第5章礦石的浮選實(shí)踐5．1礦物可浮性分類以礦物表面性質(zhì)為基礎(chǔ)，根據(jù)礦物的浮選行為和實(shí)踐，將礦物分為六類：①自然金屬和重金屬硫化礦物：銅、鉛、鋅、汞、銻等硫化礦物和自然金、鉑、銅等。沒(méi)氧化時(shí)難被水潤(rùn)濕，捕收劑是黃藥類。②非極性非金屬礦物：石墨、硫、煤和滑石等。難被水潤(rùn)濕，自然疏水性強(qiáng)。捕收劑用非極性油類，有時(shí)只用起泡劑。③有色金屬氧化礦物：銅、鉛、鋅的碳酸鹽和硫酸鹽礦物及其他含氧酸的相應(yīng)的鹽類礦物。經(jīng)硫化后捕收劑是黃藥類，不硫化直接用脂肪酸及其皂浮選。④極性鹽類礦物：晶格中含有堿土金屬陽(yáng)離子(如鈣、鎂、鋇、鍶)的礦物，且晶格上鍵的離子性很強(qiáng)，不用活化晶格上的陽(yáng)離子就能與捕收劑陰離子發(fā)生作用，用脂肪酸很容易浮選。⑤氧化物、硅酸鹽和鋁硅酸鹽礦物：用脂肪酸類捕收劑或陽(yáng)離子捕收劑浮選，其可浮性與礦物表面有無(wú)受外來(lái)陽(yáng)離子的作用有關(guān)。故其可浮性與礦物的生成條件及礦漿的預(yù)處理有密切關(guān)系。⑥堿金屬和堿土金屬的可溶性鹽：其飽和溶液中可用脂肪酸或陽(yáng)離子捕收劑浮選。5．2非極性非金屬礦物的浮選5．2．1非極性非金屬礦物的浮選特點(diǎn)①可浮性好，藥方簡(jiǎn)單；②浮選粒度較粗；③磨礦時(shí)，應(yīng)避免過(guò)粉碎。5．2．2石墨浮選石墨是元素碳結(jié)晶的礦物之一，質(zhì)輕、耐高溫、導(dǎo)熱、導(dǎo)電、潤(rùn)滑、可塑性和化學(xué)穩(wěn)定性好。天然石墨的可浮性相當(dāng)好，可以從品位為5％～10％的原礦中選出品位為80％～90％的精礦。1、浮選原則流程及流程內(nèi)部結(jié)構(gòu)①原則流程：為保護(hù)石墨鱗片不受破損，應(yīng)采用多段磨選流程。多次再磨再選，使精礦質(zhì)量滿足要求。磨礦設(shè)備采用以磨剝作用為主的棒磨機(jī)、碾磨機(jī)。為了提高磨礦效果，磨礦之前應(yīng)設(shè)濃縮作業(yè)，將磨礦濃度保持在40％---45%，濃縮設(shè)備可采用水力旋流器或沉淀式離心機(jī)。②流程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：多數(shù)石墨浮選采用向精選發(fā)展的流程結(jié)構(gòu)。在石墨充分單體解離的條件下，精選的次數(shù)直接影響精礦質(zhì)量。2、藥劑制度石墨浮選時(shí)，常用煤油或柴油進(jìn)行捕收，松油為起泡劑，其用量分別為250～300g／(t原礦)和50～150g／(t原礦)。用水玻璃對(duì)脈石進(jìn)行抑制，用量為1．5～2kg／(t原礦)。介質(zhì)pH調(diào)整劑常采用石灰。5．2．3滑石浮選滑石是一種含水的硅酸鹽層狀礦物，層內(nèi)為離子鍵，具有滑潤(rùn)性、柔性、耐火性、絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性及對(duì)油類有強(qiáng)烈的吸附性等特點(diǎn)，廣泛用于造紙、陶瓷、橡膠、油漆、醫(yī)藥、鑄造等工業(yè)部門。細(xì)磨是滑石浮選的重要作業(yè)。滑石的可浮性較好，流程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般經(jīng)1次粗選、3～4次精選和1次掃選即可。浮選可在pH=13至中性介質(zhì)中進(jìn)行。5．2．4高嶺土浮選高嶺土呈白色致密塊狀，以高嶺土族礦物為主要成分。隨著低品位礦床的開(kāi)采，其加工過(guò)程：破碎一磨礦一浮選(磁選)分級(jí)一漂白—濃縮一干燥。高嶺土可作為陶瓷、耐火磚、美術(shù)印刷紙、銅版紙、合成橡膠電線等的原料。高嶺土中鐵的狀態(tài)和數(shù)量是高嶺土礦床開(kāi)采和利用的突出問(wèn)題。5．3硫化礦浮選5．3．1硫化銅礦石的浮選浮選處理銅礦物主要為黃銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)、斑銅礦等。我國(guó)處理的銅礦石是含有硫化鐵(黃鐵礦)的黃銅礦礦石，硫化銅的浮選任務(wù)是與硫化鐵和脈石礦物分離，得到銅精礦。1、硫化銅礦石的分類我國(guó)銅礦石的工業(yè)類型有：層狀銅礦、細(xì)脈浸染型銅礦、矽卡巖型銅礦、型銅礦和斑巖銅礦。銅礦石浮選的難易和礦石中硫化鐵的含量有密切關(guān)系。①致密塊狀銅礦石：黃鐵礦含量高，脈石含量很少，硫化銅和硫化鐵礦物致密共生。②浸染狀銅礦石：脈石礦物為主體，硫化銅和硫化鐵含量均較低，并浸染狀分布在脈石中。2、硫化銅礦石的可浮性黃銅礦(CuFeS2，含銅66．49％)：最常見(jiàn)，分布最廣的原生礦物，可浮性好，捕收劑是黃藥類，氰化物作抑制劑。輝銅礦(Cu2S，含銅79．83％)、銅藍(lán)(CuS，含銅66．49％)：最易浮選，都是次生銅礦，硬度很低，極易泥化。斑銅礦(Cu3FeS3，含銅55．5％)：可浮性在輝銅礦與黃銅礦之間。硫化銅礦石可浮性的規(guī)律：①不含鐵的礦物，氰化物、石灰用作抑制時(shí)效果較差。②含鐵的礦物，在堿性介質(zhì)中易受氰化物和石灰抑制。③用黃藥捕收時(shí)，捕收能力順序：輝銅礦>銅藍(lán)>斑銅礦>黃銅礦。④氧化礦物和銅鹽含量越高，分選越困難。⑤嵌布粒度越粗，礦泥含量越少，越易浮選，得到好的浮選指標(biāo)。⑥次生銅礦物本身可浮性好，礦漿中Cu2+多時(shí)易活化其他礦物。易泥化、氧化，造成細(xì)粒級(jí)的損失，并增加浮選的困難程度。⑦當(dāng)?shù)V石中含有滑石、高嶺土、絹云母等脈石時(shí)，或可浮性較好，易泥化、污染精礦，難以得到高質(zhì)量的精礦。3、銅礦石的浮選(1)優(yōu)先浮選常先浮銅，再浮硫。(2)混合浮選常在pH=7～8左右的中性介質(zhì)中選出銅硫混合精礦，礦漿中的游離CaO控制在100～150g／L左右。然后再對(duì)銅硫混合精礦進(jìn)行分離。①石灰法：提高介質(zhì)pH值使之呈強(qiáng)堿性，抑制黃鐵礦。②石灰加氰化物法：在黃鐵礦活性較大、不易被石灰抑制時(shí)采用。③加熱法：適于較難分離的銅硫混合精礦，加速黃鐵礦表面氧化。4、銅礦石的浮選實(shí)例(1)浸染狀銅礦石的浮選一般彩一段磨礦，細(xì)度一200網(wǎng)目約占50％～70％，1次粗選，2～3次精選，1～2次掃選。(2)致密銅礦石的浮選致密銅礦石由于黃銅礦和黃鐵礦致密共生，黃鐵礦往往被次生銅礦物活化，黃鐵礦含量較高，難于抑制，分選困難。常采用兩段磨礦或階段磨礦，磨礦細(xì)度要求較細(xì)。藥劑用量也較大。5．3．2多金屬硫化礦石的浮選多金屬硫化礦石主要是銅、鉛、鋅等和硫的共生礦。分選多金屬硫化礦石的任務(wù)是分別獲得銅、鉛、鋅精礦，當(dāng)硫化鐵含量高時(shí)還必須獲得硫精礦。礦石中含有金、銀和其他伴生元素時(shí)，必須考慮回收。1、鉛鋅硫化礦物的可浮性鉛的硫化礦物主要是方鉛礦，鋅的硫化礦物主要是閃鋅礦。方鉛礦(PbS，含鉛86．6％)：性脆，新鮮表面具有疏水性，未氧化時(shí)易浮選，氧化后可浮性降低。閃鋅礦(ZnS，純閃鋅礦含鋅67．1％)：閃鋅礦變種—鐵閃鋅礦，鐵含量在0～20%，是最難浮的硫化礦物。2、分離方法及藥劑制度(1)鉛一鋅分離用巰基類捕收劑浮選鉛一鋅礦時(shí)，都采用抑鋅浮鉛的方案。①氰化物法：常配合其他藥劑（硫酸鋅），減少用量，加強(qiáng)抑制。②非氰化物(無(wú)氰工藝)法：抑制劑為亞硫酸、亞硫酸鈉、二氧化硫氣體及硫代硫酸鈉等?？珊土蛩徜\聯(lián)合使用。該類藥劑無(wú)毒，被抑制的閃鋅礦容易再度活化。(2)鋅一硫分離鋅一硫分離用石灰抑制硫化鐵，pH=10～12甚至更高時(shí)用硫酸銅活化閃鋅礦，并用黃藥捕收。(3)銅一鋅分離銅一鋅分離是難題，目前銅一鋅分離主要采用硫酸鋅、亞硫酸鈉和硫化鈉等抑鋅浮銅或抑鋅浮銅、硫，再進(jìn)行銅一硫分離。(4)銅一鉛分離先得到銅一鉛混合精礦，再進(jìn)一步分離。注意以下問(wèn)題：①對(duì)未經(jīng)活化或表面氧化的方鉛礦的抑制；②銅含量較大時(shí)，應(yīng)以抑鉛浮銅為主；③盡量選擇無(wú)氰無(wú)鉻工藝，減少環(huán)境污染。(5)混合精礦的脫藥①混合精礦濃縮，濃縮溢流丟棄，底流加入清水后再浮選；②混合精礦濃縮，濃縮產(chǎn)品再磨，擦洗礦物表面后再分離浮選；③使礦物表面捕收劑薄膜解吸，再濃縮、過(guò)濾將藥劑脫除后浮選；④用活性炭吸附礦漿中過(guò)剩的藥劑。3、國(guó)內(nèi)多金屬硫化礦石浮選發(fā)展趨勢(shì)(1)鉛一鋅礦石普遍采用優(yōu)先浮選流程。(2)鉛一鋅一硫由于礦石中閃鋅礦與硫化鐵礦物可浮性差異比較大，浮選類型、流程、類型多樣。(3)銅一鉛一鋅礦石或銅一鉛一鋅一硫礦石浮選流程：目前較普遍采用銅一鉛混選，以后優(yōu)先選鋅、硫。5．3．3鉬礦石浮選自然界主要鉬礦物是輝鉬礦(MoS2，含鉬60％)。鉬礦石有三種類型：①單一鉬礦石；②銅鉬礦石；③鉬鎢礦石。輝鉬礦是最易浮選的礦物之一，晶體呈鱗片狀結(jié)構(gòu)，屬于非極性礦物，易被非極性烴類油浮選。輝鉬礦較難氧化，也較難抑制。1、單一鉬礦石的浮選①很脆，須防止過(guò)粉碎；②常呈集合體浸染，磨到0．5～0．6mm能與脈石礦物分離。③原礦品位低，對(duì)鉬精礦質(zhì)量要求高，必經(jīng)多次精選；④為防止硫化礦物、礦泥對(duì)精礦污染，常抑制硫化礦物的浮選。2、銅一鉬礦石的浮選我國(guó)大約20％的鉬是從銅一鉬礦石中回收的。銅一鉬礦石的浮選一般都采用銅一鉬混合浮選，混合精礦再分離的方案。5．4有色金屬氧化礦石和混合礦石的浮選按礦石氧化率(指某金屬以氧化礦物狀態(tài)存在的百分?jǐn)?shù))不同可將礦石分為氧化礦、硫化礦和混合礦。氧化礦：氧化率在30％以上；硫化礦：氧化率在10％以下；混合礦：介于10%～30％之間。有色金屬氧化礦的主要礦物有氧化銅、氧化鉛及氧化鋅礦。有色金屬氧化礦石特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)復(fù)雜，浸染粒度細(xì)，不易解離，一般很脆，細(xì)磨時(shí)易泥化；②礦物組成復(fù)雜，可浮性差別卻很大；③常含有大量礦泥和可溶性鹽；④不同礦床中氧化礦性質(zhì)的差別很大，氧化礦石的浮選是較困難的。5．4．1氧化銅礦及其混合礦石的浮選常見(jiàn)的主要氧化銅礦物有：孔雀石CuCO3·Cu(OH)2;藍(lán)銅礦2CUC03·Cu(OH)2。其次有：硅孔雀石CuSiO3·2H20，赤銅礦Cu20。實(shí)踐上應(yīng)用的方法有：①硫化法：最為普遍，工藝簡(jiǎn)單，凡能進(jìn)行硫化的氧化銅礦均可用此法進(jìn)行浮選。②有機(jī)酸浮選法：有機(jī)酸及其皂類可很好浮選孔雀石及藍(lán)銅礦。③浸出一沉淀一浮選法：利用氧化銅礦物比較容易溶解，將氧化礦先用硫酸浸出，然后用鐵粉置換，沉淀析出金屬銅，再用浮選法浮出沉淀銅。④氨浸一硫化沉淀一浮選法：將礦石細(xì)磨，加入硫磺粉，然后氨浸。浸出過(guò)程中，氧化銅礦中銅離子與NH3、C02作用同時(shí)，被硫離子沉淀，成為新的硫化銅顆粒，將氨蒸發(fā)回收，進(jìn)行硫化銅的浮選。⑤離析一浮選法：將粒度適當(dāng)?shù)牡V石同2％～3％的煤粉、1％～2％的食鹽混合，在700～800℃之間進(jìn)行氯化還原焙燒，生成銅的氯化物，從礦石中揮發(fā)出來(lái)，在爐內(nèi)被還原成金屬銅，并吸附在煤粒上，再用浮選法與脈石分離。⑥混合銅礦石的浮選：混合銅礦石的浮選流程應(yīng)依據(jù)試驗(yàn)確定。5．4．2鉛鋅氧化礦及其混合礦石的浮選1、氧化鉛礦物及其浮選方法氧化鉛礦物主要有白鉛礦PbC03和鉛礬PbSO4，這兩種礦物都可以硫化，故浮選上常用硫化浮選法。硫化劑用硫化鈉或硫氫化鈉。加入方式：一次加入或分批加入。2、氧化鋅礦物及其浮選方法主要的氧化鋅礦物有菱鋅礦ZnCO3和異極礦H2Zn2Si05。氧化鋅礦石浮選的兩種方法：①加溫硫化浮選法：將礦漿加熱到60"--70℃，然后加硫化鈉進(jìn)行硫化，在氧化鋅表面生成硫化鋅薄膜，硫化后用硫酸銅活化，加黃藥進(jìn)行浮選。②脂肪胺浮選法：在常溫下用硫化鈉調(diào)整礦漿pH值達(dá)10．5～11，然后用陽(yáng)離子捕收劑脂肪族第一胺浮選氧化鋅。3、鉛鋅混合礦石的分選順序鉛鋅硫化礦物和鉛鋅氧化礦物混合物的礦石，采用先選硫化礦物后選氧化礦物的流程，即按硫化礦物(混合浮選或優(yōu)先浮選)一氧化鉛一氧化鋅的順序浮選。實(shí)踐上也有先選鉛后選鋅的流程，即：先選硫化鉛、氧化鉛，再選硫化鋅、氧化鋅的流程。前者為先硫后氧流程，后者為先鉛后鋅流程。5．5多價(jià)金屬的極性鹽類礦物的浮選礦物的晶格上含有堿土金屬的陽(yáng)離子，也包括含鐵、錳陽(yáng)離子的極性鹽類礦物。主要浮選的礦物有磷灰石、白鎢礦、螢石、重晶石、菱鎂礦和菱鐵礦等。礦物共同的特點(diǎn)是：礦物晶格為離子鍵，親水性強(qiáng)，自然可浮性差；選擇性差。5．5．1磷灰石的浮選磷灰石Ca10X2(PO4)6，式中X代表F、Cl或0H基，是制造磷肥和磷酸鹽的主要原料。磷礦石中，儲(chǔ)量80％以上屬于中低品位含硅一鈣質(zhì)磷塊巖礦石。國(guó)外對(duì)含硅一鈣質(zhì)磷灰石一般采用反一正浮選流程。5．5．2白鎢礦的浮選有工業(yè)價(jià)值的鎢礦物有：黑鎢礦(Fe，Mn)WO4，又名鎢錳鐵礦；白鎢礦CaWO4；鎢鐵礦FeW04；鎢錳礦MnW04。礦物的密度較大，且產(chǎn)出時(shí)結(jié)晶粒度比較粗，故分選這些礦物的主要方法是重選。5．5．3螢石礦的浮選螢石(CaF2)含氟48．9％，我國(guó)是世界上螢石精礦的主要生產(chǎn)國(guó)之一，主要用于化工、冶煉，陶瓷籌工業(yè)部門。螢石的選礦方法：塊礦可用手選、重選?；げ块T所需高品位螢石精礦必須采用浮選。螢石很易用脂肪酸類捕收劑浮選。浮選應(yīng)滿足條件：①使用溫水(60℃以上)；②使用軟水；③礦漿pH=8～9．5；④精選次數(shù)至少3次；⑤浮選藥劑——pH調(diào)整劑為碳酸鈉、苛性鈉，脈石抑制劑用水玻璃、淀粉、糊精，捕收劑用油酸、植物油脂肪酸、精制塔爾油。5．6氧化物及硅酸鹽礦物浮選此類礦物：石英、赤鐵礦、長(zhǎng)石、云母、綠柱石、鋰輝石、鋯英石、軟錳礦、鉻鐵礦、錫石、鈦鐵礦及含鈾礦物等。浮選特征是：親水性很強(qiáng)，不能被硫化用有機(jī)酸及其皂類捕收劑浮選。許多礦物中都含有鐵，只有含鐵量為25％～72％的鐵礦物才是鐵的有用礦物。有工業(yè)意義的鐵礦物有：磁鐵礦Fe3O4，赤鐵礦，褐鐵礦Fe2O3·nH20，，菱鐵礦FeCO3。對(duì)強(qiáng)磁性鐵礦石，最經(jīng)濟(jì)的選礦方法是磁選；對(duì)弱磁性鐵礦石，實(shí)踐上采用的方法：①焙灼磁選；②重選；③浮選(用于處理細(xì)粒浸染的赤鐵礦、選礦廠的礦泥等)。鐵礦石的工業(yè)浮選方案：①在蘇打介質(zhì)中以脂肪酸及其皂類為捕收劑浮選鐵礦物。②在弱酸性介質(zhì)中(使用少量硫酸)經(jīng)脫泥后以脂肪酸類捕收劑浮選鐵礦物，以水玻