细粒矿物絮团浮选的理论和应用

絮团浮选是一种分选细粒有用矿物的有效方法.这个方法的基础是,首先分散细矿粒,然后通过添加特效吸附的捕收剂使矿粒表面疏水,再在强裂剪切搅拌矿浆时,使有用矿粒选择性絮凝.添加少量非极性油来强化絮凝过程.本文首先简单叙述了絮团浮选法,再根据试验结果讨论了影响絮团浮选过程的参数,最后介绍了几个应用絮团浮选法分选细粒金银矿物、细粒硫化矿和细粒煤的实例.     

微细粒矿物的分选技术

针对微细粒矿物的产生、分选难点以及分选回收的重要意义,介绍了选择性絮团浮选、载体浮选、疏水絮团浮选、微泡浮选4种微细粒矿物分选技术的研究现状,并提出了微细粒矿物分选的发展方向。     

细粒方铅矿和闪锌矿的絮闭浮选

本文研究了浮选方铅矿和闪锌矿絮闭的方法，即所谓的絮闭浮选法。通过戊基钾黄药和动能输入引疏水絮凝。用－20μm单矿物进行微量浮选和絮闭粒度测定，研究了PH值，戊基钾黄药的浓度，煤油用量和搅拌强度等参数对絮闭浮选的影响。结果表明，絮闭浮选效果与絮团密度相关，在优化的操作条件下，方铅矿和闪锌矿的絮闭浮选回收率可达到100％，而常规浮选的回收率只有40％，试不发现，少量的煤油可大幅度改进浮选指标，大量节省戊基钾黄药的用量，还用墨西哥Rey de Plata细粒浸染的铅、锌、银、金和铜矿石进行了絮闭浮选试验，试验结果表明，不仅闭浮选的尾矿有用金属损失低，而且精选效率，获得的精矿闰的回收率均比常规浮选高得多，前者可能是由于细粒有用矿物回收率高，后者可能是由于絮团形成和添加煤油使有用矿物浮选速度加快。     

以疏水絮团形式从铁矿石中磁选细粒赤铁矿和褐铁矿

本文研究了絮团磁选（FMS）法，即以絮团形式磁选细粒弱磁性铁矿石，以代替强磁选机或高梯度磁选机处理细粒弱磁性铁矿石，本研究用细磨至微米级的赤铁矿和褐铁矿进行，添加油酸钠和煤油引起疏水絮凝，形成大的絮团。试验结果表明，与相同条件下的常规磁选相比，FMS法可以用中场强磁选机有效地回收细粒赤铁矿和褐铁矿，并且获得高的分选效率。FMS法处理铁品位为30．5％的赤铁矿矿石时，获得的精矿品位为64％，回收率为82％。研究发现，FMS法的分选效率与疏水絮凝主要参数（油酸钠用量，搅拌时间和煤油用量）密切相关。这表明，FMS法具有高的分选效率可归因于疏水絮团的形式，使得磁场作用在细粒铁矿物的磁力增大，在磁选机中细粒铁矿物更易附着在齿板上，从而进入磁性精矿中。     

细粒方铅矿和闪锌矿的絮团浮选

本文研究了浮选方铅矿和闪锌矿絮团的方法,即所谓的絮团浮选法.通过戊基钾黄药和动能输入引起疏水絮凝.用-20μm单矿物进行微量浮选和絮团粒度测定.研究了pH值、戊基钾黄药的浓度、煤油用量和搅拌强度等参数对絮团浮选的影响.结果表明,絮团浮选效果与絮团粒度密切相关.在优化的操作条件下,方铅矿和闪锌矿的絮团浮选回收率可达到100%,而常规浮选的回收率只有40%.试验还发现,少量的煤油可大幅度改进浮选指标,大量节省戊基钾黄药的用量.还用墨西哥Rey de Plata细粒浸染的铅、锌、银、金和铜矿石进行了絮团浮选试验.试验结果表明,不仅絮团浮选的尾矿有用金属损失低,而且精选效率高,获得的精矿品位和回收率均比常规浮选高得多.前者可能是由于细粒有用矿物回收率高,后者可能是由于絮团形成和添加煤油使有用矿物浮选速度加快.     

煤泥絮团分选超净煤的试验研究

为探索处理动力煤选煤厂煤泥的新途径,以动力煤选煤厂煤泥为研究对象,分析了煤泥的性质、煤泥中矿物质的种类和嵌布特征,通过分步释放浮选试验考察了该煤泥的理论精煤产率和灰分,分析了煤泥经超细粉碎后分选超净煤的可行性。基于扩展DLVO（EDLVO）理论,论证了絮团浮选前采取高剪切搅拌的必要性,研究了高速搅拌对颗粒和药剂之间的促进作用。采用絮团浮选方法,对超细粉碎后的煤泥进行了超净煤分选试验,探讨了高剪切搅拌叶轮线速度、搅拌时间、煤泥粒度和非极性油用量与分选效果的关系。试验结果表明,只有在高速搅拌的情况下超细粉碎后的煤泥颗粒才能形成絮团,并且在与药剂作用后,降低了需要输入的搅拌功耗;高速搅拌还可以促进药剂的分散,从而增加药剂与煤颗粒的碰撞概率;若要达到较好的絮团分选效果,需要一定程度的搅拌强度和适当的搅拌时间。当粉碎平均粒度为4.70 μm、非极性油用量为135.24 kg/t、叶轮线速度为12.56 m/s、搅拌时间5 min时,分选出的超净煤灰分达到1.15%,产率为69.23%。     

絮团形态学特征对絮团与气泡碰撞、吸附的影响

为了研究絮团的形态对絮团与气泡碰撞及吸附的影响,设计了图像分析系统,拍摄了絮团与气泡接触过程中的视频文件并从中提取含有絮团位置及形态特征的静态帧。使用Image Pro Plus 6.0根据絮团的粒径对絮团进行了粒度级的划分,使用统计学的方法,对每个粒度级的絮团与气泡的碰撞及吸附效率进行了分析及计算,发现碰撞效率随絮团粒径的增加而增长,吸附效率先随着粒径的增加而增长但是在絮团粒径为200μm左右时出现转折,开始下降。利用Matlab位置提取程序对絮团运动过程中位置信息进行获取,根据Stokes沉降原理,计算絮团密度,发现絮团的密度随着粒径的规律性变化,在粒径为170μm时密度最大。认为絮团粒径对碰撞效率起主导作用,絮团密度对吸附效率起主导作用。此外,通过观测絮团与气泡接触过程发现,结构密实的絮团自与气泡发生接触后接触点恒定,而结构疏松的絮团与气泡接触后普遍存在旋转的现象,接触点的变化,导致结构疏松的絮团极易从气泡上脱落,吸附效率低。     

机械能输入对超净煤分选中絮团生成的影响

研究了超净煤制备工艺中机械能输入对絮团生成的作用机理,利用扩展的DLVO理论计算微细煤粒间的作用势能并绘制势能曲线,说明机械能的输入是使微细煤粒间克服势能曲线能垒形成絮团的必要条件;对絮团生成过程进行动力学分析计算,说明机械能输入对絮团生成的影响。为了验证机械能输入对絮团生成的影响,通过沉降试验,证实机械能输入对絮团效率的作用,发现搅拌速度在500~2 000 r/min时,絮团效率迅速增加,在2 000 r/min时达到峰值,此后搅拌速度增加絮团效率基本稳定,无明显变化;通过分析金相显微镜拍摄的絮团图片,证实机械能输入对絮团形态的作用,发现絮团的结构随着机械能的输入由松散逐渐紧实,而机械能输入过量后,絮团结构又重新被破坏,最终成为疏松的链状絮团;通过常规浮选法,证实不同机械能输入对超净煤品质的作用,发现在搅拌速度为2 000 r/min时,超净煤产品产率最高,灰分最低。     

机械剪切对煤泥絮团结构特性及影响机理的研究

煤泥絮团结构对自身沉降有着显著的影响,针对煤泥水处理过程中存在水流剪切造成絮团结构不一,导致沉降效果不佳等问题,探讨机械剪切对不同分子量絮凝剂所形成的絮团结构的影响和絮凝剂结构的影响。通过PIV粒子测速仪对絮团的跟踪拍摄和分光光度计对上清液的测量,研究机械剪切对絮团结构特性、上清液粒度含量分布及透射比的影响,利用旋转黏度计和扫描电镜(SEM)研究了机械剪切对絮凝剂黏度大小和分子链结构的影响。研究结果表明,机械剪切强度的改变影响絮团的粒径、有效密度、絮凝剂的黏度和分子链结构。机械强度增大使上清液透射比、絮团大小、有效密度出现先增大后减小的趋势,在转速300～400 r/min时,絮团有效密度最大达到673.14 kg/m3,粒径大于0.3 mm含量占比高达96%,上清液透射比达到最大值94.8%,絮团沉降效果最佳。机械剪切强度的提高降低药剂黏度,使得药剂分子链发生断裂,改变了药剂间作用力,降低药剂吸附性能,减小了网捕作用,影响药剂作用效果。在转速200 r/min时,不同分子量絮凝剂的黏度达最大值8.5 m Pa·s,絮凝剂分子链结构表现最为完整。通过改变机械剪切强度,促进煤泥絮团沉降,改善沉降效果,为高效固液分离提供技术支撑。     

微纳米气泡对细粒稀土矿物聚团行为的影响

通过自制微纳米气泡产生装置,研究微纳米气泡对细粒稀土矿物聚团行为的影响。运用图像拍摄系统和Image J图像处理软件,对絮团进行了粒度级的划分,通过统计学的方法和Stokes沉降公式对每个粒度级的絮团与气泡的碰撞及吸附效率进行了分析与计算,较为直观的揭示了微纳米气泡对絮团形态特征的影响。研究结果表明:微纳米气泡的粒径会影响絮团粒度及密度,而絮团的粒径和絮团密度对碰撞效率和吸附效率起主导作用。     

利用疏水絮凝浮选工艺回收黄铁矿烧渣中微细粒金

本文介绍了疏水絮凝浮选法回收黄铁矿烧渣中微细粒金工艺研究。通过药剂遴选试验，影响因素试验确定合理试验流程及药剂制度。试验结果表明，疏水絮凝浮选优于常规浮选，非极性油的添加可强化疏水絮凝过程，显著提高金的品位和回收率，一定强度和时间的机械搅拌是产生疏水絮凝的必要条件，过磨对疏水絮凝浮选工艺没有明显的不利影响。利用疏水絮凝浮选工艺从含金２．９４ｇ／ｔ的黄铁矿烧渣中，获得含金１２６．３ｇ／ｔ、回收率５１．３５％的金精矿。     

微细粒赤铁矿絮凝体物理特性表征研究

在选矿工业中,絮凝已经被广泛地应用于浮选前微细粒矿石的处理。通过絮凝作用形成絮凝体的性质与实际矿石存在较大差异,基于絮凝分形理论以及欧几里得几何理论对微细粒赤铁矿絮凝体粒径分布、沉速、密度、孔隙率、强度以及分形维数等物理特性进行了表征试验研究,为赤铁矿絮凝体的研究提供理论基础。     

在细粒浮选中的高分子效应

本文研究了阴离子型高分子水解聚丙烯酰胺对细粒赤铁矿、钛铁矿和锡石浮选行为的影响,进行了赤铁矿—石英,钛铁矿—长石和锡石—石英三种细粒氯化矿混合矿的分离,结果表明,高分子对细粒矿物的浮选行为具有显著的影响,应用高分子与捕收剂联合浮选工艺可以显著提高细粒矿物的分选效果。通过ζ电位,吸附量,粒度分布和表面张力的测定,揭示了在细粒浮选中高分子的四种作用机理:静电效虚、粒度效应、罩盖效应和络合效应。     

以聚丙烯酸为絮凝剂的细粒黑钨矿絮团浮选机理研究

本文通过药剂吸附研究，絮团粒度测定，絮团形貌分析以及絮团浮选动力学研究，讨论了以聚丙烯酸为絮凝剂、油酸钠为捕收剂的细粒黑钨矿絮团浮选机理。认为聚合物与捕收剂的联合团聚作用是决定絮团粒度组成和浮选行为的主要因素。细粒黑钨矿的浮选和絮团浮选符合二级反应方程，絮团浮选显著提高了细粒黑钨矿的浮选速率。     

攀枝花—西昌地区钒钛磁铁矿的选矿特征

对钒钛磁铁矿的成矿特性，矿物嵌布粒度，不同品位矿石分选规律，磁选、电选、浮选工艺参数等进行了研究和论述。钛磁铁矿主要以粒状集合体形态产出，是固溶体分解结构的复合矿物相，其中的磁铁矿、钛铁晶石、镁铝类晶石、钛铁矿片晶、微细粒磁黄铁矿嵌布粒度微细，难于解离和分选，只能将其作为一个整体来回收。部分解离的钛铁矿可在浮选除硫后用电选回收。     

极弱磁场中微细粒赤铁矿的磁性研究

本文叙述了赤铁矿的结晶构造与磁结构，研究了极弱磁场中微细粒赤铁矿的磁性，并指出赤铁矿磁化后具有剩磁，在极弱磁场中的比磁化系数明显高于常规的中强至强磁场中的相应值，极弱磁场中赤铁矿的磁性基本与粒度无关；加入磁种后，混合体的磁性将随磁种量的加大而基本呈一定斜率的直线方式上升。     

气流床煤气化水系统中絮凝物的絮凝及分形特性

以气流床煤气化细渣与超纯水配制的悬浊液为煤气化黑水的模拟水样,借助工业絮凝剂研究了细渣的絮凝过程。考察了絮凝剂添加量、水样pH值、絮凝时间、搅拌时间等条件对絮凝效果的影响规律。通过热台显微镜观测了悬浮物在水溶液中的絮凝过程,引入分形理论对絮凝物絮凝过程图像进行分析,结合悬浮物浓度测试,揭示分形维数变化所表征的絮凝效果。实验结果表明絮凝体分形维数与絮凝后悬浮物浓度呈现负相关性,即分形维数越大,絮凝后的悬浮物浓度越小;絮凝物的分形维数随絮凝时间增加先增大后减小;絮凝体分形维数和絮凝体球度、角度之间存在指数关系,且相关性较大,分形维数会随絮凝体的角度增加而增大;絮凝体分形维数指标可用于絮凝物絮凝过程的研究。     

四川某粘土型钒矿工艺矿物学研究

通过矿相显微镜、扫描电子显微镜、电子探针、X射线能谱元素面分析等多种手段综合研究四川某地黏土型钒矿中钒的赋存状态。样品为铝质黏土岩，V2O5含量为0.93%。黏土矿物总量为61.7%，石英含量13.4%，黄铁矿含量17.1%。样品具典型的黏土结构，矿物粒度微细。钒有两种赋存状态，一种呈钒云母的独立矿物形式存在，另一种则呈类质同相的形式存在于绢云母和伊利石中。典型测点平均含钒量为0.873%，fm-5测点钒含量2.143%，为钒云母；fm-6测点钒含量0.138%，为含钒伊利石；fm-7测点钒含量0.333%，为含钒绢云母。与钒云母、伊利石、绢云母三者结构相似，且粒度极其微细，无法分离，故应作为一个整体单元来回收利用钒。建议通过浮选脱除黄铁矿，然后通过擦洗—脱泥的方式对石英和黏土矿物进行分离，从而实现钒的富集。     

大背坞—瑶里成矿带西段芳村金矿金赋存特征

芳村金矿是位于江西景德镇大背坞—瑶里成矿带西段的一个矿床。在野外露头观察的基础上,结合矿相显微镜下鉴定、原矿物化学分析、人工重砂和解离性分析等实验手段对矿区内矿石组分特征以及金矿物赋存状态进行研究。研究结果表明,结晶结构为矿石的主要结构类型,构造包括脉状构造、浸染状构造、条带状构造和斑点状构造。自然金按其嵌存特征分为裂隙金、粒间金和包体金,以包体金为主。自然金粒度大小不一,以细粒金为主,在嵌存类型方面,细粒金在包体金与粒间金中含量以及微粒金在裂隙金与粒间金中的含量符合金在矿化过程中的变化趋向。自然金以毒砂为最主要载体,在石英—硫化物阶段产出。