主要矿物的可浮性

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟不同粒度矿物的可浮性不同粒度矿物浮选行为的研究与实践有密切关系，而且也是一个理论问。

这个问题的解决，将有助于扩大用浮选法来有效地选出不同粒度范围矿物的，提高浮选速度和选择性，并可改善和一系列与选矿有关的过程。

很多实践资料及专门的研究证明：在一般条件下，中等大小的矿粒浮选分离得最好。

这种矿粒的粒度大约在0.1-0.01mm 范围内。

例如爱格列斯等曾指出，整个浮选期间内，中等粒度矿粒的浮选速度是最大的。

在工业条件下，尺寸为90-10μm的萤石以及尺寸为75-13μm的方铅矿粒子的浮选速度最高。

包头矿床中稀土矿物嵌布粒度极细，一般在20-40μm。

因此，对这一问题的研究，特别是细粒浮选行为的研究显得更为重要（这也是我们在本研究中采用-43+10μm这一粒级的原因之一）。

我们现在仅就这一问题的某些方面进行一些初步的研究。

1 不同粒度矿物的浮游性 1.1 不同粒度稀土矿物的浮游性如图1 所示，以氧化石蜡钠皂为捕收剂时，在-0.043+0.01mm 粒级范围内，稀土矿物的粒度愈细，浮游性愈好。

但捕集剂浓度较高时（300g/t），它们之间的差异愈来愈小。

图1 不同粒级（mm）稀土矿物的浮游性1、-0.074+0.53mm；2、-0.053+0.043mm；3、0.043+0.01；4、-0.15+0.074mm 由图2 和图3 可以看出一种比较有规律的现象：在实验所采用的粒级范围内（-0.21+0.01mm），萤石（包括白色和紫色）粒度愈粗，浮游能力愈强，此情况与稀土恰恰相反；而且粒级相差愈远，这种差别愈显著。

以-0.15+0.074mm 和-0.043+0.01mm 粒级为例，在较低捕集剂用量条件下，用量相等时，其回收率相差有时竟达50%以上。

图2 不同粒芳白色萤石的浮游性1、-0.15+0.074mm；2、-0.074+0.053mm；3、0.053+0.043mm；4、-0.043+0.01mm[next] 一般来说，白色萤石比紫色萤石具有更高的浮游能力。

第四篇浮游选矿本篇计划（11次课）第1章浮选基本原理 (P388-429,61页) 【3次课】1.1概述 1.2固、液、气各相性质 1.3 相界面性质与可浮性 1.4气泡矿化 1.5浮选动力学1.3 相界面性质与可浮性1.3.1润湿性、水化现象与可浮性1.矿物表面的润湿性【（1）润湿现象（2）接触角】2.矿物表面的水化作用【（1）水化膜（层）的形成（2）水化膜（层）的性质与可浮性】1.3.2矿物的表面电性与可浮性3.矿物表面电性与可浮性1.矿物表面电性起源—四种类型。

①优先解离（或溶解）②优先吸附：③吸附和电离④晶格取代2.界面双电层结构及电位矿物表面电性和可浮性是一个问题的两个方面，即矿物表面电性决定着可浮性，可浮性反映矿物表面的电性。

【针对矿物表面电性与可浮性的关系】是靠浮选药剂来调整的。

【问题的关键】①是研究和调节矿物表面电性。

②是判断矿物可浮性、研究药剂作用的机理、实现不同矿物的分离等。

【双电层和电动电位对浮选的主要方面影响】①影响不同极性（电性）的药剂在矿物表面的吸附。

—当药剂与矿物是物理吸附时，主要靠静电力为主的物理吸附更起决定作用；—二者之间电荷异号时，矿物表面电荷越多，则表面吸附的药剂亦多。

例：针铁矿电性及其的浮选行为，图4-1-22 针铁矿的浮选特性与表面电荷的依赖关系针铁矿与石英混合物的分选，图4-1-23②调节矿物表面电性可调节矿物表面的抑制与活化，从而实现多种混合物的分选。

例：①石英在不同PH值下的药剂作用及浮选行为；②刚玉—说明无机离子的活化作用【一项利用矿浆电位调节，改变矿物可浮性的浮选新工艺】③影响矿物颗粒的絮凝和分散【同性相斥】—颗粒难于凝聚；降低电位，减少斥力，可达目的。

【异性相吸】—颗粒易于凝聚；—加入电解质，中和电性，可达目的。

【选煤实例】④影响细泥矿物颗粒表面的吸附和覆盖通常细泥荷负电，而矿物电位多为正，则二者相吸，产生细泥对矿物颗粒的覆盖。

对矿物颗粒的影响较大。

硫化铜钴矿的浮选铜钴矿的浮选55铜钴矿的浮选钴常以硫化物和砷化物存在。

含钴的矿物主要有：含钴黄铁矿、辉砷钴矿(CoAsS)，硫钴矿(C03S4)等，此外还有硫镍钴矿[(NiCO)3S4]、硫铜钴矿(C02CuS4)等。

某铜钴矿为细脉浸染型铜钴矿，矿石的矿物组成比较简单，除含钴黄铁矿、黄铜矿和部分磁黄铁矿外，其他金属矿物很少。

非金属矿物有石英、方解石、绢云母等。

入选矿石平均品位含硫4％，含铜0．8％，含钴0．02％，氧化率低，属低硫易选矿石。

该矿选厂采用优先浮铜，选铜尾矿经浓密机脱水再选钴(黄钴铁矿)的流程回收铜和钴。

该厂浮选的特点是：(1)铜浮选循环采用分别精选流程，即将粗选头两槽浮出的粗精矿单独精选一次得到最终铜精矿，以后浮出的粗精矿经两次精选得最终精矿。

(2)采用选择性捕收剂醚氨硫酯(捕收剂234)与起泡剂苯乙酯油配合进行铜-钴黄铁矿的分选，与原来的丁黄药、吡啶药方相比，在保持铜指标的前提下，钴回收率提高10％左右，石灰耗量从4kg/t降为2～3kg/t，选钴还不用硫酸活化。

该厂采用新药剂方案的选别指标为：一、硫化钴矿物的可浮性钴常以硫化物和砷化物存在，含钴的矿物主要有：含钴黄铁矿（Fe、Co）S2、辉砷钴矿CoAsS、硫钴矿Co3S4等，此外还有硫镍钴矿（NiCo）3S4、硫铜钴矿Co2CuS4等。

钴常以黄铁矿的类质同象存在，或以硫化钴矿物细粒分散在黄铁矿中，这种黄铁矿称为钴黄铁矿，常为钴的回收对象。

另外，钴还常分散在砷矿物如毒砂中。

二、铜钴矿的浮选由于硫化钴矿物很少单独出现，常与黄铁矿共生，形成含钴黄铁矿。

因此铜钴矿的浮选与铜硫矿的浮选基本相同。

其浮选方案有以下两种。

（一）优行浮选优选浮铜，然后浮含钴黄铁矿。

对于钴矿物单独存在，共生关系比较简单的矿石，可采用优先浮选，得到含钴10%～15%左右的钴精矿。

若矿石中的钴大部分都以含钴黄铁矿存在时，只能得到低品位的钴黄铁矿精矿，其含钴为2%～5%或更低。

主要矿物可浮性一览表分类浮选特点可浮选的矿物Ⅰ有色金属硫化矿矿物表面润湿性小，易浮，用黄药类作捕收剂，用石灰、亚硫酸、硫酸、碳酸钠作介质调整剂自然铜、金、银、铂等，黄铜矿、辉铜矿、铜蓝、斑铜矿、黝铜矿、斜方硫砷铜矿、砷黝铜矿、碲金矿、碲金银矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿、砷黄铁矿、白铁矿、针硫镍矿、镍黄铁矿、辉砷镍矿、红镍矿、砷镍矿、硫铜钴矿、辉锑矿、脆硫锑铅矿、硫锑银矿、车轮矿、辰砂、氯硫汞矿、辉铋矿、雄黄、雌黄、毒砂Ⅱ有色金属氧化矿矿物表面润湿性大，较难浮。

1、硫化后用黄药类捕收剂或用阳离子捕收剂，有时尚需加湿2、用脂肪酸（皂）类作捕收剂孔雀石、石青、赤铜矿、硅孔雀石、蓝铜矿、白铅矿、铅矾、钼铅矿、砷铅矿、磷酸氯铅矿、钒铅矿、彩钼铅矿、菱锌矿、红锌矿、硅酸锌矿、硅锌矿、异极矿、菱钴矿、锑华、黄锑矿、红锑矿、黄锑华、铋华、泡铋矿、砷华、自葱石Ⅲ氧化物、硅酸盐、铝硅酸盐类矿物矿物表面润湿性视矿物成因而变，共生矿物对能否分选起很大影响。

用脂肪酸或阳离子捕收剂常可浮，但需很仔细的调整pH、抑制剂、活性剂等赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、钛铁矿、铬铁矿、褐铁矿、假象赤铁矿、软锰矿、菱锰矿、褐锰矿、钨铁矿、钨锰矿、钨锰铁矿、钼铁矿、铌铁矿、锆英石、绿柱石、独居石、金红石、锡石、锂辉石、石英、电气石、铁铝榴石、黄玉、橄榄石、绿廉石、透闪石、榍石、蔷薇石、辉石、钙长石、黑云母、白云母、钠长石、钠硼解石、霞石、正长石、霓石、蓝晶石、红柱石、高岭土、石棉Ⅳ极性类矿物矿物表面离子键能强、用脂肪酸类捕收剂能很好浮选，但需仔细调整pH，并加入特效的抑制剂白钨矿、萤石、方解石、磷灰石、磷块岩、重晶石、菱镁石、白云石Ⅴ碱金属及其可溶性盐类矿物在本身饱和溶液中可进行浮选，常用脂肪酸或阳离子捕收剂石盐、钾盐、钾镁盐、矾、无水钾镁矾、杂卤石、硼砂、单斜方硼石、钾芒硝、芒硝、光卤石Ⅵ非极性类矿物矿物表面润湿性小，极易浮，用非极性捕收剂或仅用起泡剂可浮辉钼矿、石墨、自然硫、煤、滑石、硼酸。

矿物可浮性分类的基础知识为了系统掌握各种矿石的浮选实践，根据各种矿物在浮选中所呈现的表面性质的特征并结合浮选药剂的作用效果及实践经验，将矿物按可浮性分类具有实践意义。

这种分类最早是由前苏联爱格列斯（M·A·eǔreviec）提出的，具体分为六大类。

（1）非极性非金属矿物。

属于这一类的主要有石墨、自然硫、煤和滑石等，它们具有良好的天然疏水性，用非极性油类捕收剂或仅用起泡剂即可很好地浮选。

（2）自然金属和重金属硫化矿。

属这类的有自然Au，Ag，Pt，Cu，矿物及Cu，Pb，Zn，Hg，Sb，Mo，Bi等硫化矿物。

这一类矿物当表面未被物氧化时，具有一定的疏水性，用硫代化合物类捕收剂（主要是黄药和黑药类）能有效地捕收，浮选法是处理这类矿物的最主要的方法。

（3）有色金属氧化矿物。

铜铅锌的碳酸盐和硫酸盐，以及其他含氧酸的相应的盐类矿物，如白铅矿、铅矾、菱锌矿、孔雀石、石膏、彩钼铅矿等属于这一类。

这一类矿物经硫化后可用黄药类捕收剂浮选。

不进行硫化直接用脂肪酸及其皂亦可作之浮选。

（4）极性盐类矿物。

结晶格子中含有碱土金属阳离子——钙、镁、钡、锶。

这类矿物的结晶格子上键的离子性很强，可以不用活化剂晶格上阳离子就能与捕收剂阴离子发生作用。

用脂肪酸很容易使之浮游。

属于这一类的矿物有：白钨矿、钼钨钙矿、磷灰石、磷钙土、萤石、重晶石、方解石、白堊、菱镁矿、白云石等。

（5）氧化物、硅酸盐和硅铝酸盐。

这类矿物很多，一部分有工业价值，大部分矿物在浮选时作为脉石矿物丢弃。

大多数矿物当存在脂肪酸类型捕收剂或阳离子捕收剂时有足够明显的浮游性。

然而，这类矿物中有很多矿物的可浮性与矿物表面有无受外来阳离子的作用有关。

故矿物的可浮性与矿物的生成条件及浮选前矿浆的处理有密切关系。

属于这一类的矿物有：石英、刚玉、水铝石、水铝矿、锆石、金红石、钼华、赤铁矿、磁铁矿、锡石、钛铁矿、软锰矿、蓝晶石，红柱石、长石、锂辉石、各种云母、绢云母、高岭土、电气石、石棉、铬铁矿、绿柱石等。

矿物表面键能与可浮性浮选时遇到的矿物表面，是经过破碎磨细后暴露出来的。

破碎时，矿物沿脆弱面—裂缝、解理面、晶格间含杂质区等外裂开，还会沿应力集中区断裂。

单纯离子晶格断裂时，常沿着离子界面断裂，岩盐（NaCL)的可能断裂面如图1-5a所示，图中的虚线表示断裂面。

较复杂的离子晶格如萤石（Caf2）,结晶层面有两种，一种是Ca2+与F-离子相互排列，另一种是F-与F-并列。

在前一种层面间，Ca2+与F-有较强的华合亲和力；而在后一种，F-相互间电相斥，所以比较脆弱，从而易于沿此层面断裂，离子结晶如含so,则其解理面的规律是：有基因，典型的如方解石（CaCO3）重晶石（baso4）含有4co-拆开。

（1）不会使其团断裂，也就是说，不会使方解石中的3（2）往往沿阴离子交界面界层是，才可能沿阳离子交界层断裂（3）当晶格中有不同的阳离子交界层或者各层间的距离不同时，常沿较脆弱的交界距离较脆弱的交界层或距离较大的层面断裂。

共价晶格的可能断裂面，常是相邻原子距离较远的层面，或键能较弱的层面。

典型的层片结构石墨，层与层间的距离是0.339nm,而层内碳原子间的距离仅为0.142nm。

所以易于沿层片间裂开。

另一种典型片状矿物是辉钼矿，则是沿平行的硫原子层片间断裂的。

许多实际矿物的结构并不是典型的，例如，最常见的石英，就是介于离子晶格、共价晶格及架状结构等过度形式。

石英由硅氧四面体构成，中心是硅，四周是氧。

破碎磨矿暴露的矿物表面，是决定矿物可浮性的基础。

矿物表面与内部的主要区别，就是矿物内部离子、原子或分子相互结合，键能得到平衡：而表面层的离子、原子或分子，朝向内部的一面，与内层由平衡饱和键能，而朝向外面的是空间。

这方面的键能没有得到饱和或补偿。

矿物表面这种未饱和的键能与水偶极的作用，将决定矿物的天然可浮性，这就是决定可浮性的键能因素。

凡内部结构属于离子晶格的矿物（如萤石、方解石），其破碎断面往往呈离子键，表面作用力是较强的静电力，对水偶极有较强的吸引力，因而亲水，则天然可浮性小。