿物表面静电荷为零时,溶液中定位离子浓度的负对数值。如定位离子为H+或OH-,则此时的PH值即为零电点。
   (2)等电点PZR或IEP
  电动电位为零时,溶液中电解质浓度的负对数值。或溶液的PH值。
16、矿物表面双电层对矿物悬浮液絮凝和分散的影响。
  降低、压缩电位,使矿物悬浮物絮凝―失稳
  升高、扩大双电层,使,物理吸附和化学吸附的特征。
  吸附:液体(或气体)中某种物质在相界面上产生浓度增高或降低的现象。
  凡由化学键力引起的吸附称为化学吸附。
  凡由分子键力引起的吸附称为物理吸附。
  物理吸附:热效应小、无选择性、吸附速度快、吸附可逆、可以形成多层吸附,
  分子吸附,双电层扩散层吸附,半胶半吸附。
  化学吸附:热效应大、选择性强、吸附速度慢、吸附不可逆、形成单层吸附,
  离子吸附,双电层内层吸附和特性吸附。
18、烃类油捕收剂作用及机理。
  作用:提高疏水性,增加可浮性,促使气泡附着,增强附着的牢固性。
  机理:
  (1)烃类油与水之间的作用,油不溶于水,有很好的疏水性,在水中以油滴形式存在;
  (2)烃类油与矿物之间的作用在疏水表面展开,提高疏水性;
  (3)吸附在三相润湿周边上,提高矿化气泡的牢固性。
19、硫化矿物常用的捕收剂是什么类型的药剂?其特点是什么?列出三种典型药剂。
  硫化矿浮选时常用的捕收剂:疏基类阴离子型捕收剂。
  特点:烃链短,分子量小,极性率固基含有两价的硫离子水解后生成SH基的产物,解离出阴离子具有捕收作用,属于杂极性物质。
  代表药剂:黄药类、黑药类、白药类。
20、起泡剂的作用矿物悬浮物分散―稳定及机理。
  起泡剂的作用:
  (1)降低气液界面的张力,改盖气泡的分散度
  (2)阻碍或减轻气泡的相互兼并
  (3)增大气泡的机械强度,提高气泡的稳定性。
  (4)降低气泡在矿浆中的升浮速度
  起泡剂的作用机理:
  (1)单纯起泡剂的作用
  (2)起泡剂与捕收剂的共吸附作用
21、两相泡沫及其特点和不稳定的因素。
  两相泡沫:由气相和液相构成的泡沫。
  两相泡沫是气相在液相中的分散的一种形式,是两元分散不稳定体系。
  特点:气相体积远大于液相体积,气相之间以呈薄层状的液相分割。
  不稳定因素:脱水作用和气泡的兼并作用。
22、三相泡沫及其稳定的原因。
  由液、气、固三相构成的泡沫称为三相泡沫。
  稳定原因:
  (1)颗粒的装甲作用;
  (2)药剂的作用;
  (3)颗粒形状和大小的影响。
23、调整剂作用及其种类。
  作用:
  (1)提高矿物与捕收剂相互作用的选择性和改盖矿浆的浮选性质,
  (2)调整剂对浮选泡沫的调节和影响
  (3)调整剂对矿粒向气泡粘附速度的影响。
  种类:抑制剂、活化剂、PH值调整剂、分散絮凝剂。
24、抑制作用及其抑制方式。
  抑制作用:破坏和削弱矿物对捕收剂的吸附,增强矿物表面的亲水性,从而
17、吸附

降低矿物可浮性的作用。
  抑制作用方式:
  (1)在矿物表面形成亲水膜或胶粒。其次与捕收剂在矿物表面发生竞争吸附,相互排挤,使捕剂从矿物表面解吸或阻碍捕收剂的作用吸附,两者可能同时发生。
  (2)溶去矿物表面由捕收剂所形成的疏水性覆盖膜。
  (3)溶去易与捕收剂作用的矿物表面活性质点或活化膜。
  (4)除去矿浆中的活化离子。
25、活化作用及其活化方式。
  活化作用:能促进和增强矿物与捕收剂的相互作用,提高矿物的可浮性。
  活化方式:
  (1)溶去矿物表面的抑制剂膜、污染物或溶蚀矿物晶格框架以露出新鲜表面或活性质点。
  (2)在矿物表面形成难溶且有利于捕收剂作用的活化膜。
  (3)活化离子在矿物表面吸附,形成或增强了矿物表面与捕收剂作用的性质点。
  (4)改变矿浆中的离子组成。降低有害离子的浓度,消除有害影响。发挥捕收剂的浮选活性。离子组成的影响复杂,具体情况具体分析。
  (5)加入矿物晶体,降低矿物的溶解度。
26、PH值调整剂的作用及常用药剂。
  作用:
  (1)直接或间接下地影响矿物的可浮性;
  (2)影响药剂的浮选活性;
  (3)影响矿浆中的离子组成;
  (4)影响矿浆矿泥的分散和凝聚灰、硫酸、苏打等。
27、分散和聚集在分选中的作用。
  通常,细泥容易聚团,并相附到粗粒及气泡的表面,影响分选效果。因此,浮选过程中应尽量保持矿浆中颗粒处于分散状态,特别是细泥含量较多的情况下,矿粒的分散更加重要,否则,由于细泥的覆盖和聚团将严重恶化精矿质量和恶化浮选的分选效果。为了使颗粒处于分散状态,可以在矿浆中添加分散剂。
  分选中也可以利用凝聚现象。如果絮凝剂或凝聚剂,对矿浆中某一组分有选择性的凝集作用,则可以利用此性质,使絮凝剂分子吸附在某种矿物组分的颗粒表面上,使其絮凝沉淀。其余组分仍然保持稳定的分散状怒,从而达到分离目的,该方法称选择性絮凝。
28、接触曲线及其如何才能绘制出接触曲线。
  同一种矿物,同一种药剂,气泡能否与矿物附着的药剂用量与pH值之间的关系曲线,称为接触曲线。接触曲线是矿物能否与气泡附着的分界线。不同矿物、不同药剂有不同的接触曲线。
  矿物在某个pH值下可以浮起,超过某个值则不能浮起。各种药剂都有一定的使用条件,当条件改变时,其作用也改变。改变药剂的用量,可以改变矿物的可浮性。改变矿浆的pH值也可以改变矿物的可浮性。不同的矿物,有不同的临界pH值。同一种矿物,改变药剂种类或药。剂用量,其临界pH值也随之改变。依此绘出接触曲线。
29、浮选过程的组成。
  浮选过程可以分为四个阶段:
  第一阶段为接触阶段,矿粒在流动矿浆中以一定的速度和气泡接近,并进行接触。
  第二阶段为粘着阶段,矿粒与气泡接触后,表面疏水的矿粒和气泡之间的水化层逐渐变薄、破裂,在气、固、液三相之间形成三相接触周边,实现矿粒与气泡的固着。
  第三阶段为升浮阶段,已经附着的气泡和矿粒即矿化气泡,互相之间形成矿粒气泡的连合体,在气泡上浮提升力的作用下,进入泡沫层。
  第四阶段为泡沫层形成阶段。最后形成稳定的泡沫层,并及时刮出。
30、碰撞矿化过程及系统自由能的变化规律。
  过程:矿粒与气泡接近、排挤普通水;水化膜接触、薄化;水化膜破裂,实现三相接触,气泡矿化。
  自由能变化规律:
  1—强水化性矿物表面碰撞矿化系统自由能变化;
  2-中等水化性矿物表面碰撞矿化系统自由能变化;
  3—弱水化性矿物表面碰撞矿化系统自由能变化;
31、析出矿化的过程及影响因素。
  析出矿化的过程:
  (1)气体分子移动:减压瞬间,气体分子向易于聚合起来的区域移动,间断水分子间力的阻碍。
  (2)生成“气泡晶核”:气体分子在范德华力作用一相互聚合,形成气泡晶核,半径为R最小(即能稳定地存在于液相中的气泡最小半径)。
  (3)初生气泡长大。
  影响因素:
  (1)气体的溶解度;
  (2)压力的降低程度;
  (3)有无形成微泡的中心。
32、何为浮选速度方程,写出一级浮选速度方程,研究浮选动力学的意义。
  浮选速度方程:表达泡沫产品时间变化的数量关系的方程;
     一级浮选速度方程: ;
  意义:改善浮选工艺;改进浮选机设计;并可根据实验室和半工业性试验结果进行放大;有利于浮选槽和浮选回路的最佳控制及自动化等。
33、浮选矿浆的充气过程。
  (1)气泡的生成;
  (2)气泡的兼并和溶解;
  (3)气泡的升浮运动。
34、浮选设备常用的评价指标。
  (1)充气性能指标:充气量、充气均匀程度、气泡的弥散程度;
  (2)加料性能指标:干矿处理量、矿浆通过能力;
  (3)动力消耗指标:功率消耗、动力指数;
  (4)其它指标:药剂消耗、破碎度。
35、机械搅拌式浮选机的优缺点。
  优点:
  (1)选别难选矿石或复杂矿石,或者希望得到高品位精矿时,可以保证得到出较好和比较稳定的技术指标;
  (2)矿浆搅拌强烈,可以保证密度较高,粒度较粗的矿粒呈悬浮状态;溶药剂在矿浆中的均匀分散与乳化,有利于药剂与矿物表面的作用。
  (4)对选别多金属矿石的复杂流程,机械搅拌自吸式浮选机,可以依靠叶轮的吸浆作用,实现中矿返回,省去大量砂泵。
  缺点:
  (1)结构复杂,单位处理量的设备费用较高。
  (2)为保持矿粒悬浮并起到吸气、叹浆的作用,运动部件转速较高,因此磨损严重,维修费用高,由此造成的动力消耗较大。
36、粗粒浮选的工艺措施。
  (1)调节药方:选择捕收能力强的药剂,合理增加药剂浓度。
  目的:增强矿物于气泡的固着强度,加快气泡的升浮速度。
  (2)调节充气情况:提高充气量,提高充气质量。
  目的:产生一定数量的大气泡,提高升浮力;同时有微泡存在,实现群泡或气絮团浮选。
  (3)选择浮选机:搅拌力强,选用浅槽分选设备。
  目的:改善粗粒物料的悬浮状态,减少颗粒的停留时间,提高粗粒的回收率。
37、细粒浮选的工艺措施。
  I、调节药方
  1)药剂的选择
  细粒分选要注意提高过程的选择性,选择药剂时,应选取选择性强的药剂。选择起泡剂应选取脂肪醇或醚类药剂,这些药剂所形成的泡沫较脆,含水量较大,有利于二次富集作用,提高精矿质量。
  2)加药方式
  应该采用分段分批加药,使药剂随时在矿浆中保持最低的合理浓度。一次加药使大量药剂吸附在矿泥上,降低药剂的选择性,并使药剂消耗量增加。
  3)添加矿泥分散剂
  将矿泥分散,消除矿泥在其他物科上的覆盖,影响这些物料的分选。
  II、操作因素
  1)浓度调节
  通常采用较稀的矿浆浓度,一方面可以避免矿泥污染精矿泡沫;另方面降低矿浆的粘度,提高分选过程的选择性。
  2)喷洗泡沫产品
  对精矿泡沫产品适当喷洒清水,洗涤精矿,可加强二次富集作用,降低细泥污染,提高精矿质量。
  III、预先脱泥
  脱泥是根除矿泥影响的方法,常用旋流器进行分级达到脱泥的目的。
  IV、其他细粒分选方法
  1)选择性絮凝,2)载体浮选,3)团聚浮选,4)絮凝浮选,5)微泡浮选。
38、矿物浮选时,如何选择药剂。
  (1)捕收与抑制的关系:表现在捕收剂与抑制剂用量的多少和捕收抑制作用的强弱;
  (2)活化与抑制的关系:量与作用的矛盾关系;
  (3)捕收与起泡的关系:多功能药剂、捕收剂的消泡作用、药比及用量与产率关系;
  (4)分散与团聚的关系:非目的物被抑制而分散,目的物被捕收疏水而易团聚;但必须掌握适度。
  原则:根据矿物可浮性的差异,确定捕收、抑制、起泡、分散适度的药剂,并掌握好其搭配和用量,保证浮选过程进行最合理,效果最理想。
39、矿浆浓度及对浮选的影响。
  矿浆深度指矿浆中固体矿物与液体(水)重量或体积的关系,选矿厂常用液固比或固体浓度表示。
  矿浆浓度对浮选的影响主要表现在矿浆的充气,矿浆中药剂的浓度和生产量等方面。
  (1)对充气量的影响
  浮选机的充气量随矿浆浓度而变化,过浓和过稀的矿浆均导致充气恶化。
  (2)药剂浓度
  加药量一定的条件下,矿浆浓度大时,药剂浓度也大,所以 采用矿浆浓度,可以适当减少加药量,而在低浓度分选时,应适当增大药量,因此,高浓度浮选时,可以节省药量。
  (3)生产量
  矿浆浓度增大,如果浮选机的体积和生产率保持不变,矿浆在浮选机中停留时间就可以相对延长,有利于提高回收率,相反,如果浮选时间不变,增大矿浆浓度,可以提高浮选机的生产率。
40、浮选回水的特点。
  (1)有药剂残留,组成复杂;
  (2)含有较多的固体物质,特别是细泥。
  (3)搅拌强烈,并可以促使难
  常用药剂:石

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