浮选第四讲(起泡剂、调整剂)
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固体废物的物化处理是利用物理化学反应过程对固体废物进行处理的方法,常见的是浮选、溶剂浸出、稳定化/固定化处理等第一节 浮选一、 浮选原理浮选是在固体废物与水调制的料浆中,加入浮选药剂,并通过空气形成无数细小气泡,使欲选物质颗粒粘附在气泡上,随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层,然后刮出回收;不浮的颗粒仍留在料浆内,通过适当处理后废弃. 二、浮选药剂:捕收剂、起泡剂、调整剂(1)捕收剂:主要作用是使欲浮的废物颗粒表面疏水,增加可浮性,使其易于向气泡附着。
异极性捕收剂:黄药类、脂肪酸类 常用的捕收剂非极性油类捕收剂:煤油、柴油等异极性捕收剂(heteropolar collector )异极性捕收剂的分子由极性基(亲固基)和非极性基(疏水基)组成,如黄药(ROCSSNa )和羧酸(RCOOH )或羧酸盐(RCOONa )等。
其捕收对象主要取决于极性基的选择性吸附。
非极性捕收剂(non —polar collector)不含极性基的有机烃类,如煤油、柴油等,对具有天然可浮性的物料具有增强作用。
(2)起泡剂:表面活性物质,主要作用在水—气界面上使其界面张力降低,促使空气在料浆中弥散,形成小气泡,防止气泡兼并,增大分选界面,提高气泡与颗粒的粘附和上浮过程中的稳定性,以保证气泡上浮形成泡沫层。
常用的起泡剂:松醇油、脂肪醇等.松醇油的主要成分为α-萜烯醇(C10H17OH )结构式为:(3)调整剂:主要作用是调整捕收剂的作用及介质条件.三、浮选工艺 包括调浆、调药、调泡三个程序。
(1)调浆:浮选前料浆浓度的调节,它是浮选过程的一个重要作业。
一般,调整剂系列pH 调整剂 活化剂 抑制剂 絮凝剂 分散剂 典型代表酸、碱 金属阳离子、阴离子HS -、HSiO3-等 O2、SO2和淀粉、单宁等 腐植酸、 聚丙烯酰胺 水玻璃 磷酸盐浮选密度较大、粒度较粗的废物颗粒,往往用较浓的料浆;反之浮选密度较小的废物颗粒,可用较稀的料浆。
浮选剂作用原理及应用
常用的浮选剂分三大类:捕收剂,起泡剂,调整剂。
浮选剂作用原理之捕收剂: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,而捕收剂能改变矿物颗粒的亲水性而产生疏水性使之可浮,利于浮选。
浮选剂作用原理之起泡剂:由于起泡剂具有亲水基团和疏水基团的表面活性分子,就可以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。
浮选剂作用原理之调整剂: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。
(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。
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。
(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。
(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。
浮选剂的应用:
(1)加强矿物可浮性的差别,从而使矿物彼此间以及有用矿物和脉石间相互分离。
(2)提高有用矿粒附着于气泡的速度和强度。
(3)改善矿浆内细小而弥散气泡的形成条件,并为在矿浆表面形成稳定的矿化泡沫创造条件。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟浮选—起泡剂的作用机理及常用起泡剂常用的起泡剂是异极性的表面活性物质,分子的一端是非极性的烃基,而另一端是亲水性较强的极性基,如图6-21 所示。
在矿浆中起泡剂分子以一不定期的取向吸附于气-液界面上,非极性基朝向空气,亦即指向气泡内部。
极性基朝向水,并吸引着水分子(极性端被水化)。
所以起泡剂分子能够降低泡壁间水层流动速度及蒸发速度,这样就防止了泡壁的破裂。
起泡剂分子在气泡表面定向排列以后,当两个气泡接触碰撞时,中间垫着两层起泡剂分子及它们极性基的水化层,因此气泡较难兼并,小气泡容易保存下来,而小气泡比大气泡更能经受外力的振动,其稳定性更强。
起泡剂可使气泡稳定的另一个主要原因是起泡剂使气泡表面具有弹性,如同具有弹性的橡皮薄膜一样。
当气泡受到振动或受到外力作用时,气泡突然变形. 如果气泡表面没有起泡剂分子,则会使气泡壁减薄以致破裂。
但是,气泡表面有起泡剂分子时,由于起泡剂分子的定向排列降低了表面张力,气泡受到外力作用变形时,泡壁界面也增大,就引起气泡表面层泡剂分子浓度降低,如图6- 22 所示。
而气-液界面的表面张力则显著增加,这种表面张力的增大一方面有利于约束气泡内气体分子向外冲出,另一方面使气泡产生较大的缩力,克服了使气泡发生破裂的外力。
气泡因吸附起泡剂分子而具有弹性的大小,取决于起泡剂分子的活性、溶解度及浓度。
当溶液浓度与气-液界面浓度由于界面扩大而发生不平衡时,分子由溶液吸附到界面的速度太快或太慢,都会使气泡的弹性减弱。
因此,要选用活性和溶解度适当的起泡剂,尤其用量要适当控制。
由上述可知,起泡剂的作用有助于气泡的形成并增强了泡沫的稳定性。
在漂浮选矿过程中,由于矿粒向气泡附着,使气泡形成矿化泡沫。
两相泡沫经矿化。
洗煤浮选调试技巧以下是 8 条关于洗煤浮选调试技巧:1. 嘿,你知道吗,洗煤浮选调试可是门大学问!就好比你做饭要掌握火候一样,咱得把握好各种参数。
比如说药剂添加量,加多了浪费,加少了效果不好,这可咋整?那得细心调试呀!就像舞蹈家精准把握每一个舞步一样。
例子:我上次就碰到药剂添加出问题了,哎呀,可费了好大劲才调整过来呢!2. 哎呀呀,洗煤浮选调试的时候,搅拌速度可重要啦!这就像骑自行车,速度得恰到好处,太快或太慢都不行呀!你想想,搅拌太快把煤都给打散了,太慢又没效果,可不就得慢慢调试找到最合适的节奏嘛!例子:有一回我就是没调好搅拌速度,结果那浮选效果,简直一言难尽啊!3. 洗煤浮选调试的水呀,那可是关键!这水就如同人的血液一样重要。
水多了不行,水少了也不行,得刚刚好呀!你说是不是?咱得像照顾宝贝一样照顾好这水的用量。
例子:记得有次调试水的时候,我可真是小心翼翼,就怕出岔子呢!4. 各位,浮选槽的液位高度在洗煤浮选调试里可不能小瞧呀!这就类似你搭积木,高了容易倒,低了又不稳固。
要不断尝试,找到那个最棒的高度,让浮选效果达到最佳。
例子:有次我调液位高度调了好久,才找到那个最佳点,那感觉,真爽!5. 你们知道吗,洗煤浮选调试时的起泡剂选择也很有讲究呢!这就跟选衣服一样,得选适合的。
选对了起泡剂,那效果就是蹭蹭往上涨!反之,可就麻烦啦!例子:上次用错了起泡剂,哎呀,可把我愁坏了!6. 洗煤浮选调试的刮泡速度,那可不能马虎哟!太快了把好的都刮走了,太慢了又堆在那。
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7. 哇塞,洗煤浮选调试中进气量大小也至关重要呀!这就如同呼吸,得平稳均匀。
进气量大了小了都不行,得一点点去试,找到最合适的那个点,让浮选顺利进行。
例子:有一次进气量没调好,效果大打折扣,我那个后悔呀!8. 最后呀,想说洗煤浮选调试真不是一件容易的事,但只要用心,就没有搞不定的!就像爬山,虽然过程艰难,但登顶那一刻的喜悦无法形容。
浮选药剂的分类及用途分析在浮游选矿过程中,为有效地选分有用矿物与脉石矿物,或分离各种不同的有用矿物,常需添加某些药剂,以改变矿物表面的物理化学性质及介质的性质,这些药剂统称浮选药剂。
浮选药剂按其用途可分为五类:捕收剂、起泡剂、活化剂、抑制剂、调整剂一、捕收剂,改变矿物表面疏水性,使浮游的矿粒黏附于气泡上的浮选药剂。
捕收剂的种类很多,按其离子性质可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型;按其应用范围可分为硫化矿捕收剂、氧化矿捕收剂、非极性矿物捕收剂和沉积金属的捕收剂。
常用的硫化矿捕收剂有黄药、黄药衍生物、黑药、白药、苯并噻唑硫醇、苯并咪唑硫醇、苯并嗯唑硫醇等。
氧化矿捕收剂主要有脂肪酸及其钠皂、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、磷酸酯、砷酸酯、脂肪胺及其盐、松香胺、季铵盐、二胺及多胺类化合物、两性表面活性剂等。
油类捕收剂,如煤油、柴油等。
捕收剂在矿物表面的作用有物理吸附、化学吸附和表面化学反应。
捕收剂的吸附与矿物浮选行为有密切关系。
在一定的捕收剂浓度范围内,随着药剂浓度提高,吸附量增大,浮选回收率显著上升;浓度达到相当值后,回收率随浓度及吸附量提高的幅度变小;捕收剂浓度过高时,吸附量还可继续增大,但浮选回收率却不再升高,甚至反而下降。
因此,在浮选过程中要正确掌握捕收剂的用量,以获得最佳效益。
二、起泡剂:浮选矿浆中气泡的形成,主要依赖于浮选设备中各种类型的充气搅拌装置,以及向矿浆中添加适量的起泡剂(frothers)。
起泡剂一般均为表面活性剂,其分子结构由非极性的亲油(疏水)基团和极性的亲水(疏油)基团构成,形成既有亲水性又有亲油型的所谓的“双亲结构”分子。
亲油基可以是脂肪族烃基、脂环族烃基和芳香族烃基或带O、N等原子的脂肪族烃基、脂环族烃基和芳香族烃基;亲水基一般为羧酸基、烃基、磺酸基、硫酸基、膦酸基、氨基、腈基、硫醇基、卤基、醚基等。
起泡剂加到水中,亲水基插入水相而亲油基插入油相或竖立在空气中,形成在界面层或表面上的定向排列,从而使界面张力或表面张力降低。
(经典知识)浮选—调整剂的原理、作用及分类pH调节剂、抑制剂、活化剂、絮凝剂、分散剂通称调整剂。
总起说来,浮选药剂可分为捕收剂、起泡剂、调整剂三大类。
在选矿过程中,利用矿物天然疏水性的不同,从磨矿分级溢流矿浆中浮选出矿物的富集过程称之为浮选。
在浮选作业中为使磨细矿石的各种矿物能有效的分离,必须经过药剂处理,并且在矿浆中加以搅拌、充气,易于与气泡粘附的矿物随气泡上浮,不与气泡粘附的矿物留在矿浆中,达到矿物富集的目的。
在浮选工艺中所使用的各种药剂,总称为浮选药剂,在浮选药剂中除捕收剂和起泡剂外,都称为调整剂。
调整剂的作用是:调整捕收剂与矿物的作用,促进或抑制矿物的可浮性;调节矿浆的酸碱度及离子的组成。
按调整剂的作用效果分类,大致可分为pH调节剂、活化剂、抑制剂、分散剂,絮凝剂等。
一、pH调节剂(一)pH调节剂有:石灰、碳酸钠、硫酸、二氧化硫、苛性钠等。
1、石灰:石灰石(CaCO3)在1200℃高温条件下锻烧分解为生石灰(CaO)与二氧化碳,生石灰简称为石灰,生石灰易于吸水成为熟石灰(Ca(OH)2)。
熟石灰为白色粉状物质,不易溶解于水中,在浮选作业中通常直接添加到球磨机或者浮选前的搅拌槽中,也可以在搅拌中用水调成石灰乳,然后加入浮选机中,氢氧化钙是强碱,溶于水中的氢氧化钙完全电离,使溶液呈强碱性。
石灰是最便宜的矿浆pH调整剂,在多金属硫化矿床中,采用优先浮选时,常用石灰提高矿浆pH值,使黄铁矿受到抑制。
石灰是黄铁矿很典型的抑制剂,一般的说有的黄铁矿可以在弱酸性矿浆中浮选,有的也可以在中性或碱性矿浆中浮选。
黄铁矿表面氧化后,当pH大于7时就浮不好。
加入石灰黄铁矿便受到抑制。
石灰抑制黄铁矿原因是在矿物表面生成Fe(OH)2和Fe(OH)3的亲水薄膜。
被石灰抑制的黄铁矿,可以用碳酸钠和硫酸铜,或者加入硫酸将矿浆pH值调至6-7,黄铁矿就可以再浮选。
2、碳酸钠:苏打的学名叫碳酸钠,工业上叫纯碱,是一种弱酸强碱盐,无色固体,易溶于水。
浮选技术中浮选药剂的分类与作用
浮选药剂按用途分为捕收剂、起泡剂和调整剂三大类。
捕收剂的主要作用是使目的颗粒表面疏水,使其容易附着在气泡表面,从而增加其可浮性。
因此,凡能选择性地作用于颗粒表面并使之疏水的物质,均可作为捕收剂。
起泡剂是一种表面活性物质,富集在水一气界面,主要作用是促使泡沫形成,并能提高气泡在与颗粒作用及上浮过程中的稳定性,保证载有颗粒的气泡在矿浆表面形成的泡沫能顺利排出。
调整剂的主要作用是调整其他药剂(主要是捕收剂)与颗粒表面的作用,同时还可以调整矿浆的性质,提高浮选过程的选择性。
调整剂按照其具体作用又细分为活化剂、抑制剂、介质调整剂、分散与絮凝剂4种。
凡能促进捕收剂与颗粒表面的作用,从而提高其可浮性的药剂(多为无机盐),统称为活化剂,这种作用称为活化作用。
与活化剂相反,凡能削弱捕收剂与颗粒表面的作用,从而降低和恶化其可浮性的药剂(各种无机盐及一些有机化合物),统称为抑制剂,这种作用称为抑制作用。
介质调整剂的主要作用是调整矿浆的性质,造成对某些颗粒的浮选有利,而对另一些颗粒的浮选不利的介质性质,例如调整矿浆的离子组成,改变矿浆的pH值,调整可溶性盐的浓度等。
分散与絮凝剂是用来调整矿浆中微细粒级物料的分散、团聚及絮凝的药剂,当微细颗粒由一些有机高分子化合物通过“桥联作用”形成一种松散和具有三维结构的絮状体时,称为絮凝,所用药剂称为絮凝剂,如聚丙烯酞胺等;当微细颗粒因一些无机电解质(如酸、碱、盐)中和了颗粒的表面电性,而在范德华力的作用下所引起聚团时,称为凝聚,这些无机电解质称为凝聚剂(或凝结剂、助沉剂)。