浮選選礦是選礦套用最重要的工藝之一，使用更是十分廣泛。據統計，貴金屬以及非金屬礦物的選礦，甚至近年來對水質的淨化領域等。
基本介紹
- 中文名：浮選工藝流程
- 外文名：Flotation process
- 屬於：選礦套用最重要的工藝之一
- 領域：貴金屬以及非金屬礦物的選礦
- 特點：適於選別0.5mm至5μm的礦粒
- 套用：水質淨化
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工作流程
礦粒因自身表面的疏水特性或經浮選藥劑作用後獲得的疏水特性，可在液-氣或水-油界面發生聚集。目前套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。向磨礦後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。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。
浮選工藝流程工藝特點
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。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，脫出脈石細泥後再浮去粗粒脈石。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後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。
工藝方案
浮選選礦是套用最重要的工藝之一，使用更是十分廣泛。從以上按標準工藝設計的浮選流程圖中可以很清晰地看到一般礦物的選礦處理過程，浮選機是進行浮選的重要裝置，礦漿經過充分的充氣攪拌後，有用礦物富集，完成浮選作業。流程中重要的步驟是浮選藥劑的選擇和操作，這樣才能達到好的選礦目的。與其它選礦方法相比，浮選選礦經濟合理，效果甚好。註：此工藝按標準流程工藝設計，可按客戶年產量及要求的不同最佳化設計。
鉛鋅礦浮選工藝流程
根據礦物可浮性和氧化率不同進行了四種浮選流程實踐。第一種流程:先選硫化鉛後選氧化鉛,然後選硫化鋅最後選氧化鋅。這種流程簡稱先鉛後鋅流程,適用於低氧化率高品位硫化礦為主的礦石,但這種流程因有少量氧化礦,氧化鉛夾在硫化鉛和硫化鋅二個硫化礦作業之間浮選,因礦物可浮性差異大,作業條件矛盾多,硫化礦精礦‘含雜和回收率不易控制,藥劑耗量多。第二種流程:先選硫化鉛後先硫化鋅,然後選氧化鉛和氧化鋅,這種流程簡稱先硫後氧流程,按礦物的先易後難的可浮性順序依次浮選,此種流程因先選硫化礦後選氧化礦,各作業根據本礦物特性,控制調整藥劑和作業條件,互相干擾小,矛盾較少,在中等氧化率情況下,硫化礦回收率尤其是硫化鋅回收率,氧化鉛精礦含鋅,藥劑消耗都優於先鉛後鋅流程。第三種流程:硫化鉛和硫化鋅混合浮選,然後選氧化鉛和氧化鋅,硫化礦混合精礦再分離。這種流程是難易不分。作業複雜矛盾多,不易調整控制,含雜高、藥耗大，指標低。第四種流程:硫化鉛和易浮氧化鉛硫化後合併浮選,其尾礦選硫化鋅,然後再選難浮氧化鉛,最後選氧化鋅。這種流程簡稱“合併浮選”,是在先硫後氧流程基礎上的發展,它解決了易浮氧化鉛在選硫化鋅時一部分上浮,尤其在高氧化率時更明顯,並且對難易浮氧化鉛實行分別硫化分別浮選,有利於難浮氧化鉛上浮,這種方法對鉛氧化率越高越顯示優於第一種和第二種流程選氧化鉛的方法,這種流程對鉛礦物採用的是等可浮的方法，對於浮選工藝流程的選擇，根據具體的礦石性質進行可選性研究從而確定最終工藝流程，除浮選流程外，含創新技術的生產線還有磁選生產線、非金屬選礦生產線、金礦全泥氰化炭漿工藝等都能得到較高的品位和回收率，受到高度好評。
銅礦浮選工藝流程
某氧化銅礦物主要為孔雀石和極少量的黑銅礦,原生和次生的硫化銅礦物為黃銅礦、斑銅礦以及少量輝銅礦,結合銅主要分布於褐鐵礦中.氧化銅礦物與次生石英關係最為密切,主要為孔雀石,充填於次生石英晶洞中或呈細脈狀分布於圍岩裂隙內,其嵌布關係簡單,對銅礦物單體解離十分有利。有價元素的回收採用硫化-複合捕收劑浮選技術.採用複合調整劑,複合捕收劑,兩次粗選、兩次精選、三次掃選,磨礦細度為-0.074 mm65%的工藝流程，得到較高的品位和回收率。
影響因素
影響浮選過程的工藝因素很多，其中較重要的有：粒度（磨礦細度）；礦漿濃度；藥劑添加及調節；氣泡和泡沫的調節；礦漿溫度；浮選流程；水質等。
經驗證明，浮選工藝因素必須根據礦石性質的特點並通過試驗研究來確定和選擇，才能獲得最優的技術經濟指標。
粒度
為了保證浮選獲得較高的工藝指標，研究礦粒大小對浮選的影響以及根據礦石性質確定最適宜的入選粒度（細度）和其他工藝條件，是具有重要意義的。
浮選時不但要求礦物充分單體解離，而且要求有適宜的入選粒度。礦粒太粗，即使礦物已單體解離，因超過氣泡的浮載能力，往往浮不起。各類礦物的浮選粒度上限不同，如硫化礦物一般為0.2~0.25毫米，非硫化礦物為0.25~0.3毫米，對於一些密度較小的非金屬礦如煤等，粒度上限還可以提高。但是，磨礦粒度過細（如小於0.01毫米）也對浮選不利。實踐證明，各種粒度的浮選行為是有差別的。
不同礦物均有其最優的浮選粒度範圍。粒度過粗（大於0.1毫米）和過細（大於0.006毫米）都不利於浮選，回收率降低。
及時測定分級溢流細度的變化，可為磨礦分級操作提供依據，在沒有粒度自動測量和自動調節的情況下，一般可採用快速篩析法檢測。現場按規定每1~2小時測定一次，如果細度不合要求，就要及時改變磨礦分級設備操作條件，例如，調整磨機的給礦速率、分級機溢流濃度、磨礦濃度等。
粗粒浮選
在礦粒單體解離的前提下，粗磨浮選可以節省磨礦費用，降低選礦成本。在處理不均勻嵌布礦石和大型斑岩銅礦時，在保證粗選回收率前提下，有粗磨後進行浮選的趨勢。但是，由於較粗的礦粒比較重，在浮選機中不易懸浮，與氣泡碰撞的幾率減小，附著氣泡後因脫落力大，易於脫落。因此，粗粒礦粒在一般工藝條件下，浮選效果較差，為了改善粗粒的浮選，可採用下列的特殊工藝條件。
1、浮選機的選擇和調整
實踐證明，機械攪拌式浮選機內礦漿的強烈湍流運動，是促使礦粒從氣泡上脫落的主要因素。因此，降低礦漿運動的湍流強度是保證粗粒浮選的根本措施。為此可根據具體情況採取措施：（1）選擇適宜於浮選粗粒的專用浮選機，如環射式浮選機（中國），斯凱納爾（skinair）型浮選機（芬蘭），泡沫分選及流態化浮選機（原蘇聯）等；（2）改進和調節常規浮選機的結構和操作，如：適當降低槽深（採用淺槽型），縮短礦化氣泡的浮升路程，以免礦粒脫落；在葉輪區上方加格篩以減弱礦漿湍流強度，保持泡沫區平穩；增大充氣量、形成較多的大氣泡，有利於形成氣泡和礦粒組成的浮團，將粗粒“拱抬”上浮；刮泡時要迅速而平穩。
2、適當地增加礦漿濃度
3、 改進藥劑制度
選用捕收力強的捕收劑和合理增大藥劑濃度，目的在於增強礦物與氣泡的固著強度、加快浮升速度，此外補加非極性油，如柴油、煤油等輔助捕收劑，可以“鞏固”三相接觸周邊，增強礦物與氣泡的固著強度。[2]
細粒浮選
細粒通常是指小於18微米或小於10微米的礦泥。由於細粒級礦粒（礦泥）具有質量小，比表面積大等特點，由此引起礦粒在調漿和浮選過程中的一系列特殊行為：
從微粒與微粒的作用看，由於微粒表面能顯著增強，在一定條件下，不同礦物微粒之間容易發生互凝作用而形成非選擇性聚集，微粒易於粘著在粗粒表面形成礦泥罩蓋；
從微粒與介質的作用看，微粒具有大的比表面積和表面能，因此，具有較高的藥劑吸附能力，吸附選擇性差；表面溶解度增大，使礦漿“難免離子”增加；質量小易被水流機械夾帶和泡沫機械夾帶；
從微粒與氣泡的作用看，由於接觸效率及粘著效率降低，使氣泡對礦粒的捕獲率下降，同時產生氣泡的礦泥“裝甲”現象，影響氣泡的運載量。
上述種種行為，均是導致細粒浮選速度變慢、選擇性變壞、回收率降低、浮選指標明顯惡化的主要原因。
為減輕和防止礦泥的有害影響和強化細粒浮選，近代浮選實踐中常採用下列工藝措施：
1、消除和防止礦泥對浮選過程的干擾
（1）脫泥
這是一種根除礦泥影響的辦法。分級脫泥是最常用的方法，如在浮選前用水力旋流器分出某一粒級的礦泥，或將其廢棄或將礦泥和粗砂分別處理，即進行所謂“泥砂分選”；對於一些易浮的礦泥，也可在浮選前加少量起泡劑預先浮選脫除。
（2）添加礦泥分散劑 將礦泥充分分散可以消除“礦泥覆蓋”現象和微粒間發生無選擇性互凝的有害作用，常用的礦泥分散劑有：水玻璃、碳酸鈉、六偏磷酸鈉等。
（3）分批加藥 將捕收劑分段分批添加，既可保持礦漿中藥劑的有效濃度，又可提高選擇性。
（4）降低浮選的礦漿濃度 降低浮選礦漿濃度，一方面可以減少礦泥污染精礦泡沫；另一方面也可降低礦漿粘度。
2、選用對微粒礦物具有化學吸附或螯合作用的捕收劑，以利於提高浮選過程的選擇性。
3、套用物理的或化學的方法，增大微粒礦物的外觀粒徑，提高待分選礦物的浮選速率和選擇性，近代根據這一原理髮展起來的新工藝主要有：
（1）選擇絮凝浮選 採用絮凝劑選擇性絮凝微粒的目的礦物或脈石礦泥，然後用浮選法分離。此法已用於細粒赤鐵礦的浮選（美國蒂爾登選廠）。
（2）載體浮選 利用一般浮選粒級的礦粒作載體，使細粒罩蓋於載體上，然後與載體一起浮出。載體可用同類載體（礦物），也可用異類載體（礦物）。
（3）團聚浮選 又稱乳化浮選，細粒礦物經捕收劑處理，並在中性油作用下，形成帶礦的油狀泡沫。此法已用於選別細粒的錳礦、鈦鐵礦、磷灰石等。其操作工藝條件分為兩類：一類是捕收劑與中性油先配成乳狀液加入；二類是在高濃度礦漿中（70%固體），先後加入中性油及捕收劑，強烈攪拌。
4、減小氣泡粒徑實現微泡浮選在一定條件下，減小氣泡粒徑，不僅可以增加氣液界面，同時可增加微粒的碰撞幾率和粘附幾率，有利於微粒礦物的浮選。主要的工藝有：
（1）真空浮選 採用降壓裝置，從潛液中析出微泡的真空浮選法，氣泡粒徑一般為0.1~0.5毫米。研究證明，從水中析出微泡浮選細粒的重晶石、螢石、石英等是有效的。其他條件相同時，用常規浮選法，重晶石精礦的品位為54.4%，回收率為30.6%，而用真空浮選品位可提高到53.6~63.6%，相應的回收率為52.9~45.7%。
（2）電解浮選 利用電解水的方法獲得微泡，一般氣泡粒徑為0.02~0.06毫米，用於浮選細粒錫石時，單用電解氫氣泡浮選，粗選回收率比常規浮選顯著提高，由35.5%提高到79.5%，同時品位提高0.8%。此外，近年來還開展了其他新工藝的研究，如控制分散浮選、分支浮選等用於鐵礦、黑鎢細泥浮選，均取得良好效果。
