浮選-中南選礦網(wǎng)絡(luò)培訓教材

1、 課程的內(nèi)容安排課程的內(nèi)容安排 第一章 浮選基本概述 第二章 浮選理論 第三章 浮選藥劑 第四章 浮選設(shè)備 第五章 典型浮選流程學學 習習 方方 法法 理論聯(lián)系實際 天道酬勤 善于思考，要多問“為什么？” 動手做實驗，不怕吃苦相關(guān)的課程相關(guān)的課程物理化學 表面化學膠體化學 流體力學無機化學 有機化學礦石學基礎(chǔ) 分析化學參考資料 國外金屬礦選礦 礦冶工程 浮選過程的物理化學冶金工業(yè)出版社， 國外選礦快報 化工礦物加工與利用 選煤技術(shù) 煤炭加工與綜合利用 有色金屬（選礦部分）1983 浮選北京：冶金工業(yè)出版社 選礦藥劑概論-鄧玉珍， 北京：冶金工業(yè)出版社 浮選過程物理化學基礎(chǔ) -格列姆博茨基，北京

2、：冶金 工業(yè)出版社 晶體的結(jié)構(gòu)及晶體的性質(zhì) 浮選藥劑見伯熙. 浮選藥劑作用原理及應(yīng)用王淀佐，北京：冶金工業(yè)出版社 浮選溶液化學 王淀佐成績評定 1、平時作業(yè)占5% 2、平時提問占5% 3、實驗課（包括實驗報告）占20% 4、考試成績占70% 第一節(jié) 浮選及浮選過程 第二節(jié) 浮選發(fā)展歷史 第三節(jié) 浮選的特點 第四節(jié) 浮選法在選礦中的地位 第五節(jié) 浮選在貴州礦業(yè)發(fā)展中的地位浮選在貴州礦業(yè)發(fā)展中的地位 1、什么是浮選？浮選是利用礦物表面物理化學性質(zhì)的差異，使礦物顆粒選擇性地向氣泡附著的選礦方法。 對浮選有較大影響的表面性質(zhì)主要有：濕潤性、電性、吸附、氧化、溶解、分散、絮凝等等。第一節(jié) 浮選及浮選過程

3、2 老的浮選概念主要有三種： 1 全油浮選：1860年由英國人Willian Haynis首先取得專利權(quán)。 分選作用主要在油-水界面發(fā)生，疏水礦粒進入油相，親水礦粒進入水相。1898年這種工藝用于工業(yè)生產(chǎn)。 2 表層浮選：1907年由馬克魁斯通（Macquiston）首先取得專利權(quán)。 分選作用主要在水-氣界面發(fā)生，疏水礦粒浮在水面上，親水礦粒沉入水中。 以上兩種浮選因其是在兩相界面發(fā)生，因此又稱為界面浮選。 3 泡沫浮選：1902年由Potter首先取得專利權(quán)。 分選作用主要在氣-水-固三相界面發(fā)生，疏水礦粒念附氣泡上浮，親水礦粒留于水中。泡沫浮選是一個將細粉碎后的有價礦物與其共生的脈石分離的

4、過程。該過程是建立在經(jīng)過適當準備的表面對氣泡的親和力的基礎(chǔ)上的。將空氣引入礦漿產(chǎn)生氣泡，礦漿由細分散于水中的礦石形成，礦漿的水中含有起泡劑。對氣泡有特殊親和力的礦物上升到表面進入泡沫，于是與被水濕潤的那些礦物分離開。在選礦過程中，礦石必須首先被粉碎，使共生的有價礦物成份從無用的脈石物質(zhì)解離出來。顆粒粉碎，通常達到大約208m（65網(wǎng)目），將礦物粉碎到這樣的粒度，以便可以容易地被氣泡升舉。過程 碎磨攪拌槽（加藥劑，礦物顆粒與藥劑作用）浮選機（攪拌使礦漿懸浮，產(chǎn)生細小氣泡）攜帶礦粒升到礦漿表面完成浮選分離(正浮選工藝：礦化泡沫即精礦，槽底物即尾礦；反浮選工藝：礦化泡沫即尾礦，槽底物即精礦）產(chǎn)品脫水

5、（濃縮、過濾、有時也干燥）l 礦物的浮選過程是在固（礦物）、液（水）和氣（氣泡）三相界面上進行的，進行這一過程的關(guān)鍵在于：礦物表面性質(zhì)（潤濕性）差異，從礦漿中析出足夠量的穩(wěn)定而細小的氣泡；有用礦物（欲浮礦物）有充分的機會與氣泡群碰撞，并牢固地粘附在氣泡上被浮到礦漿的表面，脈石礦物雖有機會與氣泡碰撞，但不粘附，遺留在礦漿中，在這里氣泡是分選的媒介，同時又是運載工具。第二節(jié) 浮選發(fā)展歷史 自1906年發(fā)布第一個具有現(xiàn)代泡沫浮選特征的專利（Sulman and pickard,美國專利8351201/1906）至今已有近百年的歷史。 現(xiàn)在泡沫浮選已成為最重要的和應(yīng)用最廣泛的一種選礦方法?？蓱?yīng)用于以前

6、認為沒有工業(yè)利用價值的低品位的及結(jié)構(gòu)復雜的礦物。最初用于硫化礦物，逐漸發(fā)展到用于氧化礦物和某些非金屬礦物和煤炭、石墨等。以至擴展到環(huán)保、化工、食品、材料、醫(yī)藥、生物等領(lǐng)域。但是常規(guī)的泡沫浮選有其局限性，它的有效分選粒度基本上在0.30.01mm（對煤炭0.50.03mm）超出此粒度范圍泡沫浮選的效果很差。 大于0.30.5mm的顆粒，其它物理分選法有較好的適應(yīng)性。近年發(fā)展起來的泡沫分離法（foam fractionation）對0.51.0mm的顆粒具有良好的應(yīng)用前景。 小于0.010.03mm的微細顆粒迄今也已有一系列成功的分選工藝，近年來利用相界面實現(xiàn)分選的工藝過程發(fā)展到可以分離膠粒、離子

7、、分子等更微小的顆粒領(lǐng)域，如電泳分離、離子浮選等。 浮選領(lǐng)域的進展 近二三十年來，浮選領(lǐng)域的進展是： 1. 浮選機的不斷改進和大型化 2. 新藥劑、新工藝不斷涌現(xiàn) 3. 浮選理論的研究不斷深入追溯浮選的發(fā)展歷史，主要經(jīng)歷了四個階段：1860年1902年，全油浮選法為主要時期，效率底，耗油大。1902年1912年，除全油浮選外，出現(xiàn)了表層浮選和泡沫浮選，并在方法砂鍋內(nèi)不斷改進、完善。1912年1925年，是泡沫浮選與其他浮選競爭，并取得優(yōu)勢的時期。這一時期內(nèi)：人們通過生產(chǎn)實踐和反復的比較發(fā)現(xiàn)，由于氣泡的引入是礦粒分選效率大為提高，尤其是1910年機械攪拌式浮選機的制造成功，1912年正式投入使用

8、以后，人們開始偏向使用泡沫浮選。二 浮選發(fā)展歷史 同時，隨著化學工業(yè)的發(fā)展，人們開始設(shè)想用化學試劑來改變礦物的可浮性，因而浮選藥劑業(yè)不斷地得到了發(fā)展。 比較重要的有：1913年發(fā)現(xiàn)重鉻酸鉀用于抑制方鉛礦；硫酸銅活化鉛鋅礦；1921年采用有機化合物作捕收劑；1922年用氰化物作抑制劑抑制硫化礦；1924年用脂肪酸作氧化劑的捕收劑；1925年黃藥的合成并作為硫化礦的捕收劑，使得泡沫浮選的分選效率大大優(yōu)于全油浮選和表層浮選。從而擺脫了競相爭艷的局面，以至于當我們現(xiàn)在談到浮選是一般都是指泡沫浮選二 浮選發(fā)展歷史1925年至今，是泡沫浮選在理論與實踐上蓬勃發(fā)展時期。1930年起，對各種礦物的可浮性開始進

9、行全面的研究；1940年前后開始了煤泥的大規(guī)模浮選，使浮選的范圍由硫化礦推廣到氧化礦、非金屬礦、以及現(xiàn)在的稀有金屬礦。由于浮選依據(jù)的是礦物表面性質(zhì)，而表面性質(zhì)是多樣的，而且對于每一種礦物之間都必然存在某些差異，更何況采用了化學藥劑的處理，因此，原則上浮選可以分選自然界中的各種礦物，浮選的生命力及其廣闊的前程也正在于此。近幾十年來，浮選已經(jīng)不再局限于礦物加工工程，而向其他領(lǐng)域發(fā)展，在化學工業(yè)、造紙工業(yè)、農(nóng)產(chǎn)、食品工藝及廢水處理等方面有著廣泛的應(yīng)用。第三節(jié)第三節(jié) 浮選的特點浮選的特點應(yīng)用廣泛；分選效率高、富集比高；有益于礦產(chǎn)資源的綜合利用；分選粒度細，前途廣闊，處理細粒浸染的礦物特別有效。 浮選是

10、資源加工技術(shù)中最重要的技術(shù)，由于浮選法所取得依據(jù)決定，它的應(yīng)用前景是極為廣闊的，幾乎所有的礦物都可以采用浮選法從礦石中分離出來，同時可加工處理二次資源及非礦物資源。涉及無機化學、有機化學、表面化學、電化學、物理化學等幾乎整個化學學科領(lǐng)域，形成了浮選電化學、浮選溶液化學、浮選劑分子設(shè)計、浮選表面化學等交叉學科領(lǐng)域。隨著浮選的不斷發(fā)展，目前，浮選已不局限于冶金礦山，在化工、造紙、食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、工業(yè)廢物、廢水諸方面都有著廣闊的應(yīng)用前景。 分選效率高主要可以在以下方面可以看出來：1、可適于選別低品位礦石，且富集比高，如：輝鉬礦浮選，原礦品位僅為0.03%，經(jīng)過浮選可達到45%左右的鉬精礦，其富集比

11、達1500。這是用重、磁選法無法達到的指標，因而，大大擴大了礦物資源的范圍，把過去不能開采的礦床變?yōu)橛袃r值的工業(yè)礦床。2、對呈微細粒嵌布的礦石特別有效，因而解決了許多微細礦粒中有用成份的回收問題。 浮選方法、依據(jù)決定了浮選法有利于處理共生復雜的礦石，利用它們之間的表面性質(zhì)的差異，通過人的處理，可有效地分選多種有用成份。因而對礦產(chǎn)資源的綜合利用是極為有效的方法之一。 分選粒度的下限，浮選中目前定為10微米，有些比重大的重礦物甚至可以達到5微米。 第四節(jié)浮選法在選礦中的地位第四節(jié)浮選法在選礦中的地位 浮選法原則上可選別所有礦石。目前，每年經(jīng)浮選處理的礦石已超過十億噸?？梢钥隙ǖ恼f，浮選法是一種最重

12、要的選礦方法，預計今后還會得到更廣泛的應(yīng)用。 可選別各種黑色、有色、稀有金屬、貴金屬礦物100多種有用礦物。 對貧礦、細粒礦、雜礦石有更大適應(yīng)性。目前，回收率60的項目都被禁止，已從礦業(yè)擴展到其他領(lǐng)域。 除浮選礦石，目前，浮選廣泛應(yīng)用于冶金、化工、造紙工業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品及食品工業(yè)、醫(yī)藥微生物、工業(yè)廢物及廢水處理等方面。 冶金工業(yè)產(chǎn)品浮選，如銅鎳混合礦、煉銅爐渣、陽極泥等的浮選、錳礦石中伴生Ag(740g/t)的富集回收。 造紙工業(yè)：紙漿廢液中回收纖維素、廢紙再生中脫油墨。 化學工業(yè)：回收肥皂廠的油脂，浮選染料等。 農(nóng)產(chǎn)品及食品工業(yè)：從黑麥中分出角麥，牛奶中分出乳酪等。 醫(yī)藥微生物：從水中脫除寄生蟲卵

13、，分選結(jié)核桿菌和大腸桿菌等，分離細胞。 工業(yè)廢物及廢水（二次資源）：自然礦產(chǎn)的最大特點是數(shù)量的有限性和開發(fā)的一次性，因此“資源的循環(huán)使用”是最大的節(jié)約?！叭龔U治理，環(huán)境保護”是目前全世界共同關(guān)心的問題。例如，我國全國固體廢料已堆有80多億噸，占地90多萬畝，目前固體廢料利用節(jié)約24，每年有76左右的固體廢料堆存（引起資源和環(huán)保問題）。如粉煤灰的綜合利用首先得用浮選法回收碳，而省內(nèi)目前是空白，省外已蓬勃開展。以貴鋁為例，目前已堆存200萬噸，每年排放15萬噸，堆場建設(shè)費6元/噸。 水是人類寶貴的資源，一般來說，工業(yè)產(chǎn)值每增長1，工業(yè)廢水增加0.65，我國水資源不豐富，人均占水量只相當于世界人均占

14、水量的25，隨著工業(yè)的發(fā)展，用水量加大，排放的污水量會增加，反過來又加大了對原有水源的污染。因此水資源的合理利用與污水的治理已成為當務(wù)之急。CF型超效浮選裝置系列便是目前污水處理的有效設(shè)備。 貴州省礦產(chǎn)資源豐富，在貴州這僅占全國總面積1.84%的地方，至今發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)達110種以上，發(fā)現(xiàn)各類礦床、礦點3000余處。其中76種已程度不同地探明了儲量，全省探明儲量的產(chǎn)地達1338處，這些礦種中“煤、磷、鋁、銻、金、錳”構(gòu)成貴州主要的礦產(chǎn)資源優(yōu)勢。根據(jù)全國保有儲量對比排序，貴州有40種礦產(chǎn)排列全國前十位，其中29種礦產(chǎn)列第一至第五位，22種列入第一至第三位。全省已探明礦產(chǎn)價值3億萬元以上，人均8.2萬

15、元，居全國第八位，單位國土面積的礦產(chǎn)潛在價值和人均占有量，高于全國平均水平，在西部12省區(qū)中居前列，發(fā)展礦業(yè)在貴州具有廣闊的前景。第五節(jié)第五節(jié) 浮選在貴州礦業(yè)發(fā)展中的地位浮選在貴州礦業(yè)發(fā)展中的地位四 浮選在貴州的礦產(chǎn)開發(fā)中的地位 貴州作為礦業(yè)大省，煤、磷、鋁、電是我省四大支柱產(chǎn)業(yè)，但是，優(yōu)勢礦產(chǎn)資源卻未能得到充分和合理的開發(fā)利用，資源優(yōu)勢未能變成經(jīng)濟優(yōu)勢，大量的礦產(chǎn)資源流失。 長期以來，我省礦業(yè)以采礦為主，為追求短期效益而采富棄貧、采易棄難，加之浮選技術(shù)水平低、成本高，導致我省礦產(chǎn)資源存在有用成分回收率低、綜合利用率低、儲量利用率低等問題，且大量難選礦產(chǎn)資源成為“死寶”而未得到利用，僅資源回收

16、率就只有國家規(guī)定回收指標的三分之一。我省現(xiàn)階段礦業(yè)發(fā)展的狀況與一個礦產(chǎn)資源大省的地位不相稱。 目前資源的合理開發(fā)、能源的高效利用和生態(tài)環(huán)境的改善已成為促進經(jīng)濟和社會協(xié)調(diào)發(fā)展的重要因素，礦物加工工程正在發(fā)揮重要的作用。由于礦產(chǎn)資源的不可再生性，礦山普遍存在供礦危機，隨著高品位礦產(chǎn)資源不斷枯竭，大量低品位的礦物只能靠礦物加工技術(shù)才能得以利用。煤、磷、鋁是我省的支柱產(chǎn)業(yè)，也是現(xiàn)實優(yōu)勢資源，還是我省發(fā)展戰(zhàn)略的主要依托資源。四 浮選在貴州的礦產(chǎn)開發(fā)中的地位 我省煤炭資源儲量大、種類全、埋藏淺、煤質(zhì)優(yōu)良，被譽為“江南煤海”，煤炭儲量處在全國第五位，達492.48億噸，煤炭的蘊藏量為江南9省之和，含煤地層主

17、要為二疊系上統(tǒng)，含煤面積7萬平方公里。2005年我省生產(chǎn)原煤1.08億t，在全國排第六位，具有明顯的區(qū)位優(yōu)勢，目前已開發(fā)利用儲量占總儲量的12%，后備儲量較大。當前，要發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，為煉焦工業(yè)提供原料，必須進行選煤，選煤具有很大的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，隨著“西電東送”作為西部大開發(fā)的一項重要戰(zhàn)略措施的實施，發(fā)展選煤業(yè)可加強我省能源優(yōu)勢。四 浮選在貴州的礦產(chǎn)開發(fā)中的地位 隨著國家對環(huán)境保護的重視，特別是對大氣中二氧化硫造成的酸雨污染更為關(guān)注，對生產(chǎn)煤層硫分大于3%的礦井，逐步實行限產(chǎn)或關(guān)停，新建、改造含硫分大于1.5%的礦井，應(yīng)當配套建設(shè)相應(yīng)規(guī)模的煤炭洗選設(shè)施，另外,在我國各大、中城市，以及經(jīng)濟

18、發(fā)達地區(qū)，一般要求硫分介于0.51%，灰分小于20%，而從我省煤炭資源賦存情況來看，大部分原煤的硫分都大于1.5%，按要求都應(yīng)配套建設(shè)選煤廠，而目前我省除在建的金佳選煤廠為動力煤選煤廠外，其余均為煉焦煤選煤廠，在今后一段時間內(nèi)將會建設(shè)一批選煤廠。四 浮選在貴州的礦產(chǎn)開發(fā)中的地位 貴州磷礦分布廣泛，全省46個縣市均有產(chǎn)出，以甕福、開陽、織金最為豐富，現(xiàn)有儲量26億噸，占全國總儲量的1/6，排名全國第三位，全省磷（P2O5）含量平均達22%，甕福磷礦是國內(nèi)少有的特大型中低品位磷礦石礦山，是我國目前最大的磷礦石采選聯(lián)合企業(yè)，磷（P2O5）平均含量26%，現(xiàn)有儲量占全省總儲量的1/3。這些礦石都必須經(jīng)

19、過選礦才能得到含P2O5大于30%的富礦；織金磷稀土礦13億噸的儲量（平均品位僅18%左右），也因礦物加工技術(shù)問題未解決而無法進行伴生稀土的綜合回收；開陽的磷礦石原礦品位一般都在30%以上，暫時不需要選礦。四 浮選在貴州的礦產(chǎn)開發(fā)中的地位 截止1999年底，我省鋁土礦保有儲量尚存4億噸，能經(jīng)濟地開發(fā)利用的露采儲量只有1億噸。按國家規(guī)定的回收率，以2005年達到年產(chǎn)400萬噸礦石的規(guī)模計算，這1億噸露采儲量尚可滿足25年的需求，我省非國有礦山資源回收率不足20%，如果繼續(xù)用這種方式，按每年400萬噸礦石的需求量開采，則保有的1億噸露采儲量只能維持5年，5年以后我省的鋁業(yè)就成無米之炊了，年產(chǎn)45萬

20、噸的規(guī)模的貴州鋁廠存在很大的供礦危機，并且在現(xiàn)有的鋁土礦露采儲量中,大部分為A/S在56、Al2O358%的普鋁礦石，貓場的地下礦床，A/S大部分在8以上，但含硫大于0.7%，這類礦石資源難于滿足氧化鋁拜爾法生產(chǎn)，必須通過選礦方法脫出礦石中硫化礦和含硅礦物，才能提高鋁土礦的質(zhì)量，使A/S達810，含硫小于0.5%。四 浮選在貴州的礦產(chǎn)開發(fā)中的地位 黃金：貴州是國內(nèi)首先發(fā)現(xiàn)的有工業(yè)價值的微細粒金礦省區(qū)，屬產(chǎn)金大省，主要有紅土型和卡林型兩類金礦，卡林型金礦進一步分為以沉積巖和火山碎屑巖為容礦巖石兩種類型。 現(xiàn)已探明儲量150噸，遠景儲量500噸，全省黃金資源主要以微細粒浸染型原生金礦為主，除少部分

21、為砂金礦(如天柱金礦等)及氧化礦(如老萬場金礦、紫木凼金礦上部氧化礦)外，90%以上屬微細粒浸染型原生金礦，它主要分布在黔西南地區(qū)(136噸)，目前已發(fā)現(xiàn)紫木凼、爛泥溝、板其、丫它、泥堡、戈塘、苗龍等7個較大礦床。四 浮選在貴州的礦產(chǎn)開發(fā)中的地位 作為全國黃金十大重要生產(chǎn)基地之一，國家已把我省列為黃金工業(yè)拓展的新基地，制定了“北礦南下、東礦西移”黃金工業(yè)布局的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移。我省黃金工業(yè)在“十五”規(guī)劃目標中指出，計劃五年內(nèi)規(guī)劃投資109020元，新增生產(chǎn)能力6645公斤，確保2005年產(chǎn)金21.2萬兩，省委、省政府把黃金工業(yè)作為可持續(xù)發(fā)展的新的經(jīng)濟增長點予以重視和培育,目的就是要通過發(fā)展黃金,振興地

22、方經(jīng)濟,富民興黔,投向方興未艾的貴州黔西南微細粒金和黔東南巖金的開發(fā),促使貴州黃金工業(yè)實現(xiàn)從資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)換為工業(yè)優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢的戰(zhàn)略升級。四 浮選在貴州的礦產(chǎn)開發(fā)中的地位 銻礦：30多萬噸的儲量，主要分布于晴隆、獨山、三都 ，但是，晴隆的銻礦資源已枯竭，入選的礦石品位越來越低，氧化率越來越高，對現(xiàn)有浮選技術(shù)提出了更高的要求。 硫鐵礦：畢節(jié)的硫鐵礦資源最為豐富?？梢灶A計，作為生產(chǎn)硫酸原料的硫鐵礦資源的開采利用將得到較快的發(fā)展。四 浮選在貴州的礦產(chǎn)開發(fā)中的地位 非金屬礦：我省非金屬礦豐富且用途廣泛，作為冶金輔助原料礦產(chǎn)的有石灰石、菱鎂礦、水鎂石、粘土、葉臘石、石墨、鐵礬石、藍晶石類礦物、白云石、黃石

23、、水晶石等，其中石灰石、粘土、石墨、白云石等具有較大的生產(chǎn)潛力，我省每年有3萬噸的非金屬礦開采量，但缺少礦物加工工程技術(shù)人才，非金屬礦深加工技術(shù)急待提高和發(fā)展，常有“低價賣出原礦而高價買入加工產(chǎn)品”的現(xiàn)象，也有“一流的資源、二流的價格、三流的技術(shù)”之說。 今后十年，我國非金屬礦將優(yōu)先發(fā)展國內(nèi)急需、國際市場暢銷、創(chuàng)匯率高的產(chǎn)品，包括：飾面石材、高嶺土、石墨、膨潤土、重晶石、石棉、石膏、硅灰石。四 浮選在貴州的礦產(chǎn)開發(fā)中的地位 工業(yè)廢渣：目前資源的合理開發(fā)、能源的高效利用和生態(tài)環(huán)境的改善已成為促進經(jīng)濟和社會協(xié)調(diào)發(fā)展的重要因素，我省每年排放工業(yè)廢棄物3000萬噸，(其中化工渣占500600萬噸)，累

24、計占地近900萬平方米。以粉煤灰為例，我省粉煤灰的年排量將近400萬噸,粉煤灰綜合利用率僅30%左右，而在上海等地區(qū)已超過100%，粉煤灰原灰供不應(yīng)求(8090元/噸)，而貴陽電廠的粉煤灰僅10元/噸，貴州鋁廠的粉煤灰則為0元/噸。由于鍋爐的燃燒方式不同，濕排粉煤灰中未燃盡碳含量很高，常達20%以上，不能綜合利用，這就需要浮選技術(shù)來進行分選，才能資源化和建材化。四 浮選在貴州的礦產(chǎn)開發(fā)中的地位 城市垃圾：城市垃圾每年以10%的速度增長，其處理在很大程度上也取決于礦物加工技術(shù)。 四 浮選在貴州的礦產(chǎn)開發(fā)中的地位 西部大開發(fā)提出要利用自然資源優(yōu)勢，發(fā)展特色經(jīng)濟和優(yōu)勢經(jīng)濟，特別是科學合理地開發(fā)利用和

25、有效保護礦產(chǎn)資源和能源，變礦產(chǎn)資源優(yōu)勢為經(jīng)濟優(yōu)勢，這預示著我省的礦業(yè)生產(chǎn)在今后相當長的一段時期內(nèi)將有長足的發(fā)展，這同時要求我省的礦業(yè)技術(shù)必須緊緊跟上經(jīng)濟發(fā)展的步伐。礦業(yè)的發(fā)展，依賴于礦產(chǎn)資源的儲量和高效的開采技術(shù)及深加工技術(shù)。在中國西部地區(qū)外商投資優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)目錄中，貴州省的11個優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)中就有5個產(chǎn) 業(yè)涉及到煤炭、鈦、低品位難選冶金礦、鋇鹽以及磷礦的加工應(yīng)用技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)品生產(chǎn)。四 浮選在貴州的礦產(chǎn)開發(fā)中的地位 針對我省礦產(chǎn)資源特點，發(fā)展具有貴州特色的浮選技術(shù)，實施將生物技術(shù)用于傳統(tǒng)礦業(yè)，可大大解決環(huán)境污染問題。加強浮選技術(shù)，在貴州西部大開發(fā)中依靠礦產(chǎn)品產(chǎn)值作為新的增長點發(fā)揮作用，提高社會效益和經(jīng)

26、濟效益。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,浮選已從一門純工程技術(shù)向工程科學轉(zhuǎn)化,目前,浮選的三大理論(潤濕理論、吸附理論及雙電層理論)已經(jīng)初步形成。 隨著我國工農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展，對金屬的需求量也越來越大，而礦產(chǎn)資源屬不再生資源，礦業(yè)開采的礦床趨勢朝著貧、細、雜方向發(fā)展，礦石的分選難度也必將越來越大，因此，可以預見浮選法的應(yīng)用前景也將在一定時期內(nèi)更加廣闊。 四 浮選在貴州的礦產(chǎn)開發(fā)中的地位小 結(jié) 近二三十年來，浮選領(lǐng)域的進展是： 1. 浮選機的不斷改進和大型化 2. 新藥劑、新工藝不斷涌現(xiàn) 3. 浮選理論的研究不斷深入第一節(jié) 浮選理論之一 -潤濕理論 潤濕是自然界常見的現(xiàn)象。任意兩種流體與固體接觸，所發(fā)生的附著、

27、展開或浸沒現(xiàn)象（廣義的說）稱為潤濕過程。其結(jié)果是一種流體被另一種流體從固體表面部分或全部被排擠或取代，這是一種物理過程，且是可逆的。如浮選過程就是調(diào)節(jié)礦物表面上一種流體(如水)被另一種流體取代(如空氣或油)的過程(即潤濕過程) 。 判斷礦物表面潤濕性的大小,常用接觸角表示，接觸角的大小隨著疏水程度的增大而增加，顆粒疏水性越高，越容易被穩(wěn)定氣泡吸附。接觸角是反映礦物表面親水性與疏水性強弱程度的一個物理量。成為衡量潤濕程度的尺度，它既能反映礦物的表面性質(zhì),又可作為評定礦物可浮性的一種指標。SASWW ACOSl接觸角的大小與 固-氣 (SA), 固-液(SW) 以及 液-氣( WA) 界面的表面張

28、力有關(guān)，平衡狀態(tài)時如右圖所示。l當氣泡在礦物表面附著（或水滴附著于礦物表面）時，一般認為其接觸角處為三相接觸，并將這條接觸線稱為“潤濕周邊”，在接觸過程中，潤濕周邊可以是移動的，或者變大，或者縮小，當變化停止時，表明該周邊上的三相界面的自由能（以界面張力表示）已達到平衡，此時在潤濕周邊上任一點處，自液氣界面經(jīng)過液體內(nèi)部到固液界面的夾角叫“平衡接觸角”（簡稱接觸角），用表示。SASWWACOSSAAirSolidWASW 在一定條件下，wA值與礦物表面性質(zhì)無關(guān)，可看成恒定值，故的大小取決于SA-sw的差值大小，若礦物表面與水分子作用活性較高（親和力強），致使sw很低，同時若空氣與礦物表面親和力較

29、弱，SA就高，這樣SA-sw差值就大，cos值大，而值小，反映出礦物表面有較強潤濕性（親水性）。反之，若SA-sw差值小，cos值也小，而值大。反映出礦物表面親水性較弱（疏水性強）。極個別的SAsw表示空氣對礦物的親和力比水大，這時900。 是反映礦物表面親水性與疏水性強弱程度的一個物理量。成為衡量潤濕程度的尺度，它既能反映礦物的表面性質(zhì)又可作為評定礦物可浮性的一種指標。 理想潤濕狀態(tài)：0 完全不潤濕：1800 通過實驗測得部分礦物的接觸角如表1。 表1 部分礦物的接觸角 由表可以看出,大部分礦物是親水的。 表1所列值與實際浮選的可浮性次序大致相當，故通過對礦物值的測定與研究，即可掌握各個礦物

30、的可浮性，由表1也可知，大部分礦物是親水的，只有少部分為天然疏水的。 一般地， 700 礦物天然可浮性好 60700 礦物天然可浮性中等600 礦物天然可浮性差親水性礦物：小，比較難浮疏水性礦物：大，比較易浮 實際生活中表明“水油不相容”的現(xiàn)象，在礦物的表面性質(zhì)中也同樣存在，即親水性礦物不親油，而疏水性礦物則親油，這是氣泡與油具有的共同性質(zhì)。由于多數(shù)礦物不是自然疏水的, 因此必須在礦漿中添加各種浮選藥劑來選擇性地控制各種礦物表面的親水性，獲得所需要的礦化能力。在浮選過程中加入捕收劑后，擴大了有用礦物與脈石礦物之間的這種差異是進行礦物浮選的基礎(chǔ)措施。 在礦物浮選中，為了改變礦物表面的物理化學性質(zhì)

31、，提高或降低礦物的可浮性，以擴大礦漿中各種礦物可浮性的差異，進行有效地分選，所使用的各種無機和有機化合物，稱為浮選藥劑。浮選藥劑或用于調(diào)節(jié)礦漿的浮選性質(zhì)，或用來改善氣泡的浮選性質(zhì)，為礦物的分選創(chuàng)造有利條件。原礦（方鉛礦、閃鋅礦、螢石、石英） 碎磨碳酸鈉：調(diào)PH 7-7.5 硫酸鋅+氰化鈉（抑制閃鋅礦） 黃藥+黑藥（捕收方鉛礦） 松醇油 碳酸鈉：調(diào)PH 8左右方鉛礦 硫酸銅（活化閃鋅礦） 黃藥+松醇油 閃鋅礦 碳酸鈉：調(diào)PH 8-9 水玻璃（抑制石英） 油酸 螢石、 尾礦（石英等）礦物表面鍵性與潤濕性關(guān)系礦物表面鍵性與潤濕性關(guān)系 經(jīng)破碎解離出來的礦物表面，由于晶格受到破壞，表面有剩余的不飽和鍵能

32、，因此，具有一定的“表面能”。這種表面能對礦物與水、溶液中的離子和分子、浮選藥劑及氣體等的作用起決定性影響。礦物表面未飽和鍵決定于：第一 晶體內(nèi)部的鍵性；第二、斷裂規(guī)律。晶體內(nèi)部的鍵性 1、晶體內(nèi)部的鍵性： 礦物內(nèi)部結(jié)構(gòu)按鍵能可分為四大類： （）離子鍵或離子晶格：如、 、 u(OH)、nS、. （）共價鍵或共價晶格：如金剛石、i、in （）分子鍵或分子晶格：菱形硫中硫分子間是分子鍵（硫分子中硫原子之間是共價鍵）、石墨、輝鉬礦的層狀結(jié)構(gòu)中層與層之間也是分子鍵。 （）金屬鍵或金屬晶格：自然金屬如自然銅。至于自然界及浮選常見的硫化礦如方鉛礦、黃鐵礦等具有半導體性，是介于離子鍵、共價鍵、金屬鍵之間的過

33、渡的包含多種鍵能的晶體。 斷裂規(guī)律 a與內(nèi)部一致 b沿弱鍵斷裂（鍵長愈長，鍵性愈弱）如：石墨的層與層之間距離為3.390，而層內(nèi)碳原子間距離僅為1.420，所以易于沿層片斷裂。 對具有層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，層間有些情況（取代離子）下，暴露出離子鍵。 因為在硅酸鹽四面體中，易被所取代，這是因為大小與相近，性質(zhì)也相似，因而浮選時經(jīng)常遇到鋁硅酸鹽礦物，四面體取代比例影響解理面的性質(zhì)。因為比少一個正價，因此一個如被取代，就必須同時引進一個一價的陽離子，才能保持電中性，就成為自然界中常見的鉀長石或鈉長石或），這時礦物的斷裂面就較復雜。作業(yè)思考題 如何評價和確定礦物表面的潤濕性差異？試畫出水滴附著于礦物表

34、面時，礦粒與氣泡的接觸角平衡示意圖。并指出若水在空氣中的表面張力越小，固體的潤濕性怎么樣？ 簡述礦物表面鍵性與潤濕性的關(guān)系 第二節(jié) 浮選理論之二 -雙電層理論一、雙電層結(jié)構(gòu)及電位在浮選中，礦物-水溶液界面雙電層可用斯特恩（Stern）雙電層模型表示。1、結(jié)構(gòu)定位離子：在兩相間可以自由移動，并決定礦物表面電荷（或電位）的離子。定位離子在礦物表面的荷電層，稱為“定位離子層”或“雙電層內(nèi)層”。一般認為，對于氧化礦、硅酸鹽礦物定位離子是H+和OH-，對于離子型礦物、硫化礦礦物定位離子就是組成礦物晶格的同名離子。圖中緊密層（或稱Stern層）：礦表到緊密層離子的中心線，因此緊密面離礦物表面的距離等于水化

35、配衡離子的有效半徑（）。圖中擴散層（或稱Gouy層），兩層的分界面為緊密面。當?shù)V物-溶液在外力下作相對運動時，緊密層中的配衡離子因牢固吸附會隨礦物一起移動，而擴散層將沿位于緊密面稍外一點的“滑移面”移動。2、電位表面電位（0）：即礦物表面與溶液之間的電位差。其大小取決于吸附在礦表上的定位離子濃度及荷電數(shù)。對于導體和半導體，可將礦物做成電極測出0對于非導體可用能斯特公式求出：00MXMXaaRTRTInInnFanFa 0=其中：、 -為溶液中正、負離子的活度，濃度稀時可用濃度代替。 -為0=0時正、負離子的活度，濃度稀時可用濃度代替。斯特恩電位（）：緊密面與溶液之間的電位差。動電位（）：是指當

36、礦物-溶液在外力下作相對運動時，滑移面上的電位。也稱“電動電位”、“-電位”。MaMaMaMaXa0Ma0Xa3、零電點與等電點（1）零電點（PZC）：是指當0為零（或表面凈電荷為零）時，溶液中定位離子活度的負對數(shù)。（2）等電點(IEP)：是指當沒有特性吸附時，電位等于零時，溶液中定位離子活度的負對數(shù)。 零電點與等電點的聯(lián)系：動電位的正負由0來決定；0=0，必為零，反之則不然；無特性吸附時，純水中測得=0，即可作為0=0（以作定位離子的礦物），即PZC= IEP。 二、礦物表面電性與可浮性 可浮性:通過浮選藥劑，使礦物疏水或親水的程度。研究礦物表面電性，對浮選研究通常有兩個 目的：一是為浮選藥

37、劑作用機理提供依據(jù)；二是判斷礦物可浮性。1、礦表電性與可浮性關(guān)系。 pHPZC 礦物表面帶負電 有利于陽離子捕收劑吸附 pHPZC 礦物表面帶正電 有利于陰離子捕收劑吸附 pH=PZC 礦物表面不帶電 原則上有利于中性捕收劑吸附，但難控制，選擇性差。2、利用礦物表面電性（PZC）的不同分選礦物例： 以鋁土礦浮選為例:一水硬鋁石的PZC=6.3,高嶺石的PZC=4.5,在pH為4.5至6.3的范圍內(nèi),采用陽離子捕收劑可以捕收高嶺石.但是,要進一步實現(xiàn)一水硬鋁石與高嶺石的浮選分離,選擇合適的一水硬鋁石抑制劑至關(guān)重要. 以浮選針鐵礦為例,針鐵礦的動電位與可浮性的關(guān)系如圖6-13所示.針鐵礦的零電點P

38、ZC=6.7。當pH6.7時，針鐵礦的表面電位為負，此時用陽離子捕收劑如脂肪酸RNH3，以靜電力吸附在礦物表面，使表面疏水性良好上浮。 復習思考題 試述礦物表面電性與可浮性的關(guān)系？第三節(jié) 浮選理論之三 -吸附理論 浮選中的吸附現(xiàn)象浮選中的吸附現(xiàn)象 吸附是指在吸附劑表面力作用下，在體系表面自由能降低的同時，吸附質(zhì)從各體相向表面濃集的現(xiàn)象。吸附過程總是發(fā)生在各相的界面上。浮選研究中主要研究的是固-液、氣-液界面。 浮選是發(fā)生在固-液-氣各相界面上的復雜物理化學過程，其中最為重要的是固-液界面上浮選藥劑的吸附，這些吸附就其本質(zhì)可以分為物理吸附和化學吸附兩大類，但由于浮選藥劑種類繁多，不同種的藥劑可以

39、吸附在界面的不同位置并產(chǎn)生不同性質(zhì)的吸附及結(jié)果。為了便于研究，將浮選藥劑在礦物-水溶液界面的吸附作用歸納和分類如下：一、浮選藥劑在礦物一、浮選藥劑在礦物- -水溶液界面的吸附類型水溶液界面的吸附類型1、按吸附物的形態(tài) 分子吸附；被分散或被溶解于礦漿溶液中的藥劑分子在表面上的吸附。（吸附對象是分子，可以是弱電解質(zhì)（極性分子）、中性分子等。） A非極性分子的物理吸附，主要是各類烴類油的吸附。如：中性油在天然可浮性礦物（石墨、輝鉬礦等）表面的吸附而浮選，在煤表面的吸附而使煤粒團聚。 B極性分子的物理吸附，如：起泡劑分子在液-氣節(jié)面的吸附，弱電解質(zhì)捕收劑（如黃原酸類、羧酸類、胺類）在水溶液中的溶解，其

40、未溶解的分子在固-液界面的吸附，起泡劑分子在液-氣節(jié)面的吸附。臨界膠束濃度：表面活性離子及分子的烴鏈在特定濃度下發(fā)生締合而膠束化，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的濃度稱為臨界膠束濃度，CMC。半膠束濃度通常遠比臨界膠束濃度小（低于1-2個數(shù)量級）。半膠束吸附的結(jié)果可以改變礦表的“電位”的符號。 浮選中，利用半膠束吸附原理，加入長烴鍵中性分子，常可促進半膠束的發(fā)生從而達到：1）減少捕收劑用量；2）增強疏水性（消除極性端之間斥力。半膠束吸附通常在“Stern”層發(fā)生。 捕收劑及其與礦漿中反應(yīng)產(chǎn)物在礦物表面的吸附。2、按吸附方式交換吸附；溶液中離子與礦表上另一種離子發(fā)生交換吸附，（這是指溶液中某種離子與礦物上另一種相

41、同電荷符號的離子發(fā)生等當量交換而吸附在礦表上，這種交換吸附在浮選中是較常見的。）如Cu2+活化ZnS：ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+競爭吸附：礦漿溶液中存在多種離子時，它們在礦表的吸附?jīng)Q定于它們對礦表的活性化及在溶液中的濃度，即決定于相互競爭。特征吸附：礦表對溶液中某種組分具特殊的親和力，而發(fā)生的吸附稱之為特征吸附。特征吸附通常是由靜電力和化學鍵共同作用引起的，與靜電吸附相比，它具有較高的選擇性，吸附不完全依賴表面電荷。對礦表有特別親和力而又非化學吸附的某些離子稱為特征吸附離子（如：SO42-、RSO4-、PbOH+）。特征吸附發(fā)生在“Stern”層，吸附的結(jié)果使“Stern”層發(fā)生過電現(xiàn)

42、象，從而可以改變“電位”的符號和大小。半膠束吸附可以認為是特征吸附的一種特例。3、按雙電層中吸附位置 雙電層內(nèi)吸附（定位吸附）；所謂“內(nèi)層”，浮選中是指礦表帶電的凈電荷層，“外層”為物化中的“Stern”層，可作為“定位離子”的那些離子都可以發(fā)生這種吸附，吸附的結(jié)果是改變礦表的o(數(shù)值和符合）。如：同名離子，H+、OH-，及可類質(zhì)同象離子等。雙電層內(nèi)外吸附（“Stern”吸附）； 靠靜電引力作用在“Stern”層發(fā)生吸附，與表面電荷反號的配合離子均可發(fā)生這種吸附，吸附的結(jié)果，只改變“電位”的大小4、吸附本質(zhì)物理吸附：由分子鍵力（包括電性力）引起的吸附，其特征是：吸附熱?。〝?shù)千卡/克-十幾千卡/

43、克），具可逆性，常為多層吸附，無選擇性，吸附速度快；化學吸附：由化學鍵力引起的吸附，特征是：吸附熱大（幾十千卡/克-幾百千卡/克），具不可逆性，單層吸附，強選擇性，吸附速度慢；（溶度積規(guī)則）浮選化學吸附圖解法 根據(jù)化學吸附理論，影響浮選劑作用的主要因素是決定藥劑解離程度的PH值和金屬離子濃度。 有兩種圖解法（PH-PMn+和溶解度圖）可用來研究化學吸附的浮選劑與礦物的作用，進而認識和解決礦物的分選問題。PH-PMn+圖（Bjerrum圖） 雙對數(shù)圖 根據(jù)各種浮選劑與礦物金屬離子作用產(chǎn)物的溶解度積，可換算出它們起作用的PH和PMn+范圍，從而得出在各種離子競爭情況下優(yōu)先發(fā)生哪種反應(yīng)。PH-PMn

44、+圖在化學吸附的浮選劑與礦物作用研究中的重要作用 由圖可得出以下結(jié)論： （1）指出了礦物與浮選劑（特別是捕收劑）溶液體系中各種離子的競爭情況。 （2）各種離子作用的分界線與A線的交點，表示該離子起浮選作用的PH上限，超過此交點的PH，就會形成氫氧化鉛沉淀。 （3）對同一藥劑離子來說，由于與鉛離子作用產(chǎn)物的溶解度積是常數(shù)，所以當藥劑用量增加時，則該藥劑起作用的分界線將向下移動，浮選PH上限也增大，說明藥劑用量將影響各種藥劑與礦物的作用效果。溶解度圖（化學吸附理論的另一種表示方法） 表示溶液中各種化學吸附反應(yīng)產(chǎn)物的品種及其穩(wěn)定性，然后與捕收劑及浮選回收率對照，來闡明浮選機理。復習思考題 1、H M

45、n圖在化學吸附的浮選劑與礦物作用研究中有重要作用，具體是如何表現(xiàn)的？ 2、溶解度圖是化學吸附理論的另一種表示方法嗎？ 、吸附物質(zhì)于表面的作用類型總共有幾種？吸附性質(zhì)主要取決于什么？第四節(jié)礦物表面的不均勻性與可浮性第四節(jié)礦物表面的不均勻性與可浮性 浮選研究常常發(fā)現(xiàn)同一種礦物可浮性差別相當大，這是因為實際礦物很少是理想典型的純礦物。他們存在著許多物理不均勻性、化學不均勻性和物理化學不均勻性（半導體），從而使其可浮性發(fā)生各種各樣的變化。 1.礦物的物理不均勻性：礦物在生成及經(jīng)歷地質(zhì)礦床變化過程中，礦物表面呈現(xiàn)宏觀不均勻性和晶體產(chǎn)生各種缺陷、空位、夾雜、位錯、以及鑲嵌等現(xiàn)象，通稱為物理不均勻性。 （1

46、）礦物表面宏觀不均勻性：指的是與礦物表面形狀（有無凸部、凹部、邊角等）有關(guān)，也與是否存在孔隙、裂縫有關(guān)。當晶體沿不同方向分裂時，顯示出能量性質(zhì)的各向異性。顯然，在邊上、角上和凸部能量狀態(tài)都顯著不同，這些位置上的原子與晶體中其他原子相比，其吸附活性也不同。 在礦物破碎磨礦時，磨碎體打擊的方向都是紊亂的，所以經(jīng)磨礦后礦物表面的不均勻性加劇。 (2)缺陷排列和構(gòu)造殘缺缺陷排列：晶體中的有些原子（或離子）不按同期規(guī)律性排列，主要有空位或者擠到晶格的孔隙中去，（間隙離子缺陷）此外還有異類離子取代晶格中本類離子，此時晶格中離子在正常位置但其電荷異常。 構(gòu)造缺陷：有位錯和鑲嵌結(jié)構(gòu)兩種類型 位錯相對正常結(jié)點位

47、置，晶體的一部分原子（或離子）發(fā)生位移，分為邊緣位錯和螺旋位錯。 鑲嵌結(jié)構(gòu)小塊晶體以一定角度互相鑲嵌，有微晶的平行鑲嵌和微晶的無定向鑲嵌。 礦物物理不均勻性與可浮性的關(guān)系 上述各種礦物的物理不均勻性，均對浮選性質(zhì)發(fā)生影響。不僅已證明晶格缺陷、雜質(zhì)、半導體、位錯等直接影響可浮性，并可用這些性質(zhì)來解釋浮選劑與礦物表面的作用原理。此外，還研究過加入雜質(zhì)或浸除表面雜質(zhì)、用放射能照射、加熱或加壓等方式來改變晶格缺陷及位錯，從而人為的改變礦物可浮性。 目前，通過輻射預處理法調(diào)節(jié)礦物性質(zhì)（如金礦、錳礦）已作為礦物選別的新理論研究在國際上得到重視，這也是第20屆國際選礦會議論文的主題之一，激光照射對菱鋅礦浮選

48、的影響入選了，說明具有代表性，并且也是國際上得到重視的一個研究領(lǐng)域。同樣微波能預處理礦物（包括有色金屬和黑色金屬）已正在成為世界性的研究熱點。 我省將微波技術(shù)用于貴州難選金（拓寬了研究開采利用難選金礦的視野），通過實驗室試驗，以熟石灰作固化劑，采用0.68KVA和5KVA的礦冶專用微波爐，獲得了金總回收率為92，固硫率95，固砷率95的技術(shù)指標。充分論證了QWD工藝，提高金回收率、減小砷硫污染的作用效果。 在電磁波范圍的各種射線無線電波、超聲波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線、射線、射線、中子流、以及激光技術(shù)，都可用來作為礦石預處理。 “微波”是指頻率300兆赫到300千兆赫之間的電磁波

49、。凡低于300兆赫的為無線電波，包括長波、中波和短波，凡高于300千兆赫的則屬于紅外線或可見光等。微波所對應(yīng)的波長為1mm至1m。 微波加熱是利用直流電使磁控管產(chǎn)生微波功率通過波導輸送到微波加熱器，被加熱物料在微波場中得到加熱。 當微波作用于被加熱物料時，就把一部分能量消耗在物料內(nèi)，物料吸收微波功率后，極性分子在外加電場的變更作用下，不斷變化擺動，產(chǎn)生類似于摩擦的作用，加劇熱能的產(chǎn)生而致使物料溫度升高，無論是物料所吸收微波功率的大小，還是物料溫升的高低，在外加電場一定時，只取決于物料的自身性質(zhì)（特別是介質(zhì)損耗系數(shù)和物料介電常數(shù)均不一樣），就勢必出現(xiàn)選擇性吸波和選擇性溫升現(xiàn)象。 同時，微波長極短

50、，它可以滲透到分子內(nèi)部，使發(fā)熱從分子內(nèi)部開始發(fā)生。這樣，一方面不需要熱傳導，熱效率高，能耗低；另一方面，即使是共生在同一礦石中的不同組分，也會出現(xiàn)不同的溫升變化，從而加劇了結(jié)合面的軟化。強化礦石的選擇性磨細，改善礦石碎磨性能，降低后續(xù)的磨礦能耗。 經(jīng)微波照射后，不同礦物吸收微波的能力不同，產(chǎn)生局部應(yīng)力，導致礦石破裂、結(jié)構(gòu)疏松、并因此而改善礦物的滲透性能。 微波預處理是當代乃至21世紀最佳處理工藝，堪稱礦業(yè)技術(shù)的一場革命。提 問 一、不同礦床的閃鋅礦具有不同的顏色，與什么有關(guān)？ 二、各種顏色的閃鋅礦的可浮性有差異嗎？小專題粉煤灰的分選 基于粉煤灰中含有碳、鐵、鋁以及粉煤灰空心微珠等有用組分，因此

51、綜合回收和利用是消除粉煤灰危害，使之資源化的有效途徑。而粉煤灰的分選，則是使之資源化的關(guān)鍵。目前國內(nèi)外對粉煤灰分選及產(chǎn)品應(yīng)用作了大量研究工作，并已取得一定進展。在此對一些產(chǎn)品的分選方法作一簡要介紹 。一、從粉煤灰中選炭 電廠鍋爐在燃用無煙煤和劣質(zhì)煙煤的情況下，由于經(jīng)濟燃燒還存在一些技術(shù)上的困難，因此煤粉不能完全燃燒，造成粉煤灰中含碳量增高，一般波動于8一20。全國每年從電站粉煤灰中流失數(shù)百萬噸的純炭，不但使煤炭資源白白流失，造成極大的浪費，而且，還由于粉煤灰中含有大量的炭，致使粉煤灰排放數(shù)量增加，更主要的是由于粉煤灰中含有未燃盡炭，會造成粉煤灰綜合利用困難，影響了粉煤灰資源的開發(fā)，不利于環(huán)境保

52、護。 為了降低粉煤灰中的含炭量和充分利用資源，我國不少部門進行了粉煤灰脫炭處理研究工作。脫炭可以用浮選法，也可以用電選法。浮選法適用于濕法排放的粉煤灰，此方法是利用粉煤灰和煤粒表面親水性能的差異而將其區(qū)分的一種方法。在灰漿中加人捕收劑(如柴油等)，疏水的煤粒被其浸潤而吸附在由于攪拌所產(chǎn)生的空氣泡上，上升至液面形成礦化泡沫層即為精煤。親水的粉煤灰粒則被作為尾渣排除。為了使空氣泡穩(wěn)定，還需要往灰漿水中加入一種藥劑二起泡劑(如雜醇油、松尾油、x油等)以減少水的表面張力。 電選法從粉煤灰中選炭 電選適用于于法排放的粉媒灰。其原理是利用粉煤灰在高壓電場作用下，因灰與炭導電性能不同，而進行分離的方法。粉煤

53、灰是非導體物料(比電阻101010120咖)，炭粒是良導體物料(比電阻為10一1050on)。在圓形電暈電場中，當粉煤灰獲得電荷后，炭粒因?qū)щ娦阅芰己?。很快地將所獲電荷通過圓筒帶走，便在重力慣性離心力作用下，脫離圓筒表面，被拋入導體產(chǎn)品槽中，而非導體的粉煤灰所獲電荷在表面釋放速度較慢，故在電場力作用下，吸收在圓筒表面上，被旋轉(zhuǎn)圓筒帶到后部，由卸料毛刷排入非導體產(chǎn)品槽中，從而達到灰炭分離。 選炭后各產(chǎn)品的應(yīng)用選炭后各產(chǎn)品的應(yīng)用 經(jīng)過選炭以后的尾灰是建筑材料工業(yè)的優(yōu)質(zhì)原料，而浮選煤可以作為燃料用于鍋爐燃燒或制活性炭等 二、從粉煤灰中選鐵 煤炭中除了可燃物炭外，還共生有許多含鐵礦物，如黃鐵礦(FeS

54、2)、赤鐵礦(Fe203)、褐鐵礦(2Fe2033H20)、菱鐵礦(FeCO3)等。煤炭經(jīng)過電廠鍋爐高溫下燃燒，鐵礦物質(zhì)即轉(zhuǎn)變?yōu)榇判匝趸F(Fe304)，此種磁性氧化鐵可以直接經(jīng)磁選機選出。 粉煤灰中含鐵量(一般以Fe2O3表示)的范圍在8一29。 粉煤灰選鐵可以濕選，也可以干選，目前各電廠采用的是濕式磁選工藝。主要設(shè)施是半逆流永磁式磁選機、沖洗泵和沉淀池。粉煤灰從濕式水膜除塵器下排出后，直接進入磁選機的給礦箱，鐵粉選出后流入沉淀池沉淀，尾礦灰仍通過排灰溝排出。一般電廠采用兩級磁選，在一、二級磁選機間加一臺沖洗水泵，這樣可以提高磁選效率。兩級磁選曲情礦的品位可達到50一56。 干燥的粉煤灰磁選

55、效果比濕灰磁選效果好，根據(jù)試驗，經(jīng)過一般磁選，鐵精礦品位即可達到55。 從粉煤灰中選鐵具有工藝簡單、投資省、成本低的優(yōu)點，所選出的鐵精礦可冶煉生鐵，并能達到國家一類生鐵標準。因此，它不僅是粉煤灰綜合利用的有效途徑，而且也是重要的資源開發(fā)形式。 在我國，從粉煤灰中選鐵用于冶煉，早在1977年山東的青島、濟寧、煙臺等多家電廠開展了此項工作，并獲得了一定的經(jīng)濟效益。三、從粉煤灰中提取氧化鋁 用石灰石燒結(jié)工藝從粉煤灰中提取氧化鋁，在國外已有較深入的研究，并已投入工業(yè)生產(chǎn)。我國也進行了這方面的試驗研究。其主要工藝過程為熟料燒成、自粉化溶出、脫硅、碳分和燃燒。各個工藝過程的基本原理如下：(1)熟料燒成。主

56、要是使粉煤灰中的三氧化二鋁與石灰石中的Cao化合生成易溶于碳酸鈉溶液的5Ca03Al2O3，另一方面又使粉煤灰中的Si02與石灰石中的CaO生成不溶性的2Ca0Si02。這便為溶出Al2O3創(chuàng)造了必要的條件。(2)熟料自粉化。當熟料冷卻時，在650溫度下，C2S由相轉(zhuǎn)變?yōu)閅相，因體積膨脹發(fā)生熟料的自粉碎現(xiàn)象，自粉化后幾乎全部能通過200號篩孔； (3)溶出。用碳酸鈉溶液溶出粉化料，其中的鋁酸鈣與堿反應(yīng)生成鋁酸鈉進入溶液，而生成的碳酸鈣和硅酸二鈣留在渣中，便達到鋁和硅、鈣分離的目的。其反應(yīng)式可以下式表示： 5Ca03Al2O3十5Na2CO3十2H205CaCO3十6NaAlO2十4NaOH (

57、4)脫硅。為保證產(chǎn)品氧化鋁純度，需進一步除去溶出粗液中的二氧化硅。 (5)碳分。以CO2與鋁酸鈉溶液反應(yīng)，得到氫氧化鋁，并使生成的Na2CO3循環(huán)使用。 (6)煅燒。把氫氧化鋁燃燒成氧化鋁。氧化鋁可作電解鋁的原料、人造寶石原料、陶瓷釉原料、高級耐火材料等。 提取氧化鋁后的殘渣硅鈣渣作為水泥原料具有反應(yīng)活性高，燒成溫度低，利于節(jié)能，水泥標號高且性能穩(wěn)定、配料簡單、吃灰量大等特點，是生產(chǎn)水泥的一種優(yōu)質(zhì)原料。 從粉煤灰中提取氧化鋁和硅鈣渣制水泥將會成為綜合利用粉煤灰資源，消除環(huán)境污染的有效手段之一。 在我國，從粉煤灰中提取氧化鋁（氫氧化鋁）及鋁鹽的工作也在多個省、區(qū)取得多項專利技術(shù)成果，并進行了大規(guī)

58、模的中試試驗和工業(yè)化生產(chǎn)，取得了較好的綜合效益。 四、從粉煤灰中提取空心玻璃微珠 (一)空心玻璃微珠的性質(zhì) 粉煤灰中一般含有50一80的空心玻璃微珠，其細度為0.3200微米，其中小于5微米的占粉煤灰總量的20。從粉煤灰中經(jīng)分選出的空心玻璃微珠，按其密度大小一般可分為兩類：即空心漂珠(簡稱漂珠)和厚壁型空心微珠(簡稱沉珠)。沉珠與漂珠相比具有壁厚、密度大、強度高、耐磨性好的特點。漂珠的壁厚為其直徑的5一8，壁上有細小針孔，珠壁密度為480kgm3。沉珠壁厚為其直徑的30，珠壁密度為800kgm3。沉珠一般可承受714MPa的壓力，最高能承受70MPa的壓力。 粉煤灰空心玻璃微珠的主要化學成分是

59、硅、鋁和鐵的氧化物以及少量的鈣、鎂、鉀、鈉等氧化物。從成分上分析，漂珠的二氧化硅及三氧化二鋁的含量均比沉珠高；而漂珠的三氧化二鐵、氧化鈣(Ca0)及二氧化鈦均比沉珠的含量低。 空心玻璃微珠具有顆粒細小、質(zhì)輕、空心、隔熱、隔音、耐高溫和低溫、耐磨、強度高及電絕緣等優(yōu)異的多功能特性?？招奈⒅楦黜椢锢硇阅?密度 /gm-3 ：043072 堆密度 gm-3 ：250400 熔 點 /C :1430 室溫下比 電阻/ cm : 9，91011 抗壓強度 Pa :137106 686106 硬度(維氏) kgm-2 :87-1269 空心玻璃微珠的應(yīng)用 (1)可作為輕質(zhì)、高強、耐火、防火、隔熱保溫等建筑

60、材料的原材料； (2)可作塑料中較理想的填料，并能提高塑料的耐高溫性能； (3)可作為石油精煉過程中的一種裂化催化劑； (4)可與一些樹脂配制成耐高壓的海底儀器和潛艇外殼； (5)可作電瓷及其他電氣絕緣材料的原材料； (6)用于航天飛行器的復合表面材料； 空心玻璃微珠的應(yīng)用 (7)作為高級噴涂材料和防火涂料的填充材料 (8)用于制汽車剎車片、軍用摩擦片及石油鉆機剎車塊等制品； (9)用作聚氯乙烯人造革的填充劑。 (10)用作人造大理石的填充料。(二)分選空心玻璃微珠的方法 目前，國內(nèi)外從粉煤灰中提選空心玻璃微珠，大致可以分為兩種方法。一是干法機械分選法；二是濕法分選法。這兩種選取方法，在實際中