一、浮选原理

“浮选（flotation）”一词，是漂浮选矿的简称。浮选是根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同，从矿石中分离有用矿物的技术方法（即按矿物可浮性的差异进行分选的方法）。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拌调和，使药剂与矿物颗粒作用结合在一起，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（如洗衣粉洗衣服一样，不同的是油类和脏东西和泡沫一起上浮，浮选是石墨和油结合在一起上浮），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。

浮选按分选有价组分不同可分为正浮选与反浮选，将无用矿物(即脉石矿物)面在矿浆中作为尾矿排出的方法叫正浮选；反之叫反浮选，如从铁矿石中浮出石英等。

。浮选中常用的浮选药剂有捕收剂、起泡剂、抑制剂、活化剂、pH调整剂、分散剂、絮凝剂等。常见的浮选机有机械搅拌式、充气式、充气机械搅拌式等。

二、浮选使用的药剂

浮选时使用各种药剂来调节入选矿物和浮选介质的物理化学性质，从而扩大有用的矿物与脉石（无用的矿物）间亲琉水性的差异，使之更好地分选，达到回收有用矿物的目的。常用的浮选剂分三大类：捕收剂，起泡剂，调整剂。

1.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。加一种或几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性石墨的捕收剂为非极性捕收剂为烃油（中性油），如煤油、柴油等。

2.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。起泡剂与捕收剂有联合作用,共同吸附于矿物颗粒表面,促进矿物上浮。常用的起泡剂有松醇油(中国俗称二号油)、甲酚酸、混合脂肪醇、异构的己醇或辛醇、醚醇类以及各种酯类等。

3.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。能增强矿物同捕收剂的作用能力，使难浮矿物受到活化而浮起。如使用硫化钠活化含金的铅铜氧化矿，然后用黄药等捕收剂浮选。

(3)抑制剂。提高矿物的亲水性和阻止矿物同捕收剂作用，使其可浮性受到抑制。如在优先浮选过程中使用石灰抑制黄铁矿，用硫酸锌和氰化物抑制闪锌矿，用水玻璃抑制硅酸盐脉石矿物等、利用淀粉、拷胶（单宁）等有机物作抑制剂达到多金属分离浮选的目的，在抑制常与石墨共生的云母时,采用水玻璃；在抑制粘土材料时,采用石灰或苏打。

(4)絮凝剂。使矿物细颗粒聚集成大颗粒，以加快其在水中的沉降速度；利用选择性絮凝进行絮凝一脱泥及絮凝一浮选。常用的絮凝剂有聚丙烯酰胺和淀粉等。

(5)分散剂。阻止细矿粒聚集，处于单体状态，其作用与絮凝剂恰恰相反，常用的有水玻璃、磷酸盐等。

浮选剂的种类和用量随矿石性质和浮选条件及流程特点而各异，可用试验单位提供药方（或称药剂制度），在生产实践过程中也可根据上述各种条件的变化而加以改变。

三、浮选的基本条件

药剂（捕收剂，起泡剂，调整剂）和空气泡（浮选机上、下叶轮搅拌，通过吸气孔吸气），二者缺一不可。

四、浮选设备

浮选设备主要是浮选机以及为实现浮选工艺的其他设备。在浮选机中,经加入药剂处理后的矿浆,该矿浆经过浮选机叶轮搅拌充气，在各种浮选剂的作用下使其中某些矿粒选择性地固着于气泡之上，矿粒与气泡粘附，气泡上升带矿粒上升、形成矿化泡沫层，被刮板刮出或溢出，其余部分则保留在矿浆中,以达到分离矿物的目的。这一系列浮选过程均是在浮选机中完成的。浮选机多由多槽串联而成。

　　

含石墨的泥浆和药剂充分混合后给入浮选机的第一室的槽底下（吸浆），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，与石墨颗粒充分接触，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（刮板）排出，形成石墨精矿泡沫。槽底下面其他泥浆和未被泡沫带上来的石墨颗粒会通过浮选槽底下相互联通的孔洞流向下一个槽子，在下一个槽子经过叶轮的搅拌和上吸口进气，再一次混合、药剂和石墨再结合，气泡与石墨颗粒充分接触，形成矿化气泡上浮，没用的矿浆继续流向下一个槽子，浮选机如此周而复始，矿浆通过最后一室后进入下一段浮选机组。

下一段浮选机组的底流（矿浆）返回到上一组浮选机的进浆管处，逐级返回，形成循环。

最后矿浆经过扫选最后一个槽子，经尾矿箱排出最终尾矿。

　 五、浮选机的工作原理和使用说明及特点

　　1.浮选机工作原理：浮选机（矿用浮选机）由电动机三角代传动带动叶轮旋转，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。

2.浮选机使用说明：

（1）浮选机（矿用浮选机）开机前应先检查各部位螺栓；

（2）停机起动前应先手动代轮旋转，以防沉淀物淤积增加电动机负荷。

（3）工作时应细心调整闸门高度，使液面保持稳定。

（4）随时将矿浆液面上的矿化泡沫刮入流槽。

（5）叶轮与定子应保持一定的间距，磨损时应注意更换，间距大了或小了充气效果差了。

（6）泵体内轴承每三个月要保养一次。

3.浮选机具有如下特点：浮选机吸气量大、功耗低。浮选机每槽兼有吸气、吸浆和浮选三重功能，自成浮选回路，不需任何辅助设备，水平配置，便于流程的变更。矿浆循环合理，能最大限度地减少粗砂沉淀。设有矿浆面的自控装置，调节方便。浮选机叶轮带有后倾式的上下叶片。矿用浮选机上叶片产生矿浆上循环，下叶片产生矿浆下循环。

4.浮选机的使用和保养：

　　（1）浮选机的工作能力和工作期限和其他机器一样是决定于保养及保持各主要零件的正常工作，所有各工作部分3-4个月要进行一次仔细的检查，而在新浮选机最初工作的几个月要经常检查；

（2）只有熟练的人员才可进行检查。

（3）为了及时更换易损零件，以缩短停机时间，必须在仓库内经常储备全套易损件。根据具体情况确定易损件的使用日期和储备量。

（4）必须保证给浮选机的操作人员一定的技术指导或培训，力求他全面熟悉机器。

（5）为了避免脏物及无用之物混入油内，注油时应有过滤器，当浮选机工作时，油盖应密封。

（6）开车前经过检查，并与上下工序联系后方可启动。

（7）开车顺序是：按上闸门开关，按下启动按钮。

（8）开车后，严禁用手等触摸旋转部分。

六、浮选工艺注意控制的几个问题

 1.浮选工艺中的粒度：浮选时不但要求矿物充分单体解离，而且要求有适宜的入选粒度，矿粒太粗，即使矿物已单体解粒，因超过气泡的浮载能力，往往浮不起，各类矿物的浮选粒度上限不同，如硫化物一般为0.2-0.5mm，非硫化物为0.25-0.3mm，对于一些密度较小的非金属矿，粒度上限还可以提高，但是磨矿粒度过细（小于0.01mm）也对浮选不利。及时检查浮选精矿和尾矿的粒度组成，也能发现磨矿细度的变化，如尾矿中粗粒级损失增加，则所谓“跑粗”说明磨矿细度不够，如果金属主要损失在细粒级，则说明已过磨，应适当粗磨和强化分级作业。

      2.浮选工艺中的矿浆浓度：浮选时一般原则是：浮选大密度，粒度粗的矿物，往往用较浓的矿浆；反之，当浮选小密度，粒度细和矿泥时则用较稀的矿浆；粗选用较浓的矿浆，可以保证获得高的回收率和节省药剂，精选用较稀的浓度，则有利于提高精矿质量。

（1）矿浆浓度影响浮选时间：  在浮选厂，当球磨机的处理能力不变时，在一定矿浆浓度下，矿浆流量也是一定的。由于各个作业的浮选机台数一定，因此，各个作业的浮选时间也是一定的。但是，当矿浆浓度增大或降低，那么矿浆流量也随之减小或增大，矿浆在浮选机中停留的时间（浮选时间）就要延长或缩短，而浮选时间的长短直接影响回收率与品位的高低。

（2）矿浆浓度影响药剂体积浓度：浮选厂一般都以克/吨为单位来计算药剂用量。如果以这个单位的药剂用量不变，那么药剂的体积浓度就随矿浆浓度增大而增大，或随矿浆浓度的降低而降低。在浮选过程中，若要浮选的矿物在某一药剂体积浓度恰好是较佳条件，那么矿浆浓度的变化，增大或降低，就会使按体积浓度计算的药剂用量“过量”或“不足;，造成不利条件而影响浮选指标。

（3）矿浆浓度影响矿浆充气度：矿浆浓度对充气度的影响，矿浆浓度过大或过小，都会降低矿浆的充气度。而充气度的强弱，又直接影响浮选时间。一般而言，较大的充气量可以提高浮选机的生产能力，并能得到较好的浮选指标。

（4）如何选择比较适宜的矿浆浓度：矿浆浓度的大小，要根据矿石性质与浮选条件来决定。一般原则是：当矿石比重较大，物料粒度较粗，粗选与扫选作业，宜用较大的浮选浓度。反之，矿石比重较小，粒度较细，精选作业，或混合精矿的分离作业，宜用较低的浓度。在生产实践中，粗选为25~45%，多数为28~30%；精选10~20%；扫选20~40%。

3.浮选时要充分搅拌均匀：要把很少量的药剂与矿浆搅拌均匀，使药剂和矿物有充分作用时间；搅拌时矿浆浓度保持一致，不是一会稀，一会稠。办法就是：一般将药剂加入搅拌桶和矿料一起搅拌混匀，然后再进入浮选机。这样有用的矿物被气泡带起来就被漂起来然后被刮板刮出，进入精矿池。没用的就在下面上不来流向尾矿方向，最后层层（逆流）流向到了尾矿池，用泵打入尾矿库。

4.看配合：主要看气泡的成泡率和捕收剂的配合。

（1）药剂添加的多少问题：药剂多了把没用的东西也带上来了，品位就下降了；药剂少了石墨没全浮上来，石墨就跑尾矿里面去了，回收东西少了；

（2）充气多少问题（气泡大小）：气泡大了，把没用的东西也带上来了，品位低；气泡太小了，有些石墨就带（浮）不上来，回收的石墨就少了。

（3）药剂和气泡配合，这就靠看自己慢慢观察了，尾矿的颜色是灰色的，这就说明浮选效果好。反之，效果就不好了。

5.稳定：稳定压倒一切。从头开始控制稳定，球磨工：控制给矿量；分级机返沙量；控制前给水量；控制后给水量。浮选工：控制药剂给入量；控制液面稳定（泡沫刮出量）；控制小球磨给水量；控制砂磨机给水量；控制泡沫大小；这些控制就要求尽量稳定，不要乱*调。调整时留出时间，让浮选机慢慢稳定下来，不要急于求成，马上就不冒不跑了，那是不对的，它稳定下来需要时间，不是马上见效，调整时小量调整，观察一段时间再慢调。

七、浮选流程

包括磨矿,分级,调浆及浮选的粗选、精选、扫选作业。有一段磨浮流程；分段磨矿－浮选的阶段磨浮流程；精矿或中矿再磨再选流程。浮选产出粗精矿的作业称粗选；粗精矿再选作业称精选；尾矿再选作业称扫选。回收矿石中多种有用矿物时，不同矿物先后浮选的流程称优先浮选或选择浮选；先将有用矿物全部浮出后再行分离的流程，称混合－分离浮选。工业生产时必须针对矿石的性质和对产品的要求，采用不同的药方和浮选流程。

八、选矿过程的检测项目及检测方法

    1.原矿与精矿重量的检测

    原矿处理量与精矿量是选矿的数量指标，要求计量要准确。进入选厂处理的矿石的计算方法较多，主要根据运矿方式。一般在厂内的皮带运输机上计量，大多数选厂在磨矿机的给矿皮带上安装机械皮带秤，或电子皮带秤自动计量，其误差要求不超过±2%，因此要经常对皮带秤校验。小型选厂也有用人工计量的，即在磨矿机给矿皮带上刮取一定长度的矿量，称重后根据皮带速度可计算出矿量。每小时刮取数次，取其平均值。人工计量不方便并且误差较大。当原矿是用手推车或汽车运输时，常用地中衡计量，若用宽轨道车辆运矿时，则用轨道衡计量。这两种计量方法误差较大，所以选矿车间的实际处理矿量是以球磨机给矿量为准。精矿的计量也同样根据运输方式来决定，在过滤机卸矿皮带上安装自动秤，或在精矿皮带卸料处安装自动称量斗是常用的两种方法。出厂实际精矿量若用汽车运输时，则用地中衡称量，用火车运输时，则用轨道衡称量。原矿量与精矿量之差为尾矿量。

     2.矿浆浓度的测定

     矿浆浓度是选矿工艺过程中影响选矿指标极重要的因素之一。在磨矿过程中，矿浆浓度影响磨矿技术效率，在分级时，矿浆浓度对分级粒度有很大影响。一般来说，浓度高分级粒度较粗，反之则细。在浮选过程中，矿浆浓度影响浮选时间及药剂用量，在脱水过程中，矿浆浓度影响浓密机与过滤机的生产率。

     测定矿浆浓度的方法较多。选厂目前仍使用浓度壶，今后要逐渐采用自动检测仪或采用自动控制浓度的装置。

     利用浓度壶测定浓度的原理是先测出矿浆的密度，利用下式计算矿浆的浓度：

            p = δ（Δ-1）/Δ（δ-1）×100%

            式中p ——矿浆浓度，即固体含量重量百分比%；

            δ—— 矿石的密度，克/立方厘米；

            Δ —— 矿浆的密度，克/立方厘米。

    矿石的密度已知，浓度壶的空重及容积亦可预先测得，当浓度壶装满矿浆后称出其重量就可以计算出矿浆的密度。代入公式就可以求得矿浆的浓度。

在现厂通常预先制成一个表格，对一个特定的浓度壶只要称出它装满矿浆后的重量，再从表上查浓度值。

若浓度壶的容积为1000毫升，称出矿浆重量后从表中查出浓度值。如处理矿石密度为3.8克/立方厘米，称出实际矿浆重量为1284克，从表中查出浓度为30%，矿浆固液比为1:2.33。这种表格可以扩大。

     3.磨矿产品细度的确定

     在磨矿过程中，为了使矿石中的有用矿物达到充分的单体分离，以便为选别作业创造有利条件，经过试验研究后，确定磨矿细度，并以-200目含量的百分比来表示。检查细度的方法较多。现厂一般都是在分级机溢流取样筛析。这里介绍一种快速筛析法：用一定容积的矿浆瓶（常为1升），装满矿浆试样称重。得到矿浆加瓶的重量为q1，把矿浆倒入浸在水盆中的筛子（用200目或100目的标准筛）进行湿式筛分，用细水流喷洗，直到洗出的水清净为止，然后将筛上产物移回至瓶中，加水至原来称矿浆的同一标线处。重新称量，得到筛上产物加瓶及水的重量为q，已知瓶的重为为a，瓶的容积为b（毫升）筛上产物（+200目或+100目）的粒级产率为：

            x = （q-a-b）/（q1-a-b） 100%

     应当指出：这一检测方法是假定筛上产物和筛下产物的密度相等，如果它们的密度相差很大时，这一检查方法的结果为近似值。

有的选厂每班取一综合细度样，在加工室烘干后缩分出100克，再经湿式筛分测出细度。

   4.矿浆酸碱度的检测

   矿浆的PH值是影响浮选过程的重要因素。如硫化铜矿浮选的PH值一般要求在9-11的范围内进行，铜硫混合精矿分离浮选时，则要求PH值到11-13。浮选厂一般都要对矿浆PH值进行检测，少数选厂采用测定游离碱的办法。矿浆PH值的检测，一般的检查可用PH值试纸。如要比较准确的测定，则用比色法或电位法。比色法已很少使用。电位法是基于插入待测液体的两个电极能够根据液体中的氢离子浓度的大小，产生相应的电位差来确定溶液的PH值。它的参比电极通常用甘汞电极，另一电极为玻璃电极。电位法测定PH值的精度较高，而且可以连续进行测量，可以把远距离测得的结果自动记录，不需要过滤矿浆，只要把电极插入矿浆即可。

     当调整剂使用石灰时，矿浆的碱度可用测定矿浆中游离氧化钙含量的方法。其方法如下：先将矿浆过滤，用容量瓶取25毫升滤液，倾入灼杯中。将酚酞指示剂加一滴或数滴于杯中，杯中滤液或酸性溶液中无色。以0。1N硫酸溶液滴定，直至变色为止，记下酸的耗量。则矿浆中游离氧钙的含量可用下式计算：

            CaO 含量 = R·a ·N H2SO4/ b 1000 克/立方米。

            式中 a ——滴定用去的H2SO4溶液毫升数；

               b—— 测定用所用的滤液量，毫升；

               N —— 滴定用H2SO4溶液当量浓度；

               R ——CaO 的克当量，R =28。

     测定时硫酸浓度为0.1当量，b为25毫升，则CaO 含量 = 2800a /25 =112a克/立方米。

      假定测定时0.1N硫酸溶液耗量为3.5毫升，则矿浆中游离氧化钙含量为112×3.5 =392克/立方米。在现厂一般预先制成一个换算表，根据滴定结果查出游离氧化钙的含量。

     5.化学组成的检查

     原矿与选矿产品中的有用成分及其杂质含量，都是用化学分析来测定的。现厂入选的原矿，选别过程中所得到的精矿、尾矿都是按班取样分析。有时需要了解某一选别作业情况，也可用快速化学分析，就是每隔一小时或两小时，对某作业产品取样分析，以便及时发现问题。

     6.水分的测定

     原矿与精矿都要测定其水分，以便计算原矿与精矿实际重量。

     现厂对于水分的测定，是把湿试样称量，然后在100-105度的温度下烘干至恒重后的试样重量的差值来确定，这个差值对湿试样重量的百分比，即为试样的水分含量（湿度）。

     7.给药的检查

     浮选厂要检查药剂制度，各个加药点的药剂用量。选矿药剂经配药室配制好之后，再送往各个加药点的油药箱内，药剂从油药箱沿导管进入浮选的各个给药点。药剂用量的检测，可以用量杯人工测量药剂的流量，然后按下式计算用量。

            A = q ×C ×δ×60 /Q 克/吨矿

            式中A——每吨原矿石的药剂用量，克/吨；

            q——每分钟加入的药剂流量，毫升/分钟；

            C ——药剂浓度，%；

            δ——浓度为C时的药剂密度，克/毫升；

            Q ——每小时的处理量，吨/小时。

     有的选矿厂采用了数控给药机，能及时而准确地计量药剂用量的大小。

     8.有用矿物物质组成的检查

     一般来说，在矿石的可选性研究中，已经对矿石的物质组成，矿物组成，各矿物间的共生关系及嵌布粒度特性都作了详细的研究，为选矿厂设计提供了依据。但在选矿生产中，有时需要对选矿工艺过程进行考查，仍对原矿或选矿产品进行矿物检查。用矿物分析与筛析相结合，可以检查原矿与选矿产品中存在哪些有用矿物，各矿物间的共生关系及磨矿后的解离情况。用化学分析、物相分析及显微镜分析等，可以确定矿石中的物质组成。用显微镜研究矿石及选矿产品的薄片与光片，可以确定矿物组成，矿物颗粒的大小，磨矿产品及选矿产品中有用矿物的单体解离情况以及连生体的性质和数量。现厂也常用显微镜及双筒放大镜对磨故产品与选矿产品进行快速检查。

     9.浮选温度的测定：有的选厂需要在一定的温度下选矿，就要对矿浆温度进行检查。一般用温度计。