泡沫浮选分离技术讲解
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泡沫浮选分离技术一、摘要泡沫浮选分离法是在一定的条件下,向试液鼓入空气或氮气使之产生气泡,将溶液中存在的欲分离富集的微量组分(离子、分子、胶体或固体颗粒)吸着或吸附在其上面并随着气泡浮到液面,从而与母液分离,收集后即达到分离和富集的目的。
泡沫浮选分离法是在矿物分离中一种常用的方法,在分析化学的分离富集物质中取得显著的成绩。
随着分析技术的提高,及跟其它测试手段的使用。
泡沫浮选技术必将在稀溶液的分离,有价物质的回收方面有更加广泛的使用。
二、基本概念泡沫分离技术是近十几年发展起来的新型分离技术之一,在化工、生化、医药、污水处理等领域得到了广泛的应用。
泡沫分离是根据吸附的原理,向含表面活性物质的液体中鼓泡,使液体内的表面活性物质聚集在气液界面(气泡的表面)上,在液体主体上方形成泡沫层,将泡沫层和液相主体分开,就可以达到浓缩表面活性物质(在泡沫层)和净化液相主体的目的。
目前一般只能分离溶液中ppm 量级的物质。
高纯金属中微杂质的分离亦有采用此法的。
被浓缩的物质可以是表面活性物质,也可以是能与表面活性物质相络合的物质,但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或鳌合的能力。
人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡,以达到分离目的的这类方法总称为泡沫吸附分离技术,简称泡沫分离技术。
按分离对象是溶液还是含有固体例子的悬浮液、胶体溶液,泡沫分离可以分成泡沫分馏和泡沫浮选两种分离方法。
泡沫浮选分离就是利用某种物质(如离子、分子、胶体、固体颗粒、悬浮微粒),表面活性的不同,可被吸附或粘附在从溶液中升起的泡沫表面上,从而与母液分离的技术。
泡沫浮选分离技术用于分离不溶解的物质,它的优点是使用的分离装置简单并易于放大,可连续和间歇操作并能实现自动化和连续化操作。
三.原理表面活性剂在水溶液中有富集(吸附)在气/液界、泡沫浮选的简单原面(溶液中气饱表面)的倾向,它在气泡表面是定向排列的,分子内带电的极性端朝向气-液界面的水的一边,这时表面活性剂将与一种或一类的离子由于物理的 (如静电引力)或化学的(如络合作用)原因相互作用而联结在一起,被气泡带至液面,从而达到分离的目的。
泡沫浮选分离技术泡沫浮选分离技术一、摘要泡沫浮选分离法是在一定的条件下,向试液鼓入空气或氮气使之产生气泡,将溶液中存在的欲分离富集的微量组分(离子、分子、胶体或固体颗粒)吸着或吸附在其上面并随着气泡浮到液面,从而与母液分离,收集后即达到分离和富集的目的。
泡沫浮选分离法是在矿物分离中一种常用的方法,在分析化学的分离富集物质中取得显著的成绩。
随着分析技术的提高,及跟其它测试手段的使用。
泡沫浮选技术必将在稀溶液的分离,有价物质的回收方面有更加广泛的使用。
二、基本概念泡沫分离技术是近十几年发展起来的新型分离技术之一,在化工、生化、医药、污水处理等领域得到了广泛的应用。
泡沫分离是根据吸附的原理,向含表面活性物质的液体中鼓泡,使液体内的表面活性物质聚集在气液界面(气泡的表面)上,在液体主体上方形成泡沫层,将泡沫层和液相主体分开,就可以达到浓缩表面活性物质(在泡沫层)和净化液相主体的目的。
目前一般只能分离溶液中ppm量级的物质。
高纯金属中微杂质的分离亦有采用此法的。
被浓缩的物质可以是表面活性物质,也可以是能与表面活性物质相络合的物质,但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或鳌合的能力。
人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡,以达到分离目的的这类方法总称为泡沫吸附分离技术,简称泡沫分离技术。
按分离对象是溶液还是含有固体例子的悬浮液、胶体溶液,泡沫分离可以分成泡沫分馏和泡沫浮选两种分离方法。
泡沫浮选分离就是利用某种物质(如离子、分子、胶体、固体颗粒、悬浮微粒),表面活性的不同,可被吸附或粘附在从溶液中升起的泡沫表面上,从而与母液分离的技术。
泡沫浮选分离技术用于分离不溶解的物质,它的优点是使用的分离装置简单并易于放大,可连续和间歇操作并能实现自动化和连续化操作。
三.原理表面活性剂在水溶液中有富集(吸附)在气/液界、泡沫浮选的简单原面(溶液中气饱表面)的倾向,它在气泡表面是定向排列的,分子内带电的极性端朝向气-液界面的水的一边,这时表面活性剂将与一种或一类的离子由于物理的 (如静电引力)或化学的(如络合作用)原因相互作用而联结在一起,被气泡带至液面,从而达到分离的目的。
泡沫浮选技术泡沫浮选技术是一种常用的矿石分离方法,它利用气泡与固体颗粒之间的亲附性差异来实现矿石和杂质的分离。
泡沫浮选技术广泛应用于金属矿山,如铜、铅、锌、镍等金属矿物的提取和精矿处理过程中。
本文将从原理、应用、设备以及未来发展等方面对泡沫浮选技术进行详细介绍。
泡沫浮选技术的原理是利用气泡在液相中的排列和作用力来实现矿石和杂质的分离。
在浮选过程中,首先要将矿石磨成一定的粒度,然后与药剂混合并悬浮在水溶液中。
随后向悬浮液中通入空气或其他气体,气泡在悬浮液中产生,并与矿石颗粒发生亲附作用。
矿石颗粒的亲附与否取决于其与气泡的亲附力和与水的亲附力之间的差异。
如果矿石颗粒与气泡的亲附力大于与水的亲附力,则矿石颗粒会被气泡捕获形成泡沫,并漂浮到液面上;如果矿石颗粒与气泡的亲附力小于与水的亲附力,则矿石颗粒仍会保持在悬浮液中。
通过控制气泡和矿石颗粒的亲附性,可以实现矿石和杂质的有效分离。
泡沫浮选技术的应用十分广泛。
在金属矿物的提取过程中,泡沫浮选技术被广泛应用于选矿厂。
例如,在铜矿提取过程中,泡沫浮选可以将含铜矿石从含杂质的矿石中分离出来,提高提取效率。
在冶炼过程中,泡沫浮选还可用于精选过程,将低品位的原矿转化为高品位的精矿。
此外,泡沫浮选技术还可以用于水处理过程中,例如废水处理、岩溶水处理等。
泡沫浮选技术主要依靠浮选设备来实现。
浮选设备通常包括浮选机、气泡发生器、泡沫仓等。
其中,浮选机是核心设备,用于将悬浮液和气泡进行混合,并实现泡沫和矿石颗粒的接触和碰撞。
气泡发生器用于产生气泡,并将其通入浮选机中。
泡沫仓则是用于收集和排放泡沫的地方。
随着技术的发展,现代浮选设备逐渐发展出高效、节能的特点,提高了浮选效率和产量。
泡沫浮选技术仍然存在一些挑战和改进空间。
首先,泡沫浮选过程中,选择合适的药剂和正确的药剂剂量是至关重要的,需要对矿石的特性进行准确的分析和判断。
其次,一些矿石颗粒易与水产生亲附力,导致无法被气泡捕获。
第35卷第2期辽 宁 化 工Vol.35,No.2 2006年2月Liaoning Chemical Industry February,2006泡沫浮选分离技术应用进展张海明,李成海,唐雅娟(广西大学化学化工学院,广西南宁530004)摘 要: 综述了泡沫浮选在分离固体粒子、分离溶液中的离子、分子,处理工业废水、油田开发、脱墨、土壤的清洗、回收、浓缩生物活性物质、分离全细胞的应用,并提出将来的发展方向。
关 键 词: 泡沫;泡沫浮选;应用;进展中图分类号: TQ028.9+4 文献标识码: A 文章编号: 10040935(2006)02009204泡沫浮选是一项利用物质在气泡表面上吸附性质的差异进行分离的技术,根据被分离介物质的不同它可以分为两类:一类是本身具有表面活性的分离以及各种天然或合成表面活性剂的分离例如医药生物工程中蛋白质、酶、病毒的分离;另一类是本身为非表面活性剂,但可以通过配合或其他方法使其具有表面活性,这类体系的分离被广泛地用于工业污水中各种金属离子如铜、锌、镉、铁、汞、银等的分离吸收[1]。
人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡,以达到分离或浓缩目的的这类方法总称为泡沫浮选分离技术,简称泡沫浮选技术。
泡沫浮选分离技术的研究开发工作已开展了近一个世纪,为统一泡沫分离的概念,1967年Karger,Grieves等人共同推荐并向I UPAC提出一项建议把泡沫分离技术分为下列7种:矿物浮选、粗粒子浮选、细粒子浮选、沉淀浮选、离子浮选、分子浮选和吸附浮选[2]。
1 泡沫浮选分离器研究进展自浮游选矿法1860年被应用以来,研制了多种浮选机。
1920年研制成的下部充气式浮选机成为主要机型,现在还正被广泛应用。
在下部充气式浮选机中,采用叶轮作为空气泵的机构吸入空气的方法,或强制的吹入加压空气的方法充气,同时采用叶轮剪切的方法提高矿粒的回收率。
近年来,浮选槽实现了大型化,斑岩铜矿浮选的粗选回路正在应用容积为100~200m3的浮选机。
矿物的泡沫浮选原理泡沫浮选是一种重要的矿石分离技术,在矿物加工中被广泛应用。
其原理是利用矿物吸附性的差异以及气泡与矿物颗粒之间的相互作用力,将矿物从矿石中分离出来。
以下将详细介绍泡沫浮选的工作原理和过程。
泡沫浮选的工作原理基于吸附原理。
矿物表面常常带有电荷,可以吸附各种类型的分子、离子或极性分子。
当矿石被破碎和磨矿后,矿石粒子的表面会暴露出更多的吸附位点。
这些吸附位点上的物质与溶液中的游离离子或分子发生吸附作用,形成吸附膜。
在泡沫浮选过程中,首先要给矿浆添加一种被称为浮选剂的化学试剂。
浮选剂可以将气泡与矿浆中的矿物颗粒结合起来,形成一个稳定的泡沫。
浮选剂通常是有机化合物,具有疏水基团和亲水基团,疏水基团吸附在矿物表面,使矿物颗粒具有相互吸附性。
接下来,在浮选槽中注入气体(通常是空气或二氧化碳)以产生气泡。
气泡与浮选剂结合后,会在矿浆中形成一个泡沫相。
泡沫相的密度较小,浮选剂使矿物颗粒不易降落,从而浮现在液面上。
然后,在浮选槽中将矿浆搅拌均匀,使气泡与矿物颗粒发生接触。
由于气泡与矿物颗粒表面的相互作用力,如吸附力、引力和排斥力等,会使部分矿物颗粒附着在气泡表面。
这些附着在气泡表面的矿物被称为浮选产物。
与之相对的,一些矿物颗粒不容易与气泡结合,并在浮选槽中下沉。
这些矿物被称为非浮选产物。
通过调节浮选剂的种类和浓度、气泡大小、搅拌速度等参数,可以来控制矿物的浮选效果。
不同的矿物有不同的表面性质,因此对于不同的矿石,需要使用不同的浮选剂进行调节。
最后,将泡沫相中的浮选产物收集起来,通常经过洗涤、脱水和干燥等处理,最终得到所需的矿物产品。
非浮选产物则从浮选槽中排出。
泡沫浮选具有许多优点,如操作简单、适用于大规模工业化生产、适用于矿物多元杂质的分离等。
然而,也存在一些问题,如浮选剂对环境的影响、气泡的粒径控制等。
总之,泡沫浮选是一种重要的矿石分离技术,通过浮选剂和气泡的作用,将具有吸附性差异的矿物分离出来。
泡沫浮选分离技术泡沫浮选最广泛应用于分析复杂和低品位的矿石,浮选是在矿浆中发生的一种复杂的物理化学过程,应用这一次过程,使矿浆中磨细后的一种或多种矿物表面称为疏水性,并附着到空气泡上。
矿化气泡升至矿浆表面而无此种反应的矿物则留在矿浆中,从而达到分选。
在适宜条件下,几乎所有矿物都可具有不同程度的可浮性,但浮选是否成功却取决于要求它上浮的矿物和要求它不浮而成为尾矿的矿物两者不同的可选性。
在大多数情况下,通过慎重使用各种浮选药剂或化学药剂使它们由于物理或化学吸附作用附着于矿物表面从而使矿物成为可浮或不可浮。
上述吸附作用性质及吸附程度取决于矿浆中矿物编码所带的电荷。
捕收剂泡沫浮选在实际应用中是否成功常视所用各种不同功能的药剂的配合是否合理而定。
捕收剂用来选择性地吸附在待选矿物表面上使其形成疏水性,从而使能附着在气泡上。
通常不收你为异极性化合物,能电离,能在水中溶解或至少能部门地溶解于谁。
在气---水界面上,化合物的极性端与谁融合而向水相,其非极性端则相气相。
捕收剂的极性基与矿物极性表面之家的吸引造成媳妇,而使其谈氢长链的非极性通常脱离矿物表面。
捕收剂离子的非极性端吸附在气泡上,从而将矿物载浮到矿浆表面。
捕收剂可分为阴离子捕收剂和阳离子捕收剂,阴离子捕收剂极性端带负电荷,阳离子捕收剂极性端带正电荷。
调整剂在复选中,使用各种调整剂可选择性地分离不同矿物。
浮选的应用在当前所使用的选矿方法中,泡沫浮选法居首位。
全世界90%以上的铜、铅、锌钼、锑、镍是采用浮选回收的。
大部门磷酸盐和钾碱也是浮选法回收。
在美国,每年有两亿吨以上的硫化矿,伍仟万吨非金属矿和一千五百万吨铁矿以及一千万吨煤是经过浮选处理。
近年来,采用某种形式的泡面浮选处理的矿石总量有不断的增长,特使铁和煤是这样。
浮选前的矿石准备工作为了使矿石有效地进行浮选,必须磨矿到下列程度:1.保证各个矿物成分能获得充分的单体分离。
2.获得适合于泡沫浮选要求的粒度。
浮选最大颗粒粒度视所处理的矿石而异,处理金属硫化矿石的最大粒度为48---65目,据报道,砾状磷酸盐的浮选最大粒度可粗至14目。
泡沫浮选分离法去除废水中Cr(Ⅵ)的应用研究1.引言- 介绍废水中Cr(Ⅵ)的污染问题- 目的:研究使用泡沫浮选分离法去除废水中Cr(Ⅵ)2.泡沫浮选分离法基本原理- 泡沫浮选分离法的定义和作用- 分离原理:表面活性剂的作用使泡沫特异性吸附污染物,从而分离出来3.实验设计与方法- 材料和仪器- 实验步骤:废水样品的前处理、实验参数的设置、泡沫浮选实验、Cr(Ⅵ)的检测4.实验结果与分析- 不同条件下的Cr(Ⅵ)去除效率- 不同物质的加入对去除效率的影响- 确定最佳实验条件5.结论与展望- 泡沫浮选分离法可以有效去除废水中Cr(Ⅵ)- 研究的局限性和未来发展方向引言重金属污染是当今环境问题中的一个主要问题之一。
其中,Cr (Ⅵ)污染已成为一种严重的问题。
Cr(Ⅵ)通常来源于电镀、锻造、化学加工等工业生产过程中使用的含铬化合物,也可以通过自然地下水、城市污水处理厂的废水等途径被排放到环境中。
Cr(Ⅵ)对人类健康和生态系统都有非常负面的影响。
因此,寻找高效、经济的Cr(Ⅵ)污染治理方法具有非常重要的研究意义。
泡沫浮选分离法作为一种新型的废水处理技术,在处理Cr (Ⅵ)废水方面已经引起了广泛的关注。
泡沫浮选分离法利用表面活性剂和气体作用,使污染物吸附在气泡上,并随着气泡形成泡沫状物质从水中分离出来。
这种方法具有去除效率高、使用条件简单、成本低廉等优点。
本文的主要目的是研究使用泡沫浮选分离法去除废水中Cr (Ⅵ)的可行性,探讨实验参数对去除效率的影响,并确定最佳实验条件,以期为Cr(Ⅵ)污染的治理提供一定的参考和新思路。
论文下一部分将介绍泡沫浮选分离法的基本原理和实验设计及方法。
然后,展示实验结果并对其进行分析讨论,确定最佳实验条件。
最后,总结全文并提出未来的研究方向。
在下一部分中,我们将介绍泡沫浮选分离法的工作原理和相关应用研究。
2.泡沫浮选分离法基本原理泡沫浮选分离法是一种新型的废水处理技术,其基本原理是利用表面活性剂和气体作用,让污染物吸附在气泡上并随着气泡形成泡沫状物质从水中分离出来。
泡沫浮选分离技术一、摘要泡沫浮选分离法是在一定的条件下,向试液鼓入空气或氮气使之产生气泡,将溶液中存在的欲分离富集的微量组分(离子、分子、胶体或固体颗粒)吸着或吸附在其上面并随着气泡浮到液面,从而与母液分离,收集后即达到分离和富集的目的。
泡沫浮选分离法是在矿物分离中一种常用的方法,在分析化学的分离富集物质中取得显著的成绩。
随着分析技术的提高,及跟其它测试手段的使用。
泡沫浮选技术必将在稀溶液的分离,有价物质的回收方面有更加广泛的使用。
二、基本概念泡沫分离技术是近十几年发展起来的新型分离技术之一,在化工、生化、医药、污水处理等领域得到了广泛的应用。
泡沫分离是根据吸附的原理,向含表面活性物质的液体中鼓泡,使液体内的表面活性物质聚集在气液界面(气泡的表面)上,在液体主体上方形成泡沫层,将泡沫层和液相主体分开,就可以达到浓缩表面活性物质(在泡沫层)和净化液相主体的目的。
目前一般只能分离溶液中ppm 量级的物质。
高纯金属中微杂质的分离亦有采用此法的。
被浓缩的物质可以是表面活性物质,也可以是能与表面活性物质相络合的物质,但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或鳌合的能力。
人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡,以达到分离目的的这类方法总称为泡沫吸附分离技术,简称泡沫分离技术。
按分离对象是溶液还是含有固体例子的悬浮液、胶体溶液,泡沫分离可以分成泡沫分馏和泡沫浮选两种分离方法。
泡沫浮选分离就是利用某种物质(如离子、分子、胶体、固体颗粒、悬浮微粒),表面活性的不同,可被吸附或粘附在从溶液中升起的泡沫表面上,从而与母液分离的技术。
泡沫浮选分离技术用于分离不溶解的物质,它的优点是使用的分离装置简单并易于放大,可连续和间歇操作并能实现自动化和连续化操作。
三.原理表面活性剂在水溶液中有富集(吸附)在气/液界、泡沫浮选的简单原面(溶液中气饱表面)的倾向,它在气泡表面是定向排列的,分子内带电的极性端朝向气-液界面的水的一边,这时表面活性剂将与一种或一类的离子由于物理的 (如静电引力)或化学的(如络合作用)原因相互作用而联结在一起,被气泡带至液面,从而达到分离的目的。
因此,如果离子和表面活性剂之间形成络合物被浮选,这种分离方法跟离子交换分离有相似之处,区别在于离子交换法吸附是在静止的固一液界面上进行的,而离子浮选则是在可动的液-气界面上进行的。
其实有关这方面涉及的理论要复杂得多,近几年来,一些文献从不同的角度对浮选分离进行了有关理论的研究。
如 Wilson 等对胶体吸附浮选用电学和电化学的理论进行了一系列较系统的阐述, Ahmad 研究了泡沫形成的规律等等。
这对于有关这方面的理论研究仅是初步的, 还有待进一步深入。
泡沫分离必须具备两个基本条件。
首先,目标溶质是表面活性物质,或者是可以和某些活性物质相络合的物质,它们都可以吸附在气-液界面上;其次,富集质在分离过程中借助气泡与液相主体分离,并在塔顶富集。
因此,它的传质过程在鼓泡区中是在液相主体和气泡表面之间进行,在泡沫区中是在气泡表面和间隙液之间进行。
所以,表面化学和泡沫本身的结构和特征是泡沫分离的基础。
泡沫分离方法有一系列优点。
它适合于对低浓度的产品进行分离。
如低浓度的酶溶液,用常规的方法进行沉淀是行不通的,如果使用泡沫法对产品先进行浓缩,就可以用沉淀法进行提取。
它是根据分离物的表面活性而对产品进行分离的,因此可以高选择性地浓缩某种成分。
由于此过程不使用无机盐或有机溶剂,仅仅是有一些动力消耗,它的运行成本一般要比其它方法低。
表面活性剂具有亲水的极性基团和憎水的非极性基团,可以在溶液中有选择性的吸附在气-液相界面上,从而使表面活性物质在表面相中的浓度高于主体相使溶液的表面张力急剧下降。
如果溶液中只有一种表面活性剂并且在一定温度下达到吸附平衡,此时气-液界面处表面活性剂的吸附作用可以用Gibbs 吸附等温方程来描述:Г—泡沫表面吸附溶质的浓度;c—平衡时原料液的浓度;σ—为溶液的表面张力;R—气体常数;T—绝对温度。
四.特点泡沫浮选分离特别适用于大量的极稀溶液的分离富集。
常规泡沫浮选:适于选别0.5mm 至5μm 的矿粒,具体的粒限视矿种而定。
由于分离效率高、设备简单、能耗低而引起越来越多的关注。
对于共沉淀分离中不易过滤或离心分离的胶状、絮状沉淀可改用适当的浮选分离解决。
它的突出特点是:样品处理量大,可达到0.5-2L,而且富集倍数大,一般为100-10000。
此外这种方法回收率高达90%以上,易于与其他方法联用而且在低浓度下分离特别有效,因此成为了现阶段矿物质浮选的首选技术之一。
五.分离过程及设备泡沫浮选分离法是在一定的条件下,向试液鼓入空气或氮气使之产生气泡,将溶液中存在的欲分离富集的微量组分(离子、分子、胶体或固体颗粒)吸着或吸附在其上面并随着气泡浮到液面,从而与母液分离,收集后即达到分离和富集的目的。
它是一种能处理大量试样的快速浓缩分离的方法。
如图 1 所示,从装置底部通入大量空气,将样品液和气泡一并送入装置,溶质吸附在气泡上并随之上升,在装置顶形成浮渣或泡沫层。
气泡不断产生并且上升,最后被迫进入泡沫收集器,待泡沫收集器装满后,,剩余的泡沫由排管流出,而经处理的基液或干净溶液由出水管排出,最后将分离后的料液进行回收。
常用的浮选剂分三大类:捕收剂,起泡剂和调整剂。
捕收剂的作用:加一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。
浮选时常用有机硫代化合物作捕收剂,例如黄原酸盐等。
起泡剂的作用: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。
常用的起泡剂有:松树油,俗称二号油、酚酸混合脂肪醇,异构己醇或辛醉、醚醉类以及各种酯类等。
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。
常用的有石灰、碳酸钠、氢氧化钠和硫酸等。
(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。
(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。
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,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,在生产实践过程中也根据各种条件的变化而加以改变。
泡沫浮选过程中用到的主要设备有泡沫分离器和浮选机。
泡沫分离器的基本装置可由一个简单的气泡圆柱体表示如图 2 所示,输入的废水被抽入塔中, 气体经由扩散器注入形成许多小气泡。
泡沫浮选分离法实验用的泡沫分离器材主要有玻璃和有机玻璃,形式多为柱状分离塔。
气体分布形式有压力溶气方式和气体分散式。
气体分散式分离塔底部装有气体分布器;塔顶有泡沫排出口;连续式分离器还有进料口,塔底排液口,分离塔的直径一般为3—8cm,塔高80—120cm,一般高径比大于10,以减少轴向返混并提供足够的气液接触时间,离子浮选、矿物浮选用的是选矿机。
所有的泡沫浮选装置均包括几个基本的部分:(1)气体发生源,它通常是一个小的空气压缩机或气体钢瓶,在这项分离技术中常用的是空气,然而有的工作也使用N2、Hc或Ar气源。
(2)控制气体压力和流量的调节系统。
(3)气体净化装置,为了避免在体系中发生一些不必要的变化,通常要用水或是其他合适的溶液预先洗涤气体,在一些情况下为了避免不希望在塔中发生的反应,要把体系中的CO2出去。
(4)气体流量计,为测量通过塔的气体流量,常采用皂泡流量计。
(5)分离柱,常用玻璃柱,但也有塑料柱,尺寸和形状可根据实验需要,但在塔的底部通常有一个具有合适孔数的烧结玻璃板,通过这个多孔板,产生了形成泡沫的小的上升的气泡。
浮选设备主要是浮选机以及为实现浮选工艺的其他设备,矿浆经过搅拌充气,在各种浮选剂的作用下矿粒与气泡粘附,气泡上升、形成矿化泡沫层,被刮板刮出或溢出,这一系列浮选过程均是在浮选机中完成的。
按搅拌和充气方式不同,浮选机可分为5种:(1)机械搅拌式。
搅拌器在浮选槽内高速旋转,驱使矿浆流动,在叶轮腔内产生负压而吸入空气。
(2)充气机械搅拌式。
除机械搅拌外,再补充向浮选糟内充入低压空气。
(3)充气式。
靠压入空气进行搅拌并产生气泡,如浮选柱和泡沫分离装置等。
(4)气体析出式。
用降低压力法或先加压后降至常压的万法,使矿浆中溶解的空气析出,形成微泡。
(5)压力溶气式。
利用高压将充入的空气预溶于水,然后再常压下在浮选槽内析出,形成大量微泡。
六.影响因素影响泡沫浮选分离的效果及特性的因素很多,包括气体的流速,泡沫层的高度,温度,进料浓度,溶液PH、溶液的离子强度等。
1、气流速度的影响。
一般而言,增加气流速度,泡沫的吸附率表面积增加,可以缩短分离时间,降低分离后溶液的浓度,提高回收率。
但同时也会增加泡沫中液体的含量, 降低富集比,以应根据不同需要调节气流速度。
气体流速决定于表面活性剂在溶液中的浓度和泡沫的表面张力,适当的气体流速,可以使泡沫层的高度维持一定,有利于分离效果的提高。
2、沫层高度的影响。
随泡沫层高度的增加,沫停留时间延长,增加了泡沫破碎排水, 因此收集到的泡沫数量减少,泡沫含水量降低,泡沫就越干燥,所以富集比增大,但表面活性物质的回收率降低。
3、温度的影响。
升高液体温度,泡沫产生的数量将会增加,泡沫含水率降低,富集比增大。
因为温度升高导致表面活性剂的粘度降低,减小了扩散阻力,使吸附阻力降低,因此可以提高分离效率。
4、进料浓度的影响。
在进料浓度很低时,提高溶液浓度,富集比增大,但浓度升至一定程度时,再增加溶液浓度,残留溶液浓度也增大,富集比就会降低,但回收率增加。
这是因为低浓度时,料液在气-液界面的吸附量与浓度呈线性关系,并随浓度的增大而增大。
当浓度较高时,表面吸附趋于饱和,表面吸附量随浓度增加缓慢,形成的泡沫比较稳定,表面浓度的增加量不及进料浓度的增加量,因此富集比下降。
5、溶液pH 值的影响。
溶液酸度主要影响表面活性剂与欲分离富集成分在溶液中的存在状态及所带电荷的情况,当表面活性剂处于等电点时,分子间的斥力减小,溶解降低,有利于气-液界面的吸附。
同时,表面活性物质在等电点的表面活性增强,在溶液中表现出较好的发泡能力,有助于料液的富集分离。