目前国内各种浮选工艺的理论基础大体相同,即矿粒因自身表面的疏水特性或经浮选药剂作用后获得的疏水(亲气或油)特性,可在液-气或水-油界面发生聚集。浮选方法主要有两种:泡沫浮选和无泡沫浮选。其中,泡沫浮选法是目前应用最广泛的。
1.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。用泡沫浮选回收水溶液中的金属离子时,先用化学方法将其沉淀或用离子交换树脂吸附,然后再浮选沉淀物或树脂颗粒。
2.无泡沫浮选:是使浮选物料在水-气、有机液-水、水-油界面(或表面)萃取聚集后分离。浮选所需的气泡最早由煮沸矿浆或化学反应产生;目前常用机械搅拌以吸入空气或导入压缩空气起泡,还有减压或加压后再减压起泡以及电解起泡等。与浮选效果有关的因素很多,除矿石性质外以浮选药剂,浮选机和浮选流程最为重要。 浮选工艺的主要设备是浮选机。由单槽或多槽串联组成,浮选中矿浆的搅拌充气,气泡与矿粒的粘附,气泡上升并形成泡沫层被刮出或溢流出等过程,都在浮选槽内进行。
按搅拌和充气方式的不同,可分5种:
①机械搅拌式。搅拌和充气都由机械搅拌器实现。有离心叶轮、星形转子和棒形转子等类型。搅拌器在浮选槽内高速旋转,驱动矿浆流动,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,再向浮选槽中充入低压空气。
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。用降低压力方法或先加压后降至常压的方法,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,然后在常压下于浮选槽内析出,形成大量微泡。
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。
铜矿浮选 硫化铜矿物常用黄药(捕收剂),松醇油(起泡剂)和石灰(调整剂)等药剂处理后浮选,以与脉石及共生的硫化铁矿物分离。大多采用优先浮选。氧化铜矿一般用硫化钠活化后再加黄药浮选,或直接用脂肪酸作捕收剂浮选。
铅锌矿浮选 采用优先浮选流程时,用硫酸锌、氰化物抑制闪锌矿,用黄药浮选方铅矿;然后用硫酸铜活化并再加黄药浮选闪锌矿。采用混合浮选流程时,先用黄药将铅、锌矿物一并浮出;再对混合精矿用硫酸锌、氰化物抑制锌矿物,浮出铅矿物。现在许多选矿厂采用亚硫酸及其盐类代替氰化物。
铁矿浮选 常用油酸、塔尔油、氧化石蜡皂或石油磺酸盐为捕收剂(兼起泡剂),浮选赤铁矿、褐铁矿等矿物,称铁矿正浮洗;或用阳离子胺类捕收剂浮选石英,或用阴离子捕收剂浮选经钙离子活化的石英,称铁矿反浮选。可用絮凝-脱泥-反浮选工艺处理细粒浸染铁矿石。
钨、锡矿泥浮选 对含有黑钨矿或锡石的细泥,用油酸或甲苯胂酸或苯乙烯磷酸作捕收剂,用水玻璃作脉石抑制剂浮选回收。有时还需用硝酸铅等作活化剂。
萤石及磷灰石浮选 常用油酸或氧化石蜡皂或塔尔油作捕收剂,用水玻璃、栲胶、磺化粗菲等作脉石抑制剂进行浮选。
煤泥和石墨浮选 一般用醇类作起泡剂,用煤油等中性油作捕收剂浮选。