浮選法

浮選法

浮選法是指據礦物表面物理、化學性質的差異從水的懸浮體(礦漿)中浮出固體礦物的選礦過程。浮選在選礦工業中得到了廣泛的套用,最適於分選品位低、顆粒細的浸染礦石。

基本介紹

  • 中文名:浮選法
  • 外文名:flotation
  • 優點:套用範圍廣等
  • 缺點:耗藥劑等
  • 套用:工業選礦等
  • 學科:冶金學
簡述,基本原理,浮選劑,形式,特點,

簡述

浮選法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

浮選法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。

浮選劑

浮選劑的種類很多,根據其作用的不同可以分為以下幾種。
(1)捕收劑。如硬脂酸脂肪酸及其鹽類或胺類等。其分子本身既有疏水基團又有親水基團。親水性基團可以附在顆粒的表面上,而疏水性基團朝外,這樣,使親水性的顆粒表面可轉化為疏水性的表面而粘附在氣泡上。
(2)起泡劑。如松節油等,它作用在氣一液接觸面上,用以分散空氣,形成穩定的氣泡。
(3)pH值調整劑。其作用是調整廢水的pH值,使之在最適合浮選的pH值下,進行浮選,以提高浮選的效果。
(4)活化劑。一般多是無機鹽類,其作用是使原來不易被捕收劑作用的顆粒表面,變為易於吸附捕收劑,加強捕收劑的作用效果。
總之,選加浮選劑的種類,應根據廢水的性質決定,以提高浮選的效果。

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
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。

特點

優點:
1、適於處理品位低、嵌布較細的礦石;
2、適於處理多金屬共生複雜的礦石,可分別回收、富集成多種產品的精礦;
3、可進一步處理其他選礦方法得到的粗精礦、中礦或尾礦;
4、套用範圍廣,分選效率高
缺點:耗藥劑,需細磨,成本高,浮選劑易造成環境污染

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