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1、浮选过程中矿粒与气泡相互作用浮选过程中矿粒与气泡相互作用 u浮浮选选机机是是实实现现浮浮选选过过程程的的工工业业设设备备，也也是是影影响响浮浮选选技技术术指指标标的的一一个个重要因素。重要因素。u浮浮选选设设备备主主要要包包括括浮浮选选机机和和辅辅助助设设备备(搅搅拌拌槽槽、给给药药机机等等)。浮浮选选机机为为标准设备，而辅助设备大多属于非标准件。标准设备，而辅助设备大多属于非标准件。1浮选机2浮选机工作原理 浮选过程浮选过程n浮选物料先在搅拌捅中与药剂作用，并调成具有一定浓度的浮选物料先在搅拌捅中与药剂作用，并调成具有一定浓度的矿浆，然后进入浮选机。矿浆，然后进入浮选机。n在浮选机中添加起泡
2、剂，并进行适当的搅拌，疏水性较强的在浮选机中添加起泡剂，并进行适当的搅拌，疏水性较强的矿粒与气泡相遇，并附着在气泡上，升浮到矿浆液面，刮取后矿粒与气泡相遇，并附着在气泡上，升浮到矿浆液面，刮取后成为精矿；亲水性较强的脉石粒则随矿浆流出即为尾矿。成为精矿；亲水性较强的脉石粒则随矿浆流出即为尾矿。3& 搅搅拌拌区区：对对矿矿浆浆空空气气混混合合物物进进行行激激烈烈搅搅拌拌，粉粉碎碎空空气气流流，使使气气泡泡弥弥散散；避避免免矿矿粒粒沉沉淀淀，增增加加矿矿粒粒与与气气泡泡的的接接触触几几率率等等；气气泡泡升升浮浮速度较慢。速度较慢。& 分分离离区区：气气泡泡随随浆浆气气流流一一起起上上浮浮，并并与与
3、气气泡泡附附着着形形成成矿矿化化气气泡泡。随静水压力的减小，矿化气泡的升浮速度逐渐增加。随静水压力的减小，矿化气泡的升浮速度逐渐增加。& 泡泡沫沫区区：矿矿化化气气泡泡升升浮浮至至浮浮选选槽槽液液面面形形成成泡泡沫沫层层。由由于于大大量量气气泡泡聚聚集集，其其升升浮浮速速度度减减慢慢。上上层层气气泡泡不不断断自自发发兼兼并并，具具有有二二次次富富集集作用。作用。 43.1.1 浮选机的基本作用浮选机的基本作用u充充气气作作用用：引引入入空空气气，产产生生大大小小合合适适、数数量量足足够够，稳稳定定性性适适宜宜的的气气泡泡，并并使之分散在矿浆中。使之分散在矿浆中。u搅拌作用：搅拌作用： 使矿粒悬
4、浮并均匀分布在浮选槽内；使矿粒悬浮并均匀分布在浮选槽内； 促进某些难溶药剂的溶解和分散；促进某些难溶药剂的溶解和分散； 赋予矿浆一定的动能，促进矿粒与气泡和药剂间的作用。赋予矿浆一定的动能，促进矿粒与气泡和药剂间的作用。 搅拌强度要适宜搅拌强度要适宜 u循环作用：矿浆多次通过充气搅拌机构，加强矿粒与气泡的碰撞几率。循环作用：矿浆多次通过充气搅拌机构，加强矿粒与气泡的碰撞几率。 矿浆的循环量应能够调节，以创造最佳的浮选条件。矿浆的循环量应能够调节，以创造最佳的浮选条件。u形形成成平平稳稳的的泡泡沫沫区区：矿矿化化气气泡泡升升至至液液面面，应应能能形形成成具具有有一一定定厚厚度度的的三三相相泡泡沫
5、层，并产生二次富集作用。沫层，并产生二次富集作用。 u连续作业并利于调节：工业使用的浮选机，应能连续地给矿和排矿。连续作业并利于调节：工业使用的浮选机，应能连续地给矿和排矿。53.1.2 浮选机评价浮选机评价（参考指标）（参考指标）充气性能与浮选指标（精矿、尾矿的数量和质量）充气性能与浮选指标（精矿、尾矿的数量和质量）处理能力（各种形式）处理能力（各种形式） 处处理理量量：单单位位容容积积浮浮选选槽槽在在单单位位时时间间内内处处理理的的矿矿物物吨吨数，数，t/m3h，t/台台h； 矿矿浆浆通通过过能能力力：浮浮选选机机在在单单位位时时间间通通过过的的矿矿浆浆体体积积m3/h。动力消耗动力消耗(
6、吨原矿计吨原矿计)价格、安装、运行、维护及占地面积等。价格、安装、运行、维护及占地面积等。6 3.1.3 浮选机的分类浮选机的分类浮选机种类繁多，分类方法也比较多。浮选机种类繁多，分类方法也比较多。通常，按充气和搅拌方式的不同对其进行分类。通常，按充气和搅拌方式的不同对其进行分类。根据是否具有机械搅拌器，可将浮选机分为机械搅拌式根据是否具有机械搅拌器，可将浮选机分为机械搅拌式和无机械搅拌式。和无机械搅拌式。根据充气方式的不同，机械搅拌式浮选机又分为自吸气根据充气方式的不同，机械搅拌式浮选机又分为自吸气式和压气式，无机械搅拌式浮选机分为空气压入式和空式和压气式，无机械搅拌式浮选机分为空气压入式和
7、空气析出式以及真空减压式等。气析出式以及真空减压式等。783.1.4 浮选矿浆的充气浮选矿浆的充气矿浆充气是泡沫浮选的前提，是决定浮选机效果的主要因素。矿浆充气是泡沫浮选的前提，是决定浮选机效果的主要因素。浮选矿浆充气主要包括两个过程：气泡的生成、气泡的兼并和溶解。浮选矿浆充气主要包括两个过程：气泡的生成、气泡的兼并和溶解。气泡生成，原则上有三种方法：气泡生成，原则上有三种方法： 机械搅拌作用将空气流粉碎生成气泡；机械搅拌作用将空气流粉碎生成气泡； 空气通过多孔介质的细小孔眼形成气泡；空气通过多孔介质的细小孔眼形成气泡； 气体从矿浆中析出形成微泡气体从矿浆中析出形成微泡。9气泡生成气泡生成1.
8、机械搅拌用粉碎空气流形成气泡机械搅拌用粉碎空气流形成气泡机械搅拌式浮选机中气泡生成的主要方式。机械搅拌式浮选机中气泡生成的主要方式。搅搅拌拌使使矿矿浆浆产产生生强强烈烈的的漩漩涡涡运运动动，漩漩涡涡的的剪剪切切作作用用可可将空气分散成直径不等的气泡。将空气分散成直径不等的气泡。搅搅拌拌的的强强度度越越大大，气气流流被被剪剪切切分分割割成成的的气气泡泡直直径径越越小小，数量越丰富。数量越丰富。搅搅拌拌强强度度过过大大，会会导导致致液液面面不不稳稳，且且能能耗耗显显著著增增加加；气泡直径太小，对粗粒上浮不利。气泡直径太小，对粗粒上浮不利。加加入入起起泡泡剂剂，在在同同样样的的动动能能消消耗耗下下，
9、可可生生成成数数量量多多、稳定、细小的气泡。稳定、细小的气泡。10机械搅拌分散空气示意图机械搅拌分散空气示意图11气泡生成气泡生成2.空气通过多孔介质的细小孔眼形成气泡空气通过多孔介质的细小孔眼形成气泡压压入入式式浮浮选选机机（如如浮浮选选柱柱）的的气气泡生成采用此方式。泡生成采用此方式。多多孔孔介介质质如如帆帆布布、微微孔孔陶陶瓷瓷以以及及微孔塑料等。微孔塑料等。影响因素：影响因素： 气体压力气体压力 (大小由充气器决定大小由充气器决定) 孔的大小孔的大小 (影响空气通过的阻力影响空气通过的阻力) 孔的间隔孔的间隔 (影响气泡兼并影响气泡兼并)添添加加起起泡泡剂剂，由由于于气气-液液界界面面
10、张张力力降降低低，有有利利于于气气泡泡从从细细孔孔通通过过，并可以防止细孔间气泡的兼并。并可以防止细孔间气泡的兼并。 空气通过细孔形成气泡示意图空气通过细孔形成气泡示意图12气泡生成气泡生成3.气体从矿浆中析出形成微泡气体从矿浆中析出形成微泡正正常常情情况况下下，矿矿浆浆中中都都溶溶有有一一定定量量的的空空气气，当当压压力力降降低低时时，溶溶解解的的气气体体就就会以微泡的形式析出。会以微泡的形式析出。(亨利定律亨利定律)矿矿浆浆压压力力降降低低的的原原因因很很多多：如如压压力力矿矿浆浆的的喷喷射射，矿矿浆浆由由槽槽底底向向顶顶部部运运动动，叶轮叶片后缘压力的降低，叶轮甩出矿浆时造成瞬时的压力波
11、动和降低等；叶轮叶片后缘压力的降低，叶轮甩出矿浆时造成瞬时的压力波动和降低等；从从矿矿浆浆中中析析出出的的气气泡泡具具有有直直径径小小、分分散散度度高高、气气-液液界界面面大大、有有选选择择地地优优先在疏水性矿粒表面析出的特点，被称为活性微泡。先在疏水性矿粒表面析出的特点，被称为活性微泡。喷射式浮选机气泡生成的主要方式。喷射式浮选机气泡生成的主要方式。 通常，浮选机中气泡的生成方式是上述一种或几种方通常，浮选机中气泡的生成方式是上述一种或几种方式的结合。式的结合。13气泡的兼并和溶解气泡的兼并和溶解气泡兼并是一个自发过程。如果兼并过快，将使矿浆中气泡的数气泡兼并是一个自发过程。如果兼并过快，将
12、使矿浆中气泡的数量减少，直径增大，稳定性降低，对矿化过程不利；量减少，直径增大，稳定性降低，对矿化过程不利；气泡在液相中溶解使气泡消失，矿浆中的气泡数量减少，对矿化气泡在液相中溶解使气泡消失，矿浆中的气泡数量减少，对矿化不利。但气泡溶解一般不像气泡兼并现象明显；不利。但气泡溶解一般不像气泡兼并现象明显；浮选过程应主要控制气泡兼并不能过快，添加起泡剂可以减少气浮选过程应主要控制气泡兼并不能过快，添加起泡剂可以减少气泡兼并。泡兼并。14气泡的升浮运动气泡的升浮运动u在在不不同同的的矿矿浆浆浓浓度度下下，气气泡泡群群的的平平均均升升浮浮速速度度为为34cm/s，单单个个气气泡泡在在静静止止纯纯液液体
13、体中中的的升升浮浮速速度度是是2030cm/s.这这是是由由于于矿矿浆浆中中存存在在矿矿粒粒、起起泡泡剂剂以以及及矿矿浆浆运运动动的的涡涡流流特特性性等等，对对气气泡泡的的升升浮浮运运动动起起到了阻碍作用。到了阻碍作用。u一一定定范范围围内内，随随矿矿浆浆浓浓度度的的增增大大，气气泡泡升升浮浮的的平平均均速速度度减减慢慢。但但矿矿浆浆过过浓浓，空空气气不不容容易易弥弥散散，呈呈大大气气泡泡升升浮浮，使使气气泡泡的的升升浮浮速速度度又有所提高。又有所提高。u矿化气泡的升浮，还受负载矿粒的影响。矿化气泡的升浮，还受负载矿粒的影响。矿浆浓度矿浆浓度%平均升浮速度平均升浮速度cm/s矿浆浓度矿浆浓度%
14、平均升浮速度平均升浮速度cm/s104.05352.88153.39503.70153.1.4 充气程度测定与评价充气程度测定与评价矿浆充气程度：矿浆中的空气含量、气泡的弥散程度矿浆充气程度：矿浆中的空气含量、气泡的弥散程度以及气泡在矿浆中分布的均匀性。以及气泡在矿浆中分布的均匀性。矿浆充气程度直接影响气泡的矿化、浮选的速度、以矿浆充气程度直接影响气泡的矿化、浮选的速度、以及工艺指标和药剂用量等。及工艺指标和药剂用量等。矿浆的充气程度与浮选机的类型、充气器的结构、搅矿浆的充气程度与浮选机的类型、充气器的结构、搅拌强度、矿浆浓度以及起泡剂用量等有关。拌强度、矿浆浓度以及起泡剂用量等有关。16充气
15、量及其测定充气量及其测定l充气量：浮选机正常工作时，单位时间、单位浮选槽面积所具充气量：浮选机正常工作时，单位时间、单位浮选槽面积所具有的空气量（有的空气量（m3/m2min）。）。l矿浆中气泡数量直接影响浮选速度，故要求充气量大；矿浆中气泡数量直接影响浮选速度，故要求充气量大；l不同矿物、不同工艺要求不同的充气量，要求其易于调节。不同矿物、不同工艺要求不同的充气量，要求其易于调节。l对机械搅拌吸气式浮选机而言，充气量大小取决于真空度对机械搅拌吸气式浮选机而言，充气量大小取决于真空度h0 ：17气泡弥散程度气泡弥散程度一定充气量时空气分散成气泡的程度，表示充气质量。一定充气量时空气分散成气泡的
16、程度，表示充气质量。弥弥散散程程度度越越高高，生生成成的的气气泡泡越越小小，矿矿浆浆中中气气泡泡数数量量越越多多，矿矿粒粒与与气气泡的碰撞附着机会越大。泡的碰撞附着机会越大。矿浆浓度过大或过小时，空气的弥散程度均比较差。矿浆浓度过大或过小时，空气的弥散程度均比较差。根据气泡直径判断弥散程度。根据气泡直径判断弥散程度。但气泡过小，不利于携带矿粒上浮，且升浮速度慢，影响浮选速度。但气泡过小，不利于携带矿粒上浮，且升浮速度慢，影响浮选速度。添加起泡剂和加强搅拌可提高气泡的弥散程度。添加起泡剂和加强搅拌可提高气泡的弥散程度。18气泡分布均匀性气泡分布均匀性气泡在浮选机中并不是均匀分布在整个矿浆中，但只
17、有在气泡存在气泡在浮选机中并不是均匀分布在整个矿浆中，但只有在气泡存在的那部分矿浆中，矿粒和气泡才有机会碰撞、附着。的那部分矿浆中，矿粒和气泡才有机会碰撞、附着。有气泡存在的那部分槽体的容积称为充气容积或有效容积。有气泡存在的那部分槽体的容积称为充气容积或有效容积。 充气容积充气容积槽体容积有效利用系数槽体容积有效利用系数= 槽体总容积槽体总容积气泡分布越均匀，按单位槽体衡量的浮选机生产能力就越大。气泡分布越均匀，按单位槽体衡量的浮选机生产能力就越大。气泡分布的均匀性可用充气均匀度气泡分布的均匀性可用充气均匀度K和充气容积利用系数和充气容积利用系数F来评价来评价提高搅拌强度可以改善气泡分布的均匀性。提高搅拌强度可以改善气泡分布的均匀性。有研究表明：矿浆浓度为有研究表明：矿浆浓度为2035%时，气泡的弥散程度和分布均匀性时，气泡的弥散程度和分布均匀性最好，浮选效率也最佳。最好，浮选效率也最佳。19
