浮選原理

浮選原理

浮選原理研究的中心是礦物的可浮性,它是以礦物表面的物理化學性質為基礎,討論相界面現象與礦物可浮選性的關係。有了這些基礎知識作為指導後,就能對浮選過程進行分析,掌握各種礦物間分離的條件,確定適宜的工藝流程,以獲得較高的數量、質量指標。

基本介紹

  • 中文名:浮選原理
  • 外文名:Flotation principle
  • 優點:套用範圍廣等
  • 缺點:耗藥劑等
  • 套用:工業選礦等
  • 學科:冶金工程
簡述,基本原理,形式,

簡述

浮選原理是利用礦物表面物理化學性質的不同來分選礦物的選礦方法。工業上廣泛套用的是泡沫浮選,它的特點是有用礦物選擇性地附著在礦漿中的空氣泡上,並隨之上浮到礦漿表面,達到有用礦物與脈石的分離。
浮選前礦石要磨碎到符合浮選所要求的粒度,使有用礦物基本上達到單體解離以便分選。並添加浮選藥劑。浮選時往礦漿中導入空氣,使形成大量的氣泡,於是不易被水潤濕的,即通常稱之為疏水性礦物的顆粒附著在氣泡上,隨同氣泡上浮到礦漿表面形成礦化泡沫層;而那些容易被水潤濕的,即通常稱之為親水性礦物的顆粒,不能附著在氣泡上而留在礦漿中。將礦化泡沫排出,即達到分選的目的。
一般是將有用礦物浮入泡沫產物中,將脈石礦物留在礦漿里,這種浮選通常叫正浮選。但有時卻將脈石礦物浮入泡沫產物中,將有用礦物留在礦漿里,這種浮選叫反浮選。
如礦石中含有兩種或兩種以上的有用礦物,其浮選方法有兩種,一種叫做優先浮選,即把有用礦物依次一個一個地選出為單一的精礦;另一種叫混合浮選,即先把有用礦物同時選出為混合精礦,然後再把混合精礦中的有用礦物一個一個地選分開。
浮選套用範圍特別廣泛,絕大多數的礦石都可用浮選法處。有色金屬(銅、鉛、鋅等)礦石90%以上是用浮選法選別。
浮選法的選分效率比較高,它能有效地將品位很低的礦石選成為高品位的精礦,特別是對於細粒嵌布、成分複雜的礦石,採用浮選法處理時,常常可取得較好的選分效果。但浮選法必須使用浮選藥劑,所以它的選礦成本與重選法和磁選法相比較,一般要高些。

基本原理

浮選原理主要是根據液體表面張力的作用原理,使污水中固體污染物黏附在小氣泡上。當空氣通入廢水時,廢水中的細小顆粒物共同組成三相體系。細小顆粒黏附到氣泡上時,使氣泡界面發生變化。顆粒能否黏附於氣泡上與顆粒和液體的表面性質有關。親水性顆粒易被水潤濕,水對它有較大的附著力,氣泡不易把水推開取而代之,這種顆粒不易黏附於氣泡上而除去。而疏水性顆粒則容易附著於氣泡而被除去。
各種物質對水的親疏性,可用它們與水的接觸角θ(以對著水的兩切線夾角為準)來衡量。接觸角θ<90°的為親水型物質,θ>90°的為疏水物質。
若要用浮選法分離親水性顆粒(如紙漿纖維、煤粒、重金屬離子等),就必須投加合適的藥劑——浮選劑,以改變顆粒表面性質,使其改為疏水性,易於黏附於氣泡上。同時浮選劑還有促進起泡的作用,可使廢水中的空氣形成穩定的小氣泡,以利於氣浮。
浮選劑的種類很多,如松香油、石油及煤油產品,脂肪酸及其鹽類、表面活性劑等。對不同性質的廢水應通過試驗選擇合適的品種和投加量,也可參照礦冶工業浮選的資料。

形式

浮選法的形式比較多,常用的浮洗方法有加壓浮選、曝氣浮選、真空浮選以及電解浮選和生物浮選法等。
(一)加壓浮選法
加壓浮選法,在國內套用比較廣泛。幾乎所有的石油煉廠都是採用這種方法來處理廢水中的乳化油,並獲得較好的處理效果。出水中含油量可以達10mg/L~25mg/L。
其操作原理:在加壓的情況下,將空氣通入廢水中,便空氣溶解在廢水中達飽和狀態,然後由加壓狀態突然減至常壓,這時溶解在水中的空氣就成了過飽和狀態,水中空氣迅速形成極微小的氣泡,不斷向水面上升。氣泡在上升過程中,捕集廢水的懸浮顆粒以及膠狀物質等,一同帶出水面。然後從水面上將其去除。
加壓浮選法的工藝流程有兩種:一種為全部廢水加壓流程;另一種為部分廢水加壓流程。
(二)曝氣浮選法
曝氣浮選法是將空氣直接打入到浮選池底部的充氣器中,空氣形成細小的氣泡,均勻地進入廢水;而廢水從池上部進入浮選池,與從池底多孔充分器放出的氣泡接觸,氣泡捕集廢水中顆粒後上浮到水面,由排渣裝置刮送到泥渣出口處排出。淨化水通過水位調節器由出水管流出。
曝光浮選法的特點是動力消耗最小,但由於氣泡較大,而又很難均勻,故浮選效果略差些,同時操作過程中,多孔充氣器需經常進行清理防止堵塞,這給操作帶來不便。
(三)真空浮選法
該法是使廢水與空氣同時被吸入真空系統後接觸;一般真空度為27kPa~40kPa,在真空系統內,空氣泡會大量產生,氣泡攜帶廢水中的顆粒物質浮於水面,即可去除。
這種方法多用在油料生產工業廢水的治理方面,去除抽脂懸浮物效果較好,便於管理,但運轉動力費用較高,機械轉動部分運轉不夠穩定,因此,國內採用的不多。
(四)電解浮選法
電解浮選法,是對廢水進行電解,這時在陰極產生大量的氫氣。氫氣泡直徑很小,僅有20μm~100μm,廢水中的顆粒物質黏附在氫氣泡上,隨它上浮,從而達到淨化廢水的目的。同時,在陽極電離形成的氫氧化物,又起著混凝劑和浮選劑的作用,幫助廢水中的污染物質上浮或下沉,有利廢水的淨化。
電解浮選的優點是產生的小氣泡數量很大,每平方米的電極可以在1min內產生16×10個小氣泡,在利用可溶性陽極時,浮選過程和沉降過程可結合進行,裝置簡單。這是一種新的廢水淨化處理方法。
(五)生物浮選法
此法是將活性污泥投放到浮選池內,依靠微生物的增長和活動來產生氣泡(主要是二氧化碳氣泡),廢水中的污染物粘附在氣泡上浮漂到水面,加以去除,使水淨化。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們