第四章浮選工藝和實踐

4.1影響浮選的工藝因素

煤泥浮選是一個極其復(fù)雜的物理化學(xué)過程，包括的因素很多，且在浮選過程中相互影響，使得它們之間的作用更為復(fù)雜?？蓺w納為以下幾個主要方面：

①礦物的物質(zhì)組成和化學(xué)組成；

②礦漿制備；

③浮選藥劑制度；

④浮選機所造成的工作條件；

⑤浮選工藝流程。

浮游選煤煤泥的可浮性煤的變質(zhì)程度煤巖組成氧化程度礦物雜質(zhì)的成分、數(shù)量及嵌布特性粒度組成入浮煤漿性質(zhì)煤漿濃度煤漿中剩余的藥劑濃度煤漿中的無機電解質(zhì)藥劑制度浮選劑種類浮選劑添加量和配比加藥點加藥方式浮選劑與煤漿接觸時間浮選工藝流程浮選機性能和操作條件充氣方式和充氣質(zhì)量充氣數(shù)量攪拌方式與強度入料流量泡沫層厚度與刮泡量第四章浮選工藝和實踐內(nèi)因：煤泥的可浮性，是不可調(diào)控的、客觀存在的因素。外因：其余都是外因，是可以加以調(diào)控或改變的主觀因素。

4．2原煤性質(zhì)對浮選的影響⑴煤的變質(zhì)程度對浮選的影響

按成煤過程中煤的變質(zhì)程度(或稱煤化程度)不同，煤分成不同的煤階，不同煤階或煤種具有不同的表面性質(zhì)和可浮性。低變質(zhì)程度的煤：親水性較強，可浮性較差；高變質(zhì)程度的煤：疏水性增強，在焦煤時可浮性最好；

各煤階的表面疏水性變化也可用接觸角的變化來定性說明。

表面成分理論或假說：煤由可浮的和不可浮的兩組化學(xué)成分構(gòu)成，其自然可浮性由這兩部分的比例所決定，可浮性成分具有疏水性，非可浮性成分具有親水性。

各煤階煤的接觸角和孔隙度各煤階煤的揮發(fā)分、氧、羧基氧和羥基氧的含量

L．—褐煤；S．B—次煙煤；

H．V．B—高揮發(fā)分煙煤；

M．V．B．—中等揮發(fā)分煙煤；

L．V．B—低揮發(fā)分煙煤；A—無煙煤⑵煤的密度組成對浮選的影響

煤泥中密度越低的部分灰分越低，可浮性越好，可根據(jù)煤泥的小浮沉試驗來判斷煤泥的可浮性及浮選效果。

相對密度增高的原因：

①煤基元灰分高；

②煤一礦物質(zhì)連生體存在；

③煤的顯微組分不同。當(dāng)中間級密度高時，較難以同時得到低灰精煤和高灰尾煤。⑶煤的顯微組分對浮選的影響

煤顆粒表面鏡質(zhì)組分含量越高，煤的可浮性越好；而絲質(zhì)體和殼質(zhì)體可浮性差，這兩種組分含量高時煤的可浮性差。

⑷煤中礦物組成對浮選的影響

1、煤中主要影響其可浮性的礦物質(zhì)有兩類：泥質(zhì)礦物：高嶺土、水云母、綠泥石、蒙脫石、泥質(zhì)頁巖等；硫化礦物：黃鐵礦、白鐵礦等。黃鐵礦在高硫煤中大量存在。

2、煤中礦物質(zhì)對浮選的影響主要是：

粒度嵌布特性：以細?；蛭⒓毩Ｇ恫紩r，如果解離不徹底則難以分離，解離度過細時又會降低選擇性。

泥化特性：礦物質(zhì)泥質(zhì)礦物易泥化，含量較高時使浮選過程受到干擾，嚴(yán)重影響分選作業(yè)，必要時采用脫泥作業(yè)預(yù)先脫泥。

3、硫化礦的影響：

其組成和結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)污染，使其可浮性更接近煤，影響精煤質(zhì)量，必須采用好的藥劑或流程抑制硫化礦物。

4．3粒度特性對浮選的影響

浮選過程正常進行必要條件之一：礦石中的有用礦物單體解離。磨礦可實現(xiàn)礦物的單體解離，磨礦的粒度與礦物的嵌布粒度相關(guān)。

礦石磨的過粗:有用礦物解離的不完全，物料中仍有大量的連生體，對精礦質(zhì)量和有用礦物的回收率產(chǎn)生不良影響；

磨礦粒度過細:使有用礦物和脈石泥化，影響分選效果。

4．3粒度特性對浮選的影響

浮選過程正常進行必要條件之一：

礦石中的有用礦物單體解離。磨礦可實現(xiàn)礦物的單體解離，磨礦的粒度與礦物的嵌布粒度相關(guān)。

礦石磨的過粗:有用礦物解離的不完全，物料中仍有大量的連生體，對精礦質(zhì)量和有用礦物的回收率產(chǎn)生不良影響；

磨礦粒度過細:使有用礦物和脈石泥化，影響分選效果。

⑴粒度對分選的影響

浮選要求礦石中的有用成分應(yīng)單體解離，再根據(jù)不同礦物的可浮性進行分選。

浮選粒度的確定：一是根據(jù)礦物和脈石特性所需的單體解離度；二是根據(jù)礦物的密度確定的氣泡負載能力。

①有用礦物的解離程度是以礦物的單體解離度加以度量的。

單體解離度系指新產(chǎn)品中某有用礦物呈單體狀態(tài)存在的量與該礦物總量之比值的百分?jǐn)?shù)。為了測定單體解離度，可以對有代表性的試樣，用篩分、水析等方法按粒度進行分級，然后在顯微鏡下分別測定各級別目的礦物的單體解離度。

②除礦物的解離度外，物料粒度對浮選結(jié)果的影響：

粒度太粗:即使礦物已經(jīng)單體解離，但超過氣泡的負載能力，通常不易浮起。

粒度太細:造成泥化，分選的選擇性降低，使有用礦物與脈石不能進行有效的分離。礦物的可浮性與礦物的粒度的關(guān)系如下圖。③用篩析法測量溢流中某一粒度的含量

為了保證浮選過程有合適的粒度，也為磨礦分級操作提供依據(jù)，每日每班必須對分級設(shè)備的溢流粒度進行測定。如果不具備粒度自動測量和調(diào)節(jié)的情況下，一般采用快速測量法(篩析法)，可測量溢流中超過某一粒度的含量。該法所用工具為濃度壺和一個100目或200目的篩子，計算公式如下：

式中:r篩上：篩上產(chǎn)物的產(chǎn)率，%；

q1：盛滿礦漿濃度壺重量，g；

q2：篩上產(chǎn)物置于濃度壺中加滿水后的重量，g；

a：干濃度壺的重量，g；

b：濃度壺的容積，即濃度壺中所裝水的重量，g。

選礦廠一般1～2h測定一次，并以此判斷細度是否符和要求，并及時改變磨礦分級循環(huán)的操作條件。粗粒級在尾礦中的損失增加，說明分級粒度過粗（俗稱“跑粗”）；精礦質(zhì)量降低,尾礦中的損失減少，說明在磨礦中存在著過粉碎現(xiàn)象。如果礦物單體解離而粒度又基本符合浮選要求的條件下，粒度偏粗和偏細時，均應(yīng)采取適當(dāng)工藝措施，保證分選過程正常進行。

⑵煤泥粒度對浮選的影響

從動力學(xué)的觀點看，不同粒級的煤泥有不同的可浮性。從理論上說，煤泥浮選的最大粒度可達3㎜。跳汰法選煤可精確地分選到0.3㎜或更小的粒度，常見到的實際資料表明，在大多數(shù)情況下，真正需要進行浮選的往往只是0.15㎜以下的煤泥。

①浮選煤泥按粒度分為幾種類型：a.粗?；蜻^粗粒:大于0.4㎜的顆粒，灰分通常較低；b.適宜的顆粒:0.074～0.4㎜的顆粒；c.細泥:0.074～0.01㎜的顆粒；d.微細?；虺毩?小于0.01㎜的顆粒。

②實驗室試驗和工業(yè)生產(chǎn)均證實：

a.粒度越大，回收率越低，只有在適宜粒度方可獲最大回收率；

b.不同粒度具有不同浮選速度，各粒級的浮選速度大為：160～200網(wǎng)目＞＋200網(wǎng)目＞120～160網(wǎng)目＞60～120網(wǎng)目＞－60網(wǎng)目。

在用藥量充足時，40～100網(wǎng)目具有最快浮選速度，而藥劑量不足時，細粒級首先浮起；c.不同粒級具有不同的選擇性，通常浮選精煤灰分隨粒度減小逐漸增加，而尾煤灰分隨粒度增加有時降低（跑粗時）。

③不同粒級煤泥的浮選性質(zhì)可歸納為以下幾點：

a.盡管在不同的礦漿濃度下浮選，最先浮出的是細顆粒。細粒級煤泥有較高的浮選速度。

b.粗粒級煤泥比細粒級有較高的選擇性。也就是說，按獲得精煤灰分來說，粗粒級煤泥分選要精確得多。從圖上曲線可以看出，粒度愈小的煤泥，起始浮選速度越大。粗粒煤泥從第三室開始，也就是細粒煤泥充分浮出之后，浮選速度才明顯增高，這說明細粒煤泥有較高的浮游性。各粒級煤泥浮選速度曲線

6AM–2.8浮選機分室精煤不同粒級的灰分指標(biāo)粒級

(㎜)原礦灰分%分室精煤灰分%123456＋0.36.113.303.974.716.337.0910.790.15～0.111.576.367.1910.2012.3016.8720.10－0.0637.1215.7317.2920.5720.4426.7533.70

從上表可以看到，對于同一機室的精煤來說，細粒級（小于0.06㎜）灰分為粗粒級（大于0.3㎜）灰分的2.5～3.0倍，對于各室情況基本相似。如果煤泥的灰分反映其可浮性的話，細粒煤泥比粗粒煤泥浮得快，粗粒煤泥比細?；曳值?，顯然細粒級煤泥的選擇性差；至少也說明它混入泡沫的雜質(zhì)較多。上述這些現(xiàn)象，可以認為是由于細顆粒煤泥有較大的表面自由能在浮選過程中，與氣泡發(fā)生強烈的無選擇性吸收，從而排斥了粗粒低灰煤泥的浮選。④對不同粒級煤泥的浮選得出以下幾條指導(dǎo)原則：

a.粗粒級煤泥多在浮選過程的后段浮起，粗粒煤泥一般灰分較低，要加強回收，以免在尾煤中流失。

為此，必須首先搞好細粒煤泥的浮選，只有使細粒煤泥得到充分浮選，粗粒級煤泥浮選才是可能的；

b.在浮選過程中，細粒級煤泥有較高的浮游性，而粗粒煤泥則具有較高的選擇性。

為此，對細顆粒煤泥，尤其是細粒泥雜質(zhì)含量高的煤泥浮選，要努力消除對精煤的污染，也就是說，在細粒浮選中主要任務(wù)是提高它們的選擇性。而對粗粒煤泥的浮選，則著重于提高它們的浮游性，以減少低灰分粗煤泥的損失；④對不同粒級煤泥的浮選得出以下幾條指導(dǎo)原則：

a.粗粒級煤泥多在浮選過程的后段浮起，粗粒煤泥一般灰分較低，要加強回收，以免在尾煤中流失。

為此，必須首先搞好細粒煤泥的浮選，只有使細粒煤泥得到充分浮選，粗粒級煤泥浮選才是可能的；

b.在浮選過程中，細粒級煤泥有較高的浮游性，而粗粒煤泥則具有較高的選擇性。

為此，對細顆粒煤泥，尤其是細粒泥雜質(zhì)含量高的煤泥浮選，要努力消除對精煤的污染，也就是說，在細粒浮選中主要任務(wù)是提高它們的選擇性。而對粗粒煤泥的浮選，則著重于提高它們的浮游性，以減少低灰分粗煤泥的損失；④對不同粒級煤泥的浮選得出以下幾條指導(dǎo)原則：

c.適當(dāng)降低原礦濃度是減輕細粒煤泥雜質(zhì)污染精煤的有效措施，這對改善粗粒煤泥浮選也有好處。而在浮選入料中加入陽離子絮凝劑以抑制粘土細泥是解決這一問題的新方法。

d.縮小浮選煤泥的粒限，如將浮選粒度控制到0.3㎜以下，可使浮選時間縮短，提高浮選速度，減少粗粒煤泥損失，改善浮選工藝。。

⑶粗粒和細粒煤泥的浮選工藝

1、粗粒浮選的工藝措施

粗粒浮選時，為了提高其可浮性，主要應(yīng)解決在尾礦中的損失問題，即增加粗粒與氣泡的附著并防止其脫落。應(yīng)注意以下幾個方面：

①調(diào)節(jié)藥方，增加藥劑與煤粒的接觸機會;

a.藥劑的選擇

b.合理地增加藥劑濃度

②改善浮選機充氣，調(diào)節(jié)充氣情況;

a.提高充氣量

b.提高充氣質(zhì)量

③采用分級或脫泥浮選;

1、粗粒浮選的工藝措施

④浮選機設(shè)計時既要考慮粗粒懸浮所需的攪拌強度，又要考慮防止已附著的顆粒從氣泡上脫落，選擇好浮選機。

在選擇浮選機時，應(yīng)注意選取充氣量大，攪拌力強，能析出微泡的淺槽型浮選機，才有利于粗粒物料的分選。

a.攪拌力強

b.選用淺槽型浮選機

2、細粒浮選的工藝措施細粒在浮選中存在的主要問題是分選進程選擇性差。細粒煤泥浮選時主要應(yīng)解決選擇性差，即提高浮選選擇性。特別是細泥含量比較高時,尤明顯。

2、細粒浮選的工藝措施

選礦中的礦泥，常指小于200目的粒級，而浮選中的礦泥指小于18um或10um的細粒級。對于細粒級或礦泥含量大時，應(yīng)該采取有效工藝措施，減少礦泥的有害影響。①調(diào)節(jié)藥方，盡量采用選擇性好的藥劑，并嚴(yán)格控制用量

a.藥劑的選擇

b.加藥方式

c.添加礦泥分散劑

②操作因素的控制

a.濃度調(diào)節(jié)

b.噴洗泡沫產(chǎn)品

③預(yù)先脫泥

脫泥是根除礦泥影響的方法，常用旋流器進行分級達到脫泥的目的。

2、細粒浮選的工藝措施④其他細粒分選方法

a.選擇性絮凝

采用絮凝劑絮凝礦石中某一成份，而其他成份仍處于分散狀態(tài)，實現(xiàn)有用礦物與脈石的分離。

b.載體浮選

實質(zhì)是用一種輔助物料作載體，添加浮選藥劑后，使細粒待分選的物料罩蓋于載體上面，然后用泡沫浮選法將細粒隨載體浮出。

c.團聚浮選

又稱乳選或油團浮選。經(jīng)過捕收劑處理的細粒礦物或天然疏水的細粒礦物，借中性烴類油和攪拌力的作用，形成帶礦的油狀泡沫或油膜，再經(jīng)泡沫浮選或篩選法回收。

d.剪切性絮凝

經(jīng)過捕收劑處理的細粒礦物,在不充氣的條件下,進行較長時間的強烈攪拌,疏水顆粒在高度紊流狀態(tài)下相互碰撞，在高剪切力的作用下，水化膜逐漸變薄，疏水顆?；ハ嘈跄缓笤僖猿Ｒ?guī)方法進行分選。

e.微泡浮選

早期的微泡浮選，是從溶液中析出微泡的真空浮選法。

思考題：1、影響浮選的工藝因素？2、浮選煤泥按粒度分幾種類型？3、粗粒浮選時應(yīng)注意什么？4、對于細粒級或礦泥含量大時，應(yīng)采取哪些有效措施，減少礦泥有害影響？第四章浮選工藝和實踐

4.4.1礦漿濃度對浮選的影響⑴礦漿濃度的影響礦漿濃度指礦漿中固體顆粒的含量。選礦廠常用液固比、固體含量百分?jǐn)?shù)及固體含量表示，選煤廠用固體含量表示。礦漿濃度對浮選的影響主要表現(xiàn)在：①對充氣量的影響；②藥劑濃度；③生產(chǎn)量。對浮選過程中的回收率、精礦質(zhì)量、藥劑用量、浮選機的生產(chǎn)能力、浮選時間及水電消耗等技術(shù)、經(jīng)濟指標(biāo)影響很大。

第四章浮選工藝和實踐

4.4.1礦漿濃度對浮選的影響

⑵礦漿ＰＨ值的影響

①對礦物表面性質(zhì)的影響；

②藥劑的效能及與礦物表面的作用。

⑶浮選礦漿的溫度

①礦漿溫度對藥劑用量和效果的影響；

②使已經(jīng)吸附的捕收劑薄膜解吸；第四章浮選工藝和實踐

4．4．2煤漿濃度對煤泥浮選的影響煤漿的濃度的大小對礦漿的充氣、礦漿中藥劑的容積濃度、煤泥的浮選時間、不同粒級煤泥的可浮性以及煤泥的粉碎作用有明顯的影響。煤漿濃度對各浮選因素的影響煤漿濃度對煤泥浮選有著重要影響，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

⑴提高煤泥入浮濃度，精煤產(chǎn)率、精煤和尾煤灰分也相應(yīng)增加，濃度過高時其變化比較平緩。

⑵煤漿濃度對藥劑耗量的影響是低濃度時，單位容積礦漿中藥劑濃度顯著降低，必須增加以入料干煤量計算的藥劑用量。

⑶影響入浮濃度選擇的最大因素是浮選入料中煤泥含量。4．4．3煤泥浮選濃度的選擇入浮濃度選擇注意以下幾個方面：

⑴入料可浮性好、灰分低、粒度較粗時可適當(dāng)提高入浮濃度；工藝指標(biāo)允許時，為降低藥耗和提高處理量，應(yīng)盡量提高濃度。

⑵難浮煤，精煤質(zhì)量要求高時，應(yīng)適當(dāng)降低濃度。

⑶細泥含量高，精煤質(zhì)量要求高時，應(yīng)降低入浮濃度。

⑷粗選可采用高濃度，精選宜采用低濃度。

⑸直接浮選工藝入浮濃度較低，在條件許可時應(yīng)盡量提高入浮濃度以更有利于分選，此時只要保證其煤漿處理量即可；濃縮浮選時濃度可提高，但必須同時滿足煤漿處理量和干煤泥處理量。4.5礦漿液相組成對浮選的影響

4．5．1不同浮選用水的性質(zhì)和影響1、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

工業(yè)用水和生活都有硬水，軟水之分，水的硬度反應(yīng)水中鈣，鎂離子含量，水的硬度越大，所含鈣鎂離子越多。水的硬度對浮選指標(biāo)影響很明顯，尤其使用脂肪酸類捕收劑進行浮選時，浮選前必須消除其影響。水中所含各種離子，分子及化合物的問題，稱為水的總礦化量，亦稱礦化度[g/L]。礦化度表示水的礦化程度，即水中所鹽分的量。對浮選所用水的成分應(yīng)充分了解，便于浮選過程的調(diào)節(jié)，提高浮選效果。

4．5．1不同浮選用水的性質(zhì)和影響2、江河、湖泊的水

江河、湖泊的水是浮選中使用最多的水之一,大多數(shù)屬于軟水,礦化度較低,除大鹽湖以外,如勞倫湖僅0.3048g/L，貝加爾湖0.069g/L，安納西湖0.1511g/L。含鹽量低,含多價金屬離子比較少，浮選中，該水的因素對分選效果影響最小，易于進行操作和調(diào)節(jié)。

4．5．1不同浮選用水的性質(zhì)和影響3、地下水

地下水也是浮選中使用最多的水之一，不同地區(qū)的水，水質(zhì)變化較大，硬度和礦化度都有很大的差異。4、咸水

海水和部分湖水，其含鹽量較高，故礦化度也較高，用咸水進行浮選，對于沿海礦山，或咸湖地區(qū)具有重要意義，用來對煤泥進行浮選,可以不加浮選藥劑就得到很好指標(biāo),且浮選速度比普通淡水高60%。5、回水

回水為選礦廠尾礦處理后，返回重新使用的水，在選煤廠中稱循環(huán)水。由于水資源泉的嚴(yán)重缺乏，及環(huán)境保護的要求，選煤廠的廢水有必要返回使用，而且已經(jīng)越來越受到重視。

4．5．2選煤廠水質(zhì)特性

選煤廠水本身含多種離子和化合物對浮選有一定影響。各種鹽離子在液相中的聚集速度取決于礦物鹽離子在溶液中的溶解速度，由于鹽離子的聚集，使礦漿中鹽離子濃度發(fā)生變化，對浮選產(chǎn)生影響，但在低濃度下一般沒有不良影響，甚至可改善浮選指標(biāo)。

4．5．3選煤廠循環(huán)用水對浮選的影響

⑴無機鹽離子的影響

礦漿中鹽離子對浮選的影響表現(xiàn)在起泡能力上。當(dāng)用硬水作介質(zhì)時，鈣離子可加強起泡性能，因此水質(zhì)較硬時應(yīng)注意鈣離子對煤產(chǎn)生的抑制作用。

⑵循環(huán)水中剩余浮選藥劑的影響

浮選過程添加的藥劑往往不能被煤泥全部吸附，總有部分隨尾礦排出，當(dāng)尾礦水澄清后作浮選補給水時，這些藥劑又返回浮選作業(yè)。對在閉路循環(huán)以及使用浮選精煤濾液作為浮選補給水的選煤廠，都應(yīng)注意剩余藥劑的積聚和影響，盡可能使用剩余濃度低的藥劑，以保持浮選過程的最佳化和指標(biāo)的穩(wěn)定性。

⑶絮凝劑對浮選的影響聚丙烯酰胺對浮選過程影響與否取決于其在礦漿中剩余濃度的大小。長期閉路循環(huán)時，應(yīng)注意和控制聚丙烯酰胺的濃度變化。4．6浮選藥劑及其影響

4.6.1藥劑的預(yù)處理，配制浮選藥劑常見的配制方