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1、选煤工艺设计与管理 结课论文论文题目：浮选选煤法的探讨学生姓名：班级：专业：矿物加工学号：指导老师：潘兰英完成时间：年月日河南理工大学二一一年五月目录：浮选选煤法的发展沿革：浮选基本原理：浮选选煤工艺：浮选药剂：浮选流程：浮选设备：浮选发展趋势：目录浮选选煤法的探讨摘要：从浮选法的发展沿革，浮选基本原理，浮选工艺，浮选药剂，浮选流程，浮选设备，浮选发展趋势等几个方面对浮选选煤法进行了一系列的探讨。关键词：浮选，工艺，设备，药剂，最大效率一：浮选选煤法的发展沿革中国古代曾利用矿物表面的天然疏水性来净化朱砂、滑石等矿质药物，使矿物细粉飘浮于水面，而无用的废石颗粒沉下去。在淘洗砂金时，用羽毛蘸油粘捕
2、亲油疏水的金、银细粒，当时称为鹅毛刮金。明宋应星天工开物记载，金银作坊回收废弃器皿上和尘土中的金、银粉末时“滴清油数点，伴落聚底。这就是浮选法选金的最初应用。 18世纪人们已知道固体粒子粘附在气泡上能升至水面的现象随着人们对金属需求量的增加，急于找到一种方法回收矿石中细粒金属。19世纪末，随着人们对矿物表面性质的认识深化，出现了薄膜浮选法和全油浮选法。20世纪初，泡沫浮选法应用选别有色金属和黄金矿 今天所应用的泡沫浮选起源于几乎一个世纪以前的澳大利亚。1911年在美国蒙大拿州的Basin建立了第一座浮选厂-Timber Butte选厂。到1980年,239座浮选厂共消耗了772万t浮选药剂和6
3、56亿kWh的能量,处理了44亿t矿石。1980年,消耗了383万t浮选药剂,从205亿t的铜矿石中生42万精矿。处理量第二大的矿石是磷酸盐矿石109亿t,消耗了227万t药剂,生产出2660万t磷精矿。铁矿石的生产主要也采用浮选法,从3890万t的矿石中生产出2150万t的铁精矿,消耗掉61万t浮选药剂。由于世界范围内几乎有20亿t矿石是经过浮选处理的,因此泡沫浮选显然是表面化学在工艺中最重要的应用之一,尤其是用于控制液-固界面。成功的浮选分离取决于在液体介质中固体颗粒与气泡间的相互反应。通过添加适宜的浮选药剂和pH调整剂来改进水分子与矿物表面间的相互反应的方法是实现从大量的复杂矿石(我们的
4、矿物资源)中选择性地分离有用矿物的关键。泡沫浮选法并不是起源于理论研究,而是本世纪的经验积累的结果。若不是所有的理论研究,至少也是大多数理论研究用来解释现有工艺的良好性能。大多数选矿和冶金基础研究带有事后检查研究性质,或者如弗莱明和凯彻内尔精辟的描述,它是一门“追踪科学”。 浮选法的发生和发展也促进了黄金选矿业的发展，特别是对脉金矿的利用和在有色金属矿石中综合回收黄金创造了条件目前，浮选法已成为处理金矿石生产黄金的重要工艺。我国许多脉金矿山选矿厂是以浮选工艺为主或以单一浮选工艺装备起来的。浮选厂的金回收率达到90%以上且可综合回收以金为主的低品位多金属。 小于10um细颗粒金是很难用重选法回收
5、的浮选利用矿物表面物理化学性质的差异可以选收细粒，甚至微细粒矿物。超细粒浮选或荷载体浮选和离子浮选可以回收微细粒金。 解放前中国有几座黄金浮选厂和副产回收金银的有色金属浮选厂。目前，黄金浮选工艺已广泛用于金选矿厂，即使是乡镇小矿和个体采金户均能成功于运用浮选法选收黄金。二：浮选基本原理矿物颗粒自身表面具有疏水性或经浮选药剂作用产生或增强疏水性。疏水就是亲油和亲气体，可在液，气或水油的界面发生聚集。经过一系列工艺处理后的金矿粒虽然密度大却能与气泡和浮选剂亲合而被浮于浮选机的矿液表面，将作为泡沫产品回收。 当入选矿粒小于l0um时需要采用特殊的浮选法。常用的有用絮凝剂使细粒金或含金矿物絮凝成较大颗
6、粒，脱出脉石细泥后再浮去粗粒脉石，这是絮凝浮选。荷载体浮选是用粒度适于浮选的矿粒作荷载体，使微细粒金粘附于荷载体表面并随上浮而成金精矿。用油类使细矿粒团聚进行浮选的油团聚浮选和乳化浮选。利用高温化学反应使矿石中金属矿物转化为金属后再浮选的离析浮选对金矿石不常采用。关于使用泡沫浮选法回收金泥，我国将用于工业领域。三：浮选选煤工艺各种浮选工艺的理论基础大体相同，即矿粒因自身表面的疏水特性或经浮选药剂作用后获得的疏水（亲气或油）特性，可在液-气或水-油界面发生聚集。目前应用最广泛的是泡沫浮选法。矿石经破碎与磨碎使各种矿物解离成单体颗粒，并使颗粒大小符合浮选工艺要求。向磨矿后的矿浆加入各种浮选药剂并搅
7、拌调和，使与矿物颗粒作用，以扩大不同矿物颗粒间的可浮性差别。调好的矿浆送入浮选槽，搅拌充气。矿浆中的矿粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的矿粒选择性地粘附于气泡并被携带上升成为气-液-固三相组成的矿化泡沫层，经机械刮取或从矿浆面溢出，再脱水、干燥成精矿产品。不能浮起的脉石等矿物颗粒，随矿浆从浮选槽底部作为尾矿产品排出，有时，将无用矿物颗粒浮出，有用矿物颗粒留在矿浆中，称为反浮选，如从铁矿石中浮出石英等。浮选机主要用于选别铜、锌、铅、镍、金等有色金属，也可以用于黑色金属和非金属的粗选和精选。选机由电动机三角带传动带动叶轮旋转，产生离心作用形成负压，一方面吸入充足的空气与矿浆混合，一方面搅拌矿浆与药物混
8、合，同时细化泡沫，使矿物粘合泡沫之上，浮到矿浆面再形成矿化泡沫。调节闸板高度，控制液面，使有用泡沫被刮板刮出。 煤泥和药剂充分混合后给入浮选机的第一室的槽底下，叶轮旋转后，在轮腔中形成负压，使得槽底下和槽中的矿浆分别由叶轮的下吸口和上吸口进入混合区，也使得空气沿导气套筒进入混合区，矿浆、空气和药剂在这里混合。 在叶轮离心力的作用下，混合后的矿浆进入矿化区，空气形成气泡并被粉碎，与煤粒充分接触，形成矿化气泡，在定子和紊流板的作用下，均匀地分布于槽体截面，并且向上移动进入分离区，富集形成泡沫层，由刮泡机构排出，形成精煤泡沫。 分选转环慢速旋转，当分选室进入浮场区时，此时入选物料经矿浆分配器分别给到
9、6个分选点，弱磁性矿粒被吸在齿板上并随分选环转动。非磁性矿粒在重力与矿浆流的作用下经过齿板的缝隙，排入分选环下部的尾矿槽中。分选室转至中矿清洗位置时，少量清洗水给入，将夹杂的脉石，连生体及矿泥洗入尾矿槽中（该机未设置中矿槽），以达到提高精矿质量的目的。当分选室转到磁场很弱的位置时（精矿冲洗区），喷入压力水，将吸在齿板上的弱磁性矿粒冲入精矿槽中。随后分选室转到另一个极性相反的磁场区，分选环每转一周，其中每个分选室如此反复6次。 槽底上面未被矿化的煤粒会通过循环孔和上吸口再一次混合、矿化和分离。槽底下未被叶轮吸入的部分矿浆，通过埋没在矿浆中的中矿箱进入第二室的槽底下，完成第一室的全部过程后，进入第
10、三室，浮选机如此周而复始，矿浆通过最后一室后进入尾矿箱排出最终尾矿。浮选工艺： 在浮选过程中，矿物的沉浮几乎与矿物密度无关。比如黄铜矿与石英，前者密度为4.2，后者为2.68，可是重矿物的黄铜矿很容易上浮，石英反而沉在底部。经研究发现矿物的可浮性与其对水的亲和力大小有关，凡是与水亲和力大，容易被水润湿的矿物，难于附着在气泡上难浮。而与水亲和力小，不易被水润湿的矿物，容易上浮。 浮选与其他选矿方法一样，要做好选别前的物料准备工作，即矿石要经过磨矿分级，达到适宜于浮选的浓度细度。此外，浮选还有以下几个基本作业： 一、矿浆的调整与浮选药剂的加入。其目的是要造成矿物表面性质的差别，即改变矿物表面的润湿
11、性，调节矿物表面的选择性，使有的矿物粒子能附着于气饱，而有的则不能附着于气泡。 二、搅伴并造成大量气泡。借助于浮选机的充气搅拌作用，导致矿浆中空气弥散而形成大量气泡，或促使溶于矿浆中的空气形成微饱析出。 三、气泡的矿化。矿粒向气泡选择性地附着，这是浮选过程中最基本的行为。 浮选是以矿物被水润湿性不同为基础的选矿方法。一般把矿物易浮与难浮的性质称为矿物的可浮性。浮选就是利用矿物的可浮性的差异来分选矿物的。在现代浮选过程中，浮选药剂的应用尤其重要，因为经浮选药剂处理后，可以改变矿物的可浮性，使要浮的矿物能选择性地附着于气泡，从而达到选矿的目的。四：浮选药剂浮选时使用各种药剂来调节入选矿物和浮选介质
12、的物理化学性质，从而扩大金矿物或含金矿物与脉石间亲琉水性的差异，使之更好地分选，达到提高金回收率的目的。常用的浮选剂分三大类：捕收剂，起泡剂，调整剂。 ：捕收剂自然界中除煤、石墨、硫磺、滑石和辉钼矿等矿物颗粒表面疏水、具有天然的可浮性外，大多数矿物均是亲水的，金矿物也是如此。加一种药剂能改变矿物颗粒的亲水性而产生疏水性使之可浮，这种药剂通常称之为捕收剂。捕收剂通常是极性捕收剂和非极性捕收剂。极性捕收剂由能与矿物颗粒表面发生作用的极性基团和起疏水作用的非极性基团两部分组成。当这类捕收剂吸附于矿粒表面时，其分子或离子呈定向排列，极性基团朝向矿物颗粒表面，非极性基团朝外形成疏水膜，从而使矿位具有可浮
13、性 与铜、铅、锌、铁等硫化矿物伴生的金，在浮选时常用有机硫代化合物作浦收剂例如，烷基（乙、丙、丁、戊基等）二硫代碳酸钠（钾），又称黄原酸盐，俗称黄药。如NaS2COCH2CH3，在含金多金属矿石的浮选时，多采用乙基黄药和丁基黄药。烷基二硫代磷酸或其盐类，如(RO)2PSSH，式中R为烷基，俗称黑药 烷基二硫代氨基甲酸盐和黄原酸盐的酯类衍生物等也是硫化矿物常用的捕收剂。也是浮选含金多金属硫化矿的常用描收剂，常与黄药类同时使用 非离子型极性捕收剂的分子不解离，如含硫酯类，非极性捕收剂为烃油（中性油），如煤油、柴油等。 ：起泡剂具有亲水基团和疏水基团的表面活性分子，定向吸附于水一空气界面，降低水溶液
14、的表面张力，使充入水中的空气易于弥散成气泡和稳定气泡。起泡剂和捕收剂联合在一起吸附于矿物颗粒表面，使矿粒上浮。常用的起泡剂有：松树油，俗称二号油、酚酸混合脂肪醇，异构己醇或辛醉、醚醉类以及各种酯类等：调整剂调整剂可分为五类：(1) pH值调整剂。用它来调节矿浆的酸碱度，用以控制矿物表面特性、矿浆化学组成以及其他各种药剂的作用条件，从而改善浮选效果。在氰化过程中也同样要调节矿浆pH值的。常用的有石灰、碳酸钠、氢氧化钠和硫酸等。在选金时，最常用的调节剂是石灰和硫酸。(2)活化剂定义：活化剂是浮选药剂中调整剂之一。用以通过改变矿物表面的化学组成，消除抑制剂作用，使之易于吸附捕收剂。如磷酸乙二胺、磷酸丙二胺、二甲苯、氟硅酸钠、硫酸铵、氯化铵、硫酸亚铁、氢氧化铵等活化作用大致可分为：1、自发活化作用；2、预先活化作用；3、复活作用；4、硫化作用。 定义：降低某种矿粒表面的疏水性，使它们不容易浮起的浮选剂。自发活化作用： 处理有色多金属矿石时，在磨矿过程中矿物表面与一些可溶性盐离子自发进行的作用，例如闪锌矿与硫化铜矿物共生时，在矿石开采出来以后的氧化作用总有少量硫化铜矿物被氧化成为硫酸铜，在矿浆中Cu2+离子与闪锌矿表面作用使之活化，给铜锌分离造
