浮選法是指據(jù)礦物表面物理、化學(xué)性質(zhì)的差異從水的懸浮體(礦漿)中浮出固體礦物的選礦過(guò)程。浮選在選礦工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,最適于分選品位低、顆粒細(xì)的浸染礦石。
簡(jiǎn)述
浮選法是利用礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的不同來(lái)分選礦物的選礦方法。工業(yè)上廣泛應(yīng)用的是泡沫浮選,它的特點(diǎn)是有用礦物選擇性地附著在礦漿中的空氣泡上,并隨之上浮到礦漿表面,達(dá)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(dá)到單體解離以便分選。并添加浮選藥劑。浮選時(shí)往礦漿中導(dǎo)入空氣,使形成大量的氣泡,于是不易被水潤(rùn)濕的,即通常稱(chēng)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(rùn)濕的,即通常稱(chēng)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(dá)到分選的目的。
一般是將有用礦物浮入泡沫產(chǎn)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(shí)卻將脈石礦物浮入泡沫產(chǎn)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(yōu)先浮選,即把有用礦物依次一個(gè)一個(gè)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(shí)選出為混合精礦,然后再把混合精礦中的有用礦物一個(gè)一個(gè)地選分開(kāi)。
浮選應(yīng)用范圍特別廣泛,絕大多數(shù)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(duì)于細(xì)粒嵌布、成分復(fù)雜的礦石,采用浮選法處理時(shí),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(jù)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(dāng)空氣通入廢水時(shí),廢水中的細(xì)小顆粒物共同組成三相體系。細(xì)小顆粒黏附到氣泡上時(shí),使氣泡界面發(fā)生變化。顆粒能否黏附于氣泡上與顆粒和液體的表面性質(zhì)有關(guān)。親水性顆粒易被水潤(rùn)濕,水對(duì)它有較大的附著力,氣泡不易把水推開(kāi)取而代之,這種顆粒不易黏附于氣泡上而除去。而疏水性顆粒則容易附著于氣泡而被除去。
各種物質(zhì)對(duì)水的親疏性,可用它們與水的接觸角θ(以對(duì)著水的兩切線夾角為準(zhǔn))來(lái)衡量。接觸角的為親水型物質(zhì),的為疏水物質(zhì)。
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(zhì),使其改為疏水性,易于黏附于氣泡上。同時(shí)浮選劑還有促進(jìn)起泡的作用,可使廢水中的空氣形成穩(wěn)定的小氣泡,以利于氣浮。
浮選劑的種類(lèi)很多,如松香油、石油及煤油產(chǎn)品,脂肪酸及其鹽類(lèi)、表面活性劑等。對(duì)不同性質(zhì)的廢水應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)選擇合適的品種和投加量,也可參照礦冶工業(yè)浮選的資料。
浮選劑
浮選劑的種類(lèi)很多,根據(jù)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(lèi)或胺類(lèi)等。其分子本身既有疏水基團(tuán)又有親水基團(tuán)。親水性基團(tuán)可以附在顆粒的表面上,而疏水性基團(tuán)朝外,這樣,使親水性的顆粒表面可轉(zhuǎn)化為疏水性的表面而粘附在氣泡上。
(2)起泡劑。如松節(jié)油等,它作用在氣一液接觸面上,用以分散空氣,形成穩(wěn)定的氣泡。
(3)pH值調(diào)整劑。其作用是調(diào)整廢水的pH值,使之在最適合浮選的pH值下,進(jìn)行浮選,以提高浮選的效果。
(4)活化劑。一般多是無(wú)機(jī)鹽類(lèi),其作用是使原來(lái)不易被捕收劑作用的顆粒表面,變?yōu)橐子?a href="/hebeideji/3477736922427364323.html">吸附捕收劑,加強(qiáng)捕收劑的作用效果。
總之,選加浮選劑的種類(lèi),應(yīng)根據(jù)廢水的性質(zhì)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(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛。幾乎所有的石油煉廠都是采用這種方法來(lái)處理廢水中的乳化油,并獲得較好的處理效果。出水中含油量可以達(dá)。
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(dá)飽和狀態(tài),然后由加壓狀態(tài)突然減至常壓,這時(shí)溶解在水中的空氣就成了過(guò)飽和狀態(tài),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(guò)程中,捕集廢水的懸浮顆粒以及膠狀物質(zhì)等,一同帶出水面。然后從水面上將其去除。
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(xì)小的氣泡,均勻地進(jìn)入廢水;而廢水從池上部進(jìn)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后上浮到水面,由排渣裝置刮送到泥渣出口處排出。凈化水通過(guò)水位調(diào)節(jié)器由出水管流出。
曝光浮選法的特點(diǎn)是動(dòng)力消耗最小,但由于氣泡較大,而又很難均勻,故浮選效果略差些,同時(shí)操作過(guò)程中,多孔充氣器需經(jīng)常進(jìn)行清理防止堵塞,這給操作帶來(lái)不便。
(三)真空浮選法
該法是使廢水與空氣同時(shí)被吸入真空系統(tǒng)后接觸;一般真空度為27kPa~40kPa,在真空系統(tǒng)內(nèi),空氣泡會(huì)大量產(chǎn)生,氣泡攜帶廢水中的顆粒物質(zhì)浮于水面,即可去除。
這種方法多用在油料生產(chǎn)工業(yè)廢水的治理方面,去除抽脂懸浮物效果較好,便于管理,但運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力費(fèi)用較高,機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分運(yùn)轉(zhuǎn)不夠穩(wěn)定,因此,國(guó)內(nèi)采用的不多。
(四)電解浮選法
電解浮選法,是對(duì)廢水進(jìn)行電解,這時(shí)在陰極產(chǎn)生大量的氫氣。氫氣泡直徑很小,僅有,廢水中的顆粒物質(zhì)黏附在氫氣泡上,隨它上浮,從而達(dá)到凈化廢水的目的。同時(shí),在陽(yáng)極電離形成的氫氧化物,又起著聚合氯化鋁和浮選劑的作用,幫助廢水中的污染物質(zhì)上浮或下沉,有利廢水的凈化。
電解浮選的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的小氣泡數(shù)量很大,每平方米的電極可以在1min內(nèi)產(chǎn)生 個(gè)小氣泡,在利用可溶性陽(yáng)極時(shí),浮選過(guò)程和沉降過(guò)程可結(jié)合進(jìn)行,裝置簡(jiǎn)單。這是一種新的廢水凈化處理方法。
(五)生物浮選法
此法是將活性污泥投放到浮選池內(nèi),依靠微生物的增長(zhǎng)和活動(dòng)來(lái)產(chǎn)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,使水凈化。
特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
1、適于處理品位低、嵌布較細(xì)的礦石;
2、適于處理多金屬共生復(fù)雜的礦石,可分別回收、富集成多種產(chǎn)品的精礦;
3、可進(jìn)一步處理其他選礦方法得到的粗精礦、中礦或尾礦;
4、應(yīng)用范圍廣,分選效率高
缺點(diǎn):耗藥劑,需細(xì)磨,成本高,浮選劑易造成環(huán)境污染
參考資料 >