加压溶气气浮在细粒矿物浮选上的应用

气浮法作为一种高效、快速的固液分离技术,目前广泛用于给水的净化、城市污水和工业废水的处理。由于溶气气浮所产生的微气泡有利于细粒的浮选,因此对在水处理上比较成熟的溶气气浮技术在细粒矿物浮选方面的应用研究很有必要。本文阐述了溶气气浮机理,分析了微气泡和絮粒的特点以及影响溶气气浮的因素,着重论述了溶气气浮在细粒矿物浮选上的应用现状和发展前景。     

纳米气泡在微细粒矿物浮选中的应用研究进展

阐述了微细粒矿物的分选现状,结合微细粒矿物浮选过程的理论研究进展,指出了提高微细粒矿物分选效率的关键因素是强化矿物颗粒与气泡之间的相互作用过程。以纳米气泡所产生的"纳米气泡桥毛细作用力"为切入点,讨论了纳米气泡强化微细粒矿物浮选的机制,同时介绍了纳米气泡在微细粒矿物浮选中的应用,并展望了纳米气泡在微细粒矿物浮选过程中的应用价值与发展前景。      

微细粒矿物浮选综述：增大颗粒表观尺寸与减小气泡直径

微细粒矿物的浮选回收是世界性难题,增大颗粒表观直径与减小气泡尺寸为解决该难题的有效途径。论文综述了增大颗粒表观直径的四种方法：疏水絮凝浮选、载体浮选、选择性絮凝浮选和剪切絮凝浮选,详细阐述了其在矿物加工领域中的应用及机理,尤其是增大颗粒表观粒径过程中新药剂的最新研究进展及应用领域。从减小气泡尺寸角度出发,以微纳米气泡在矿物加工领域的应用研究为落脚点,阐述了微纳米气泡现有的稳定性机理,为后续微纳米气泡稳定性机理的深入研究提供参考;系统介绍了微纳米气泡在不同种类微细粒矿物浮选中的应用现状;从微纳米气泡与颗粒间界面作用机理出发,详细阐述了微纳米气泡在界面作用中的角色;举例介绍了微纳米气泡浮选设备的研究进展。提出微纳米气泡强化细粒浮选的机理需要进一步明确,基于微纳米气泡、矿浆精准可控的微纳米气泡浮选设备是微细粒矿物浮选的重要研究方向。     

纳米技术浮选技术研究进展

本文简述了微细粒矿物资源开发利用现状、纳米技术概况和纳米捕收剂的应用。介绍了纳米技术在微细粒矿物浮选中应用发展趋势。重点介绍了纳米气泡的基本性质、纳米药剂的合成以及纳米捕收剂应用现状。研究发现纳米气泡在微细粒浮选中可以大幅度提高浮选效率,尽可能减小气泡尺寸有利于细矿粒的浮选。纳米药剂的合成存在诸多困难,乳化合成是主要的纳米粒子的合成方法。应用纳米技术合成新型浮选药剂是未来的发展方向。     

一种高效的微细粒矿物浮选法——气泡形变振荡浮选法

本文提出了一种适合微细粒矿物分选的气泡形变振荡浮选法。分析了其机理，并对其影响因数进行了讨论。理论和初步试验表明气泡形变振荡浮选法是一种高效的微细粒矿物浮选方法，具有很好的应用前景。     

强化微细粒矿物浮选的措施分析

论文详细分析了微细粒矿物与气泡的相互作用过程，总结了五种提高微细粒矿物浮选效率的措施，并进行了深入的讨论和评价。文中还介绍了一种新的利用气泡形变振荡提高微细粒矿物浮选效率的方法。     

浮选体系中气泡运动特性研究进展

在浮选体系中,气泡的运动特性直接影响着矿物浮选的选别效果,因此,研究气泡的运动特性,对于优化浮选工艺与改善浮选效果有着重要意义。本文首先简述了浮选中常见的气泡生成方式,主要有机械搅拌发泡、气泡发生器发泡、电解发泡及超声波发泡四种方式;气泡参数中介绍了气泡形态特征参数、运动特征参数和分布特征参数的含义和计算公式;然后重点阐述了浮选中起泡剂、捕收剂、抑制剂、浮选机叶轮参数、浮选柱气泡发生器及充气量对气泡参数的影响;归纳了纳米气泡在微细粒矿物浮选中的应用;最后指出,完善气泡测量方法、侧重于气泡在实际浮选环境中的运动特性研究以及研发新型纳米气泡生成设备将是未来的发展方向。     

微纳米气泡对典型细粒氧化矿物浮选的影响及机理

细粒浮选是一直以来困扰选矿工作者的一大难题,其研究热度与日俱增。针对典型的细粒氧化矿单 矿物锡石、黑钨、白钨、石英,采用微纳米气泡浮选法,拟通过引入微纳米气泡及控制固气界面性质强化细粒矿物的 浮选效果,找出气泡性质与细粒矿物浮选行为间的联系,并探讨其机理。结果表明,经微纳米气泡溶液预处理的细 粒矿物浮选回收率提高明显,四种矿物的回收率均有不同程度的提高（5~15 个百分点）;同时,相比传统浮选,适当 降低微纳米气泡浮选的捕收剂浓度也能获得相近甚至更好的回收效果。沉降试验表明微纳米气泡可使细粒矿物 发生团聚,体积增大,导致颗粒与气泡的碰撞概率提高。接触角及诱导时间测试结果表明微纳米气泡可增大矿物 表面的润湿性,经微纳米气泡溶液处理后的矿物表面接触角明显增大,且气泡与矿物的黏附成功概率也更高。这 一结果对通过控制微纳米气泡行为、强化细粒矿物浮选效果、降低药剂用量具有重要意义。     

气泡尺寸变化对微细粒浮选效果的研究

分析研究了气泡尺寸的变化在微细粒浮选中对浮选速率、浮选回收率以及气泡与矿粒的碰撞概率等三个方面指标的影响作用,指出在微细粒浮选中减小气泡尺寸是提高浮选效率的强有效措施。该研究结果对浮选设备的研制有重要的指导作用。     

微纳米气泡对典型细粒氧化矿物浮选的影响及机理

细粒浮选是一直以来困扰选矿工作者的一大难题,其研究热度与日俱增。针对典型的细粒氧化矿单 矿物锡石、黑钨、白钨、石英,采用微纳米气泡浮选法,拟通过引入微纳米气泡及控制固气界面性质强化细粒矿物的 浮选效果,找出气泡性质与细粒矿物浮选行为间的联系,并探讨其机理。结果表明,经微纳米气泡溶液预处理的细 粒矿物浮选回收率提高明显,四种矿物的回收率均有不同程度的提高（5~15 个百分点）;同时,相比传统浮选,适当 降低微纳米气泡浮选的捕收剂浓度也能获得相近甚至更好的回收效果。沉降试验表明微纳米气泡可使细粒矿物 发生团聚,体积增大,导致颗粒与气泡的碰撞概率提高。接触角及诱导时间测试结果表明微纳米气泡可增大矿物 表面的润湿性,经微纳米气泡溶液处理后的矿物表面接触角明显增大,且气泡与矿物的黏附成功概率也更高。这 一结果对通过控制微纳米气泡行为、强化细粒矿物浮选效果、降低药剂用量具有重要意义。     

微细粒浮选的微观湍流强化

浮选是分离微细粒矿物的主要分选方法。微细粒矿物质量小、惯性低,难以与气泡发生矿化反应,是浮选回收率低的主要原因之一。从动力学角度,将经典微观浮选动力学与湍流理论结合起来,计算了不同湍流强度下微细粒矿物与气泡的矿化反应效率,分析了微观湍流对微细粒矿物浮选动力学行为的影响,得到不同湍流强度下的矿化反应规律,并探讨了强化微细粒回收的湍流方法。     

细粒矿物浮选技术和高效浮选柱研究进展

在分析细粒矿物浮选特性的基础上,综述了载体浮选、絮凝浮选、生物浮选、综合力场浮选等近年来应用广泛的新型细粒矿物浮选技术,并介绍了Jameson浮选柱、充填式浮选柱、旋流-静态微泡浮选柱这3种高效细粒矿物浮选柱,最后对细粒矿物浮选技术今后的研究方向进行了展望。     

基于高速摄像技术的溶气气浮微气泡尺寸原位测量方法及影响因素研究

微气泡的尺寸及分布对浮选工艺的分离效率有显著影响，建立操作简便的、能应用于复杂场景的原位检测方法对微气泡技术的发展与应用尤为重要。本研究建立了一种基于高速摄像技术的微气泡尺寸原位测量方法，适用于工业场景中微气泡的原位测量，避免了气泡取出过程的形态变化。结果表明，所建立原位测量方法可识别微气泡最小尺寸为7.2μm，相对标准偏差小于5%，具有良好的精度和重现性，适用于测定流量大、速度高的微气泡系统。采用对数正态分布函数对溶气气浮微气泡尺寸拟合效果优异。当拍摄位置由溶气释放器附近升高至释放器上方13 cm处时，气泡平均直径由21.0μm增加至27.5μm，而水平距离的增加对微气泡尺寸影响较小。在0.20～0.48 MPa溶气压力条件下，随着溶气压力增大，微气泡尺寸变小，当溶气压力大于0.32 MPa时，溶气压力的增加对微气泡平均直径影响不明显；加入十二烷基苯磺酸钠使微气泡平均直径由26.4μm降低至21.4μm，且微气泡尺寸分布更加集中。     

溶气浮选法回收细粒锡石

进行了实验室的批量试验研究,指出应用溶气浮选法分选细粒矿物的可能性。溶气浮选是应用空气过饱和的水,产生微泡云;这种微泡的大小比常规的分散空气体系所产生的气泡典型地小一个数量级。对锡石和锡石-石英混合试料进行了实验,结果指出,这种系统中浮选进行正常,即疏水性矿粒与气泡碰撞的过程正常,并发现引起凝聚的捕收剂对动力和学浮选效率都起重要作用。混合试料浮选所得到的锡精矿品位和回收率证实,溶气浮选法具有有效处理细泥矿物的可能性。“浮选”这个名词众所周知是许多吸附气泡工艺过程的总称。莱姆里奇曾以浮选槽中的化学环境为基础分出不同的过程类型,并给予极好的描述。一种可供采用的是以气泡产生的方法来分类。在浮选槽中产生气泡的基本方法有四种:(1)机械搅拌(分散空气浮选),(2)电解法(电解浮选),(3)在槽子上部减压(真空浮选),(4)从过饱和水中析出空气(溶气浮给)。“标准的”分散空气浮选和其它方法的区别在于由2、3、4法产生非常细的气泡,一般减小到标准气泡的1/10。溶气浮选(DAF)多年来作为固一液分离技术成功地应用于饮用水的净化、污水处理、工业废水的控制。空气在压力(250—500KPA)下可溶解于水中,水通过活门或喷射管进入浮选槽,通过活门,有效的压力减少,引起大量的过多溶解气体析出,极小的气泡云(20—100微米)。这些微泡与任何悬浮的、具有一定疏水性的固体接触,和平常的状态一样发生浮选;但疏水的必要性常常没有被认识必须强调,气泡是事先形成,并且在气泡—矿粒碰撞后才出现浮选。在任何情况下,都不会在溶气浮选槽中存在的剩余过饱和空气湿度下发生气泡在表面部位(哈维核)增大。真空浮选则不同,它减少矿浆上部的压力使溶解气体直接沉积在矿粒疏水表面上。矿浆在一个大气压力下对空气的溶解度是一定的,因此,能得到的空气最高量也是固定的。但在溶气浮选中则无此限制,因为可能得到的气体仅受饱和器工作压力和饱和器及喷管的效率所限制。本研究的目的是探讨应用溶气浮选选择分离细粒矿物的可行性,对细粒矿物小直径气泡和大气泡聚居是有利的。所研究的体系是以锡石—石英悬浮体为试料(其中锡石含量较少),并以阴离子捕收剂造成疏水性。选锡石为矿物试料是因为它有严重的细粒处理问题,且提高其回收率在经济上是有重要价值的。     

微细粒矿物分选技术研究进展

我国矿产资源的典型特点是贫、细、杂,随着粗粒嵌布矿产和富矿的日渐枯竭,微细粒矿物在不久的将来必定成为资源提取的主体,如何保证其高效回收是我国矿产资源利用面临的重大问题。本文总结了近年来微细粒分选技术的发展,深入剖析了微细粒矿物高效开发利用的瓶颈问题。增大颗粒的"表观粒径",将微细粒浮选的问题转化为常规浮选;根据颗粒与气泡的匹配性原理减小气泡尺寸和高选择性新型浮选药剂的设计与开发,依然是微细矿物浮选分离发展的重要方向。选择性磁团聚—磁选分离技术可以克服传统微细颗粒浮选在气泡颗粒碰撞效率、矿浆流变性和溶液化学环境适应性等方面的不足,具有一定潜力。但是颗粒间的碰撞、吸附、团聚和脱附过程及机制尚未形成系统的理论,其工业化应用还有很长的距离。总而言之,传统单一分选技术很难突破现有技术瓶颈,微细粒矿物高效分离问题的解决必须在交叉领域寻求突破。      

纳米气泡在鞍山式铁矿反浮选中效果探索

纳米气泡已被大量研究证实可有效提高微细颗粒尤其是难浮微细颗粒矿物的浮选效果。但是,以往 的纳米气泡浮选研究主要集中在正浮选（泡沫产品为有价矿物）作业上,为考察纳米气泡对反浮选的影响,探索了 纳米气泡对鞍山式铁矿反浮选（泡沫产品为脉石矿物石英）的影响。针对鞍钢集团鞍千选矿厂的浮选给矿,进行了 实验室纳米气泡浮选与常规浮选的比较试验研究,详细考察了不同浮选条件下,尤其是多种不同药剂用量时纳米 气泡对浮选效果的影响。结果表明：纳米气泡浮选可显著提高精矿 Fe 品位和回收率,同时降低药剂消耗量,改进 的效果取决于药剂用量条件。典型指标是纳米气泡浮选与常规浮选相比在精矿铁品位为 67% 时一段浮选可将铁 回收率从 68% 提高至 84%。讨论了纳米气泡强化浮选的机理,提出空化产生的纳米气泡在疏水性石英颗粒表面优 先生成并引发的疏水性团聚是改善微细粒矿物分选的主要途径。     

实验室型微细粒浮选机与XFD浮选机的对比试验

根据适合微细粒矿物浮选的“紊态矿化和静态分选”浮选设备设计原则,采用“空化-气穴”技术产生微气泡,利用微泡技术提高微细矿物颗粒的浮选速率常数,研制了实验室型微细粒浮选机(CFC浮选机).开展了新型微细粒浮选机与XFD浮选机的对比验证试验,针对-0.038 mm粒级占98％、全铁品位48.60％的赤铁矿综合样,通过一次反浮选,CFC浮选机获得了全铁品位54.86％、回收率74.50％的铁精矿,同比XFD浮选机,精矿铁品位提高了2.55％,回收率提高了6.00％.     

宽粒级煤泥浮选机流体动力学模拟与试验研究

针对常规浮选中粗颗粒与气泡碰撞概率低,且与气泡粘附后也会因矿浆的强烈湍流运动而极易从气泡上脱落的问题,结合粗、细粒矿物浮选特点,设计了一种适合于粗、细粒矿物分选的宽粒级煤泥浮选机。采用FLUENT软件对该浮选机进行了气液两相流场数值模拟研究,通过对浮选机内流体速度、湍流强度和气相浓度的分析,验证了该结构浮选机可为粗粒和细粒矿物浮选提供各自所需的流体力学环境。采用组建的实验室宽粒级煤泥浮选试验系统对章村矿选煤厂0～1mm煤泥进行了浮选试验。结果表明,通过选择合适的浮选工艺条件,采用该浮选机对0～1mm宽粒级煤泥浮选时,浮选精煤数量指数和可燃体回收率分别为96.33%和92.07%。     

微细粒矿物浮选技术在磨矿-调浆-分选体系的研究进展

从磨矿、调浆、分选等方面叙述了微细粒矿物浮选技术研究进展，并对微细粒矿物浮选技术的研究方向进行了展望。     

浮选柱强化细粒分选的研究

为改善浮选柱对细粒矿物的浮选效果 ,根据浮选矿浆流体动力学及矿粒与矿粒之间、矿粒与气泡之间的相互作用机理 ,在强化细粒疏水性矿物与气泡之间作用的方法和减少细粒脉石矿物夹杂的方法两个方面做了深入分析 ,得出了细粒浮选柱结构设计的基本思想 ,为今后有效细粒浮选柱的结构设计提供了理论基础。