浮选——药剂制度

一、制定浮选方案
制定浮选方案可以参考类似矿石选矿厂的实践经验。并对矿石的性质和可能采用的浮选方案进行分析。例如：是采用混合浮选还是优先浮选。若采用优先浮选，先捕收哪一种矿物?抵制哪些矿物?哪一种矿物需要活化?哪些矿物不用活化?哪些矿物要考虑抵制?哪些矿物不用抵制等等。
        制定分选方案时，下面几条经验可供参考：
        （1）先浮选易浮的矿物，后浮难浮的矿物。即先浮可浮性好的，后浮可浮性差的。
        （2）抑制可浮性差的矿物，不要抑制可浮性好的的危险制易被抑制的矿物,不要抑制难被抑制的矿物。
        例如：当有用矿物为方铅矿和闪锌矿时，方铅矿的可浮性比闪锌矿好，闪锌矿比方铅矿容易抑制。
        因此，分选时可以采用抑制闪锌矿，先浮选方铅矿的方案。
        （3）如果两种矿物的可浮性相似，则应该先浮选数量少的矿物，抑制数量多的矿物,容易得到比较好的指标。
        例如：铜站硫多金属矿，主要有用矿物为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿和黄铁矿、黄铜矿和方铅矿的可浮性均很好，一般先将这两种矿物同时浮出，再进行分离。分离时可以抑制铅浮铜或抑铜浮铅。但实践上，多金属矿中铜的品位经常比铅的品位低许多。故抑铅沲铜的方案用得较多。如矿石中有次生铜矿石时，方铅矿被次生铜活化，故抑铅浮铜过程难于进行，此时应采用抑铜浮铅。
        又如：铁石英岩的浮选，主要矿物赤铁矿和石英。赤铁矿含量常比石英少，如用脂肪酸类捕收剂进行分选时，赤铁矿的可浮性比石英好，故一般采用浮选赤铁矿的方案。但如果是铁精矿中含有小量的二氧化硅，为了进一步提
高精矿品位，采用阳离子捕收剂浮选少量石英的办法，实践证明，该法比磁铁矿精矿采用多次磁选排除石英的方法更有效。
        （4）活化量少的矿物，抑制价值低的矿物，比较容易提高分店离效果。
        （5）浮选价值高的矿物，抑制价值矿物，易于达到浮选目的。
例如：铅锌硫化铁矿或铜锌硫化铁矿石，选吧后剩下的有用矿物主要是闪锌矿和黄铁矿，末活化的闪锌矿可浮性不比黄铁矿好。但实践上总是先选闪锌矿后选黄铁矿，其原因是：经活化后的闪锌矿浮性明显提高锌矿的价值比
黄铁矿高；闪锌矿的含量又常比黄铁矿低。先选出闪锌矿可以得到较好的分选效果。
        （6）浮选精矿质量要求高的矿物，抑制精矿质量要求矿物。
例如：含钼钠铜矿矿石的浮选，辉钼矿和黄铁矿都有很好的可浮性，宪得到铜钼混合精矿。铜钼混合精矿的分离，多数选厂采用抑铜浮钼的方案。其原因除了钼的价值比铜高，而钼的品位比铜低之外，对钼精矿有很高的要求
也是一个重要的原因。如果采用浮铜抑钼，则混合精矿中夹杂的脉石，全部集中在钼精矿中，钼精矿就很难达到要求。
        二、选择药剂
        根据上面所骏，双参考了类似选矿厂的实践，并通过试验确定浮选方案后，就可以进一步拟订出该流程方案的处方。药剂处方中包括药剂的种类和用量。选择药剂时应注意以下几个问题：
        1．捕收与抑制的关系
        同一体系中，捕收剂与抑制剂经常互相影响。表现在捕收剂与抑制剂用量的多少和捕收抑物强弱上。抑制剂用量多时，捕收剂用量往往应该多；捕收剂用量多进，抑制剂用量也应增加，同理，使用抑制能力较弱的抑制剂时，明能选用捕收作用的捕收剂进行分离，否则将导致分离困难。
        2．活化与抑制的关系
        同一体系中活化剂与抑制剂也是互相影响的。活化剂在矿浆中活化某种矿物，同时也对其它矿物发生作用，用量增加时，经常可以同时活化数种矿物。抑制剂与活化剂相似，用量少时，可以只对一种矿物发生作用，用量增加，可以同时抑制数种矿物。使用活化剂，抑制剂时一定要掌拟于好用量。
        有些药剂，在不同用量时，可以有不同的作用。例如，硫化钠在用量较少时，以活化有色金属氧化矿，用量过大，则同样对有色金属氧化矿起抑制作用。对这类药剂更应注意掌握好用量，使之充分发挥其作用。
        3．捕收与起泡的关系
捕收剂与起泡剂的作用常常不是孤立的，除了有些药剂兼具两种性质外，本身也是互相影响。例如，捕收剂用量一定时，当其他药剂用量不变,只增加起泡剂用量就可以使浮选泡产率增加,又如，有的矿物被抑制，而抑制又不十分强烈，有时稍增加起泡剂的用量，就可以贩矿物浮起，浮选过程中，如果起泡剂使恰当，保证数量合适，粘度合乎要求的泡沫，有利于提高听选择性，如果浮选过程产生过粘的泡沫，往往得不到高质量的精矿，确定起泡剂的最佳用量还应该考试到与其配合使用的捕收剂情况。若捕收剂具有一定起泡性能时，应少加加起泡剂；表收剂具有消泡作用，如煤油，柴油等，适当增加起泡剂。
        4．分散与团聚的关系
        矿浆经过药剂处理后，脉石矿物被抑制呈分散状态，目的矿物经脯收剂作用，表面蔬水并容易形成絮团，经过搅拌充气，疏水的絮团容易粘附到气泡上面，使气泡矿化，成为泡涞产品，而分散状态的脉石，表面亲水，仍留在浮选槽内，矿浆中矿物的分散生与团聚必须掌握适度，过强的团聚作用，使脉石颗粒夹在团粒蹭，增加污染，降低精矿质量；同时还使团粒过大，以致于不能粘附到气泡上，造成损失，影响精矿的回收率。分散不足，使脉石互相粘附，造成夹带，影响精矿质量。
在选择性絮凝过程中，其分散剂，絮凝剂用量对浮选结果影响更大，分散过分，絮辫剂用量势必无前因在，而在一定分散条件下，增加凝剂用量，选择性就要下降，影响分选效果，根据矿物可浮性的差异，确定捕收，抑制，起泡，分散适度的药剂,掌握好其搭配和用量,保证浮选过程进行最合理，效果最理想。
        三、药剂的合理添加
药剂合理添加的目的，是保证矿浆中有最佳药剂及药剂能进行最有效的作用。根据矿石的选择性，药剂的性质，工艺要求，选择适当的加药点，合适的加药方式来达到这一目的。加到矿浆中的浮选药剂，通常有几种，加上矿浆中原有的各种，它们之间的交互作用很复杂，而且互相制约，比较药剂制度，可以充分利用这些作用，发挥药剂的效能，药剂添加不当，可能造成整个工艺过程混乱，破坏分选的正常进行。
        1.加药顺序
        根据药剂作用机理，决定加药顺序。一般按下列顺序添加，PH调整剂－活化剂或抑制剂捕收剂－起泡剂。但对一些易于氧硫化矿，加药顺序要作适当改变，添加PH调整剂后马上加捕收剂，使矿物表面没有氧化前先与捕收剂作用，然后再加抑制剂，这样可以提高金属回收率。但选择捕收剂时应注意，不能选取捕收能力过强的，否则影响分选效果。
        2.加药地点
加药点对发挥药剂的效力关系很大，一般视药剂的性质和要求的作用时间长短而定。PH调整剂，抑制剂多半加入球磨机中，为了充分发挥药剂的效果，一些难溶的捕收剂，也可以加在球磨机中，易溶的捕收剂，活化剂和起泡剂一般加在浮选前的搅拌桶澡，如两种药剂能互相反应又抵消作用，则应分别加入，一般让前一种药剂充分后，再加第二种药剂，如硫酸铜和黄药，氯化钙和油酸，均应分开加于不同的地点。
        捕收剂和起泡剂除回搅拌桶中外，还可以加在浮选机中，加在浮选机中的量约占20－40%。
        3.加药方式
        加药方式主要有两种：集中加药和分批添加。集中加药是在浮选前将药剂全量一次加入矿浆中,药剂深度在一点比较高,调任是,可以提高浮选过程初期的浮选速度。浮选初期通常选择性最好,提高浮选初期的浮选速度对分选很有意义。添加方便，简单，故经常用，药剂不是一次加入,分批添加或逐点添加，可以维持浮选整个过程有比较均衡的深度,对一较难浮物料的回收率有较大的意义，下列情况，常采用分批加药：
        （1）易被泡沫带走的药剂。如脂肪酸类捕收剂,配制具有起泡性,若加在一点,易被泡沫带走,降低浮选后期的药
剂浓度，矿不利分选。
        （2）在矿浆中易起反应的药剂。如二氧化碳,二氧化硫等药剂,只在一点加入,就容易起反应而失效。
        （3）用量要求严格控制的药剂。有些药剂过量后会起相反,或者失去选择,如硫化钠,此时药剂应该分批添加。
        细粒物料分选时,本身选择性粒较差,如果含有大量矿泥,更导致分选效果急剧恶化,为使药剂充分发挥作用，提高选择性，必须严格控制用药量，采用分批加药，使药剂处于亏量状态。
        常用药剂的作用时间,可根据经验确定,如松油1－2min,黄药1－3min,作用时间较长,加入球磨机的药剂，不需经试验确定。
        4．混合用药
        混合用药也可称联合用药,已经在实践中得到广泛使用,混合用药就是两种或两种以上同一类型或不同类型的药剂按一定比例加入到浮选中,有利于提高精矿品位和回收率。例如,不同烃基的黄药混用，可以提高药效，曾用50g/t的乙黄药，丙黄药，乙黄药和黄药按1:1的配比对方矿进行浮选试验，所得数据如下： 

由上述数据可见,混合用药比单独使用效果好,回收率有明显提高,而且傅明，淫乱速度加快。不同类型的捕收剂混合使用，常以一种捕收剂为主，另一种为辅助捕收剂，使用例子很多，如油酸与煤油混合使用浮选灰石，极显著地提高了磷灰石的回收率。若单用油酸时，其回收率为20%；与煤油混用，油酸：煤油＝1:2时，回收率提高到60%；油酸：煤油=1:3时，回收率达90%。其他还可用柴油与黄药混合使用，在硫化铜铁矿实践中浮选硫化铁；柴油与脂肪酸类收敷衍皮矿；用柴油作胺类浮选长石时的辅助捕收剂；国外也见柴油和黄药混合使用浮选班岩铜矿的实例。调整剂混合使用，提高药剂的抑制性能，更为常见，例如：氰化物与硫酸锌混用；亚硫酸盐与酸锌用等等，详见第三章第四节所述。
        混合用药显示较好的效果，这是由于一方面矿物表面具有不均匀性，不同类型或不同强度的药剂可以有选择性地吸附在不同的区间,提高药剂在矿物表面的吸附密度或药剂覆盖的表面积,提高矿物表面的疏水；另一方面，不同药剂中矿物表面可以产生共吸附。
        共吸附有两种模型。其一为穿插型，一种药剂先吸附在矿物的表面，再使另一种药剂分子或离子穿插在蹭，在矿物表面垂直排列,形成共吸附,例如用胺盐捕收石英,加入中性分子十二醇,醇类中性分子和阳离子捕收剂的烃基依靠范德华力的作用，使中性分子穿插在捕收剂离子中间，减少同名电荷的掩护作用，降低了药剂的临界束浓度和药剂用量，并在一定范围内提高石英的，起泡剂与捕收剂的分子或离子也常联系在一起，互相穿插，在矿物或气泡的表面发生共吸附，更便于气泡的矿化，提高了浮选过程的选择性。
第二种共吸附的模型为叠吸附。例如，柴油或煤油与杂极性捕收剂混合使用，烃类油与杂极性捕收剂的非极性端作用，使矿物表面更加水，醇类分子和煤油在煤表面的吸附，或油酸分子和煤油在磷灰石表面的吸附都属于层叠型的共吸附。
        由于极性捕收剂的作用，提高了油滴在矿物表面的吸附，疏水性油有助于矿粒与气泡局部地区水膜的减薄，缩短了矿粒在气泡上固着的诱导时间，而且定些油类捕沿三相接触周边集中，增大了矿物的接触角，有助于气泡与矿粒的接触，增大了气泡与矿粒的附着强度。
        四、药剂的预处理
        同一种药剂，由于使用方法的不同，其用量和效果都不同，特别在水中溶解度小或不溶的药剂，更加明显，例如，烃油类，不加处理，在水中呈较粗的油滴，不但效果不好，而且用量增加。
        1．配制水溶液
        对于易溶于水的，一般配成5－10%的水溶液使用，如黄药，硫酸铜，苏打等等。
        2．加溶剂配制
        一些不溶于水，但溶于某些溶剂的药剂，可以将其溶于溶剂中，如油到不溶于水，但溶于煤油；白药溶于邻甲苯胺等，先将其溶解，然后使用，可以提高其捕收作用。
        3．配制成悬浮液或乳浊液
        一些不易溶的固体药剂，可配成池浊液或悬浮液使用。例如，石灰在水中溶解度极小，20℃时约为0.17%，随着温度反而减小，因此将石灰磨至100－10μm，与水混合搅拌制成石灰乳使用。
        4．皂化
        一些难溶的脂肪酸类药剂,如氧化石蜡，塔尔油等,皂化是最常用的办法。为了使其皂化，配药时要加温并加入药剂问题10%左右的碳酸钠,加入矿浆时药剂溶液的温度应保持在60－700C左右。
        5．乳化和气溶胶
        为了提高药剂在矿将中的分散度或溶解度，可以休用乳化的方法，这对于难溶或不溶于水的药剂是很重要的，可以提高药剂与矿粒的接触几率和在矿粒上的覆盖面积，即提高了矿粒的疏水面积，增加其进入精的机会乳化的方法有机械强烈搅拌，或用超声波乳化等方法，脂肪酸类及柴油经过乳化后，可以提高它们在矿中的弥散程度，提高药剂效用，也可以采用添加为溶剂的办法，经过强烈搅拌乳化液，许多表面活性物质，都可作为乳化剂，在时也称它们为辅表收剂。
        气溶胶是另外一种强化药剂作用的方法，实质是一和特殊的喷雾装置，将药剂在空气中雾化以后，再加入浮选机。采用该法，捕收剂和起泡剂用量均有比较明显的降低。例如，捕收剂仅为通常用量的1/3～1/4，起泡剂甲基丙醇为通常用量的1/5，我国采用气溶胶法加药的实践也表明，药剂用量可以降低30－50%。
        6．电化学处理
        很多药剂经电化学方法处理后均可提高其活性。
        自提出黄药与双黄药配合使用,可以改善黄药捕收能力的见解以后,对此进行了很多研究,由于双黄药溶解度很小，浮选硫化矿时较少使用，为了能在黄药溶液中产生一定比例的双黄药，并使其能分散成28－30μm的液滴,采用电化学氧化黄药的办法,使部分黄药阴离子变成双黄原，其反应式如下：

        工业上采用的电化学氧化设备,是根据是或电催化原理设计的,其中电讐化法比较简单,如下图。