選煤(礦)基礎(chǔ)知識(shí)

第一章基本概念............................................................1

第一節(jié)巖石學(xué)基本概念..............................................1

1.1成巖和成礦作用.................................................1

1.2礦石和脈石....................................................1

1.3礦石的性質(zhì).....................................................1

第二節(jié)選礦基本概念................................................1

2.1選礦...........................................................1

2.2原礦、精礦、尾礦、中礦........................................1

2.3選礦常用的工藝指標(biāo)............................................1

2.4粗選、精選和掃選..............................................2

2.5直接與選礦有關(guān)的礦物性質(zhì)......................................2

第三節(jié)選礦的基本作業(yè)流程.........................................2

第二章篩分破碎和磨礦......................................................3

第一節(jié)篩分及篩分機(jī)械.............................................3

1.1準(zhǔn)備篩分.......................................................3

1.2預(yù)先篩分.......................................................3

1.3檢查篩分.......................................................3

1.4脫水篩分.......................................................3

1.5脫泥篩分與脫介篩分............................................3

1.6篩分機(jī)械......................................................4

第二節(jié)破碎和破碎機(jī)械.............................................5

2.1破碎作業(yè)在選煤廠和選礦廠的作用................................5

2.2破碎作業(yè)的分類................................................5

2.3破碎和磨碎設(shè)備................................................6

第三章重力選礦............................................................7

第一節(jié)水力分級(jí)....................................................7

第二節(jié)重介質(zhì)選礦..................................................7

2.1重介質(zhì)選礦的特點(diǎn)..............................................8

2.2重介質(zhì)分選機(jī)..................................................8

第三節(jié)其他重力選礦...............................................10

3.1跳汰選礦.....................................................10

3.2細(xì)顆粒重力選礦...............................................11

第四章浮游選礦...........................................................12

第一節(jié)礦物表面的親水性和疏水性..................................12

第二節(jié)浮選藥劑...................................................13

2.1浮選藥劑的分類................................................13

2.2捕收劑........................................................13

2.3起泡劑........................................................14

第三節(jié)浮選機(jī)及輔助設(shè)備..........................................14

3.1對(duì)工業(yè)用浮選設(shè)備的要求.......................................15

3.2氣泡的生成....................................................15

3.3浮選機(jī)的分類..................................................16

3.4浮選輔助設(shè)備..................................................17

3.5典型浮選流程..................................................19

第一章基本概念

第一節(jié)巖石學(xué)基本概念

1.1成巖和成礦作用

在一定自然條件下，形成巖石的地質(zhì)作用就是成巖作用；如果在形成巖石的

的過程中，伴隨著礦產(chǎn)的形成，則稱為成礦作用。

1.2礦石和脈石

所謂礦石就是在現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)條件下可以被開采、加工和利用的巖石，

即有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的巖石。在礦石中，除了有用礦物外，還含有目前無法富集和尚不

能利用的一些礦物，這些無用的礦物成為脈石。

1.3礦石的性質(zhì)

礦石的化學(xué)成分、礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦石中各元素的賦存狀態(tài)、礦石的

物理化學(xué)性質(zhì)等。

第二節(jié)選礦基本概念

2.1選礦

利用礦物的物理或物理化學(xué)性質(zhì)的差異，借助各種選礦設(shè)備將礦石中的有用

礦物與脈石礦物分離，并使有用礦物相對(duì)富集的過程。

2.2原礦、精礦、尾礦、中礦

原礦：選礦廠內(nèi)，未經(jīng)選別作業(yè)處理的礦石。

精礦：在選礦過程中選出的有用礦物。

尾礦：選礦過程中拋棄的無用礦物。

中礦：選別過程中得到的中間產(chǎn)物。

2.3選礦常用的工藝指標(biāo)

品位：指產(chǎn)品中金屬或有用成分的質(zhì)量與該產(chǎn)品質(zhì)量之比，常用百分?jǐn)?shù)表示。

通常用a表不原礦品位；0表不精礦品位；。表不尾礦品位。

產(chǎn)率：產(chǎn)品質(zhì)量與原礦質(zhì)量之比，叫做該產(chǎn)品的產(chǎn)率，通常以丫表示。

回收率：精礦中有用成分的質(zhì)量與原礦中該有用成分質(zhì)量之比，稱為回收率,

常用e表示。

有用成分回收率是評(píng)定分選過程（或作業(yè)）效率的一個(gè)重要指標(biāo)?；厥章试?/p>

高，表示選礦過程（或作業(yè)）回收的有用成分越多。所以，在選礦過程中應(yīng)該在

保證精礦質(zhì)量的前提下，力求提高有用成分回收率。

選礦比：原礦質(zhì)量與精礦質(zhì)量的比值。用它可以確定獲得It精礦所需處理

原礦石的噸數(shù)。常以K表示。

富礦比（或富集比）：精礦品位與原礦品位的比值，常用E表示。它表示選

礦過程中有用成分的富集程度。

2.4粗選、精選和掃選

礦物經(jīng)初次分選之后，將其中所含的部分脈石礦物選出，稱為粗選。

將粗選精礦進(jìn)行再選以得到合格的精礦，這一工序稱為精選。

將粗選尾礦進(jìn)行下一步的選別，這一作業(yè)成為掃選。

2.5直接與選礦有關(guān)的礦物性質(zhì)

密度：單位體積礦物的質(zhì)量，重選依據(jù)。

潤濕性：指礦物能被水潤濕的性質(zhì)。易被水潤濕的礦物成為親水性礦物。反

之成為疏水性礦物，浮選依據(jù)。

磁性：指礦物能被磁鐵吸引或排斥的性質(zhì)，磁選依據(jù)。

1、磁性礦物：能被永久磁鐵吸引的礦物。分為強(qiáng)磁性和弱磁性。

2、電磁性礦物：具有弱磁性，不能被永久磁鐵吸引，但可被電磁鐵吸引的

礦物。分為強(qiáng)電磁性礦物和弱電磁性礦物。

3、逆磁性礦物：具抗磁性被磁鐵所排斥的礦物。

導(dǎo)電性：指礦物的導(dǎo)電能力，電選依據(jù)。

第三節(jié)選礦的基本作業(yè)流程

準(zhǔn)備前作業(yè)：礦石的破碎篩分、磨礦分級(jí)（脫泥等）。

選別作業(yè)：如重選、浮選與磁選等。

產(chǎn)品處理作業(yè)：精礦脫水、尾礦儲(chǔ)存等。

第二章篩分破碎和磨礦

第一節(jié)篩分及篩分機(jī)械

碎散物料通過一層或數(shù)層曬面被分為不同粒級(jí)的過程稱為篩分。

1.1準(zhǔn)備篩分

當(dāng)篩分是為分選作業(yè)提供不同粒級(jí)的入選礦物時(shí)，稱為準(zhǔn)備篩分。

1.2預(yù)先篩分

用在破碎前預(yù)先把合格粒級(jí)預(yù)先篩出。目的是為了避免物料的過度粉碎，從

而提高破碎設(shè)備的生產(chǎn)能力和降低動(dòng)力消耗。

1.3檢查篩分

用在破碎后以控制產(chǎn)品的破碎粒度。目的是為了從破碎設(shè)備的產(chǎn)物中，將粒

度不合格的大塊篩出，以保證產(chǎn)品不超出要求的粒度上限。

(a)(b)(c)

圖一篩子和破碎機(jī)的配合

(a)預(yù)先篩分(b)檢查篩分(c)預(yù)先及檢查篩分

1.4脫水篩分

將伴有大量水的散狀物料(如礦漿、泥漿)作為篩分原料，以脫除其中液相

為目的的篩分成為脫水篩分。

脫水篩分一方面可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行脫水，達(dá)到產(chǎn)品的水分要求；另一方面可以

回收水，以便循環(huán)使用。

1.5脫泥篩分與脫介篩分

為達(dá)到一定的工藝目的，脫除散狀物料中細(xì)顆粒的篩分作業(yè)，稱為脫泥篩分

或脫介篩分。須用強(qiáng)力噴水沖洗。

例如，在跳汰選煤時(shí)，為了降低洗水粘度，提高細(xì)粒煤的分選效率，在煤進(jìn)

入跳汰機(jī)前的脫泥篩分;在重介選煤時(shí)，為了回收細(xì)粒重介質(zhì)所進(jìn)行的脫介篩分。

1.6篩分機(jī)械

一般按照篩面的結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)形式，將其分為以下幾個(gè)種類。

1）固定篩

固定篩的篩面是固定的，由許多平行排列的篩條構(gòu)成。篩面呈水平安裝或者

傾斜安裝，工作時(shí)固定不動(dòng)，物料靠自重沿篩面下滑而篩分。有棒條篩和條縫篩

之分。

圖二固定式棒條篩

固定篩構(gòu)造簡單，壽命長，尤其不消耗動(dòng)力，沒有運(yùn)動(dòng)部件，設(shè)備成本和使

用成本低，但生產(chǎn)能力和篩分效率較低。

2）滾筒篩

滾筒篩的篩面為圓柱面或圓錐面曬筒，沿篩筒的對(duì)稱軸線裝有轉(zhuǎn)軸，當(dāng)傳動(dòng)

裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，篩筒也隨著回轉(zhuǎn)。圓錐面曬筒水平安裝，物料由曬筒小端

給入，并隨篩筒旋轉(zhuǎn)被帶起，當(dāng)達(dá)到一定高度時(shí)，因受重力作用自動(dòng)下落，如此

不斷起落實(shí)現(xiàn)物料的篩分。

滾筒篩運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，但生產(chǎn)能力低，篩孔易堵塞、篩分效率低，可用于粗、

中粒物料的篩分和脫水。

3）振動(dòng)篩

振動(dòng)篩由篩箱、激振裝置、傳動(dòng)裝置、支承或吊掛裝置組成。篩箱通過彈簧

支承或吊掛在機(jī)架上，篩箱的振動(dòng)依靠激振器產(chǎn)生振動(dòng)。物料在篩面上進(jìn)行跳躍

運(yùn)動(dòng)并透過篩孔。

振動(dòng)篩的特點(diǎn)是頻率高、振幅小，物料在篩面上做跳躍運(yùn)動(dòng)，因而生產(chǎn)率和

篩分效率都較高，因此廣泛適用于選煤廠的各種篩分作業(yè)。振動(dòng)篩的種類如下圖。

供振簫

限定中心式圓振動(dòng)篇

不定中心式圓振動(dòng)錐

圓振動(dòng)篩1/軸承偏心式自定中心圓振動(dòng)篩

自定中心式圓振動(dòng)第I偏心軸式自定中心圓振動(dòng)篇

〔膠帶輪偏心式自定中心圓振動(dòng)簫

振動(dòng)弼

慣性振動(dòng)簫＜筒式激振器直線振動(dòng)第

單電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線振動(dòng)篇

箱式激振器直線振動(dòng)篩

直線振動(dòng)鰥H雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線振動(dòng)篩I（普通電機(jī)驅(qū)動(dòng)式直線振動(dòng)篩

振動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)式直線振動(dòng)篩

、電磁激振直線振動(dòng)簫

i橢圓振動(dòng)簫

圖三振動(dòng)篩的分類

4）其他篩分機(jī)

如旋轉(zhuǎn)概率篩、立式（臥式）振動(dòng)離心篩、弛張篩、強(qiáng)化篩和變幅篩等。是

對(duì)細(xì)、濕、黏的物料進(jìn)行干法篩分的新設(shè)備。

第二節(jié)破碎和破碎機(jī)械

破碎和磨碎是用外加能量來克服被破碎物料之間的內(nèi)聚力，使大塊物料分裂

成若干小塊的過程。在破碎過程中，入料粒度與產(chǎn)物粒度的比值叫做破碎比，通

常由入料最大顆粒直徑與產(chǎn)物最大顆粒直徑的比值來確定。

2.1破碎作業(yè)在選煤廠和選礦廠的作用

1）滿足選煤機(jī)械和選礦機(jī)械對(duì)入選物料最大入選粒度的要求。

2）滿足夾肝煤中的煤與肝石的解離，有用礦物和脈石解離要求，對(duì)于煤與

肝石夾雜共生的夾肝煤，必須先使夾肝煤解離，才能入選而達(dá)到分選的目的。

3）滿足用戶對(duì)選后產(chǎn)品粒度的要求。

2.2破碎作業(yè)的分類

破碎作業(yè)按照破碎產(chǎn)物的粒度不同分為：粗碎、中碎、細(xì)碎和粉碎。見表一。

表一按產(chǎn)品粒度劃分的破碎作業(yè)

作業(yè)名稱粗碎中碎細(xì)碎粉碎

產(chǎn)品粒度/mm>506?251?6<1

機(jī)械能破碎的五種基本方式：

擠壓破碎（圖一a）：物料在兩個(gè)工作面之間受到緩慢增大的壓力作用二破碎。

這種方法大多用于脆性、堅(jiān)硬物料的粗碎。

劈裂破碎（圖一b）：用一個(gè)尖棱（或平面）和一個(gè)帶有尖棱的工作表面擠壓

礦石時(shí)，礦石將沿著壓力作用線的方向劈裂。

折斷破碎（圖一c）：礦石受到彎曲作用而破碎。

研磨破碎（圖一d）：礦石與運(yùn)動(dòng)的工作面之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)而受一定的壓力

和剪切力作用。研磨破碎多產(chǎn)生細(xì)粒，效率低、能耗大，多用于小塊物料的細(xì)碎。

沖擊破碎（圖一e）：物料受到足夠大的瞬時(shí)沖擊力而破碎，其破碎效率高、

破碎比大，能耗小。多用于脆性物料的破碎。

C)(b)(c)<d〉Ce)

圖一破碎和磨碎方式

2.3破碎和磨碎設(shè)備

破碎機(jī)可按工作原理和結(jié)構(gòu)特征劃分為：顆式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、輻式破

碎機(jī)和沖擊式破碎機(jī)。圖二為主要類型破碎機(jī)和磨碎設(shè)備的原理示意圖。

圖二破碎和磨碎設(shè)備示意圖

（a）顆式破碎機(jī)（b）圓錐破碎機(jī)和旋回破碎機(jī)（c）輻式破碎機(jī)（d）沖擊式破碎機(jī)（e）磨礦機(jī)

第三章重力選礦

重力選礦又稱重選，就是根據(jù)礦粒間由于密度的差異，因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)介質(zhì)中所

受中路、液體動(dòng)力和其他機(jī)械力的不同，從而實(shí)現(xiàn)按密度分選礦粒群的過程。粒

度和形狀會(huì)影響按密度分選的精確性。常見的重選方法有重介質(zhì)選礦、跳汰選礦、

旋轉(zhuǎn)介質(zhì)流選礦、搖床分選、斜槽分選等。

各種重選過程的共同特點(diǎn)：

1、礦粒間必須存在密度的差異；

2、分選過程在運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)中進(jìn)行；

3、在重力、流體動(dòng)力及其他機(jī)械力的綜合作用下，礦粒群松散并按照密度

分層；

4、分層好的物料在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)的作用下實(shí)現(xiàn)分離，并獲得不同的最終產(chǎn)品。

第一節(jié)水力分級(jí)

水力分級(jí)是根據(jù)礦粒在運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中沉降速度的不同，將粒度級(jí)別較寬的礦粒

群，分成若干窄粒度級(jí)別產(chǎn)物的過程。

表一篩分和水力分級(jí)的比較

類

工作原理產(chǎn)品特性工作效率應(yīng)用范圍

別

對(duì)細(xì)粒物

篩統(tǒng)計(jì)產(chǎn)物中粒度大小比較大于2?3mm

嚴(yán)格按粒度分級(jí)料篩分效

分均勻，平均直徑相同物料

率較低

水處理細(xì)粒

按沉降速度分同級(jí)產(chǎn)物中主要是等沉降一般用于不

力物料效率

級(jí)，密度對(duì)按粒顆粒,大密度礦粒平均直徑小于2?3mm

分比篩分法

度分級(jí)有影響比小密度礦粒平均直徑小物料

級(jí)高

第二節(jié)重介質(zhì)選礦

通常將密度大于水的介質(zhì)成為重介質(zhì)。在這樣的介質(zhì)中進(jìn)行的選礦成為重介

質(zhì)選礦。它是按照阿基米德原理進(jìn)行的。

重介質(zhì)有重液和重懸浮液之分，重液是一些密度較高的郵寄液體或無機(jī)鹽類

的水溶液，但是該來源有限，價(jià)格昂貴，有毒，有腐蝕作用且不易回收，一般只

在試驗(yàn)室使用；重懸浮液是由密度較大的固體顆粒分散在水中構(gòu)成的非均質(zhì)兩相

介質(zhì)，考慮到來源較為廣泛，價(jià)格低廉且便與回收與再生，選煤廠多用磁鐵礦粉

作為加重質(zhì)。

2.1重介質(zhì)選礦的特點(diǎn)

1）分選效率和分選精度較高；

2）分選密度可調(diào)且范圍較寬；

3）分選粒度范圍較寬；

4）適應(yīng)性強(qiáng)；

5）生產(chǎn)過程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

2.2重介質(zhì)分選機(jī)

工業(yè)上使用的重介質(zhì)分選機(jī)，按工藝和結(jié)構(gòu)特征，分類方法見表二。對(duì)大于

6mm或13mm粒級(jí)塊煤采用重懸浮液進(jìn)行分選時(shí)，使用最多的的設(shè)備有斜輪重

介質(zhì)分選機(jī)和立論重介質(zhì)分選機(jī)，其分選粒度上限一般為300mm左右，最大可

達(dá)1200mm。對(duì)于分選6~13mm以下的洗禮物料，采用離心力場(chǎng)來強(qiáng)化分選過程,

其設(shè)備主要采用重介質(zhì)旋流器。

表二重介質(zhì)分選機(jī)分類表

分類特征分選機(jī)類型分類特征分選機(jī)類型

兩產(chǎn)品分選機(jī)深槽分選機(jī)

分選后的產(chǎn)品品種分選槽形式

三產(chǎn)品分選機(jī)淺槽分選機(jī)

水平液流分選機(jī)提升輪分選機(jī)（斜輪、立論）

垂直液流分選機(jī)刮板分選機(jī)

懸浮液流動(dòng)的方向排肝裝置形式

復(fù)合液流分選機(jī)圓筒分選機(jī)

（水平-上升流或水平-下降流）空氣提升分選機(jī)

旋轉(zhuǎn)重介質(zhì)流選礦

重介質(zhì)旋流器是一種利用離心力場(chǎng)強(qiáng)化細(xì)粒級(jí)礦粒在重介質(zhì)中分選的設(shè)備，

能使密度差值?。ā?.1含量大）的難選和極難選細(xì)粒物料也能獲得精確的分選。

該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，無運(yùn)動(dòng)部件，分選效率高。

根據(jù)其機(jī)型結(jié)構(gòu)和形狀分為圓錐型和圓筒型兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，雙圓筒串

聯(lián)型、圓筒型與圓錐型串聯(lián)的三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器。根據(jù)給料方式，可以分為有

壓給料和無壓給料兩種。

底流

圖1有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選過程

如上圖所示，兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，其主體是由圓筒部分和圓錐部分組成。

分選時(shí)，原礦和懸浮液的混合物以一定壓力由入料管沿切線方向給入旋流器的圓

筒部分，形成強(qiáng)大的旋流。其中一股沿著旋流器圓柱體和圓錐體內(nèi)壁形成一個(gè)向

下的外螺旋流；另一股是圍繞著旋流器軸心形成一個(gè)向上的內(nèi)螺旋流，其軸心形

成負(fù)壓，實(shí)為空氣柱。由于離心力的作用，高密度的物料甩向錐體內(nèi)壁，并隨著

部分旋流液向下做螺旋運(yùn)動(dòng)，最后從底流口排除；低密度物料集中在椎體中心，

隨內(nèi)螺旋上升運(yùn)動(dòng)經(jīng)溢流管進(jìn)入溢流室從切線方向排出。

三產(chǎn)品重介旋流器是由兩臺(tái)兩產(chǎn)品重介旋流器串聯(lián)組裝而成的，從分選原理

上沒差別，第一段為主選，采用低密度懸浮液進(jìn)行分選，選出精煤和再選入料，

同時(shí)由于懸浮液濃縮的結(jié)果為第二段準(zhǔn)備了高密度懸浮液；第二段為再選，分選

出中煤和肝石兩種產(chǎn)品，三產(chǎn)品重介旋流器的主要優(yōu)點(diǎn)是用一套懸浮液循環(huán)系

統(tǒng)，簡化再選物料的運(yùn)輸。缺點(diǎn)是在第二段分選時(shí)，重介質(zhì)密度的測(cè)定和控制較

難。因第二段懸浮液入料是由第一段懸浮液濃縮而來。

無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器一段為圓筒型，二段旋流器為圓筒型或圓筒圓

柱型，當(dāng)二段要求有較高的排肝密度時(shí)，即用圓筒圓錐型。兩段圓筒型三產(chǎn)品旋

流器的結(jié)構(gòu)圖如圖2：

原煤

圖2無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器結(jié)構(gòu)示意圖

第三節(jié)其他重力選礦

3.1跳汰選礦

跳汰選礦是指物料主要在垂直升降的變速介質(zhì)流中，按密度差異進(jìn)行分選的

過程。物料在粒度和形狀上的差異，對(duì)選礦結(jié)果有一定的影響。跳汰時(shí)所選用的

介質(zhì)可以是水，也可以是空氣。以水作為分選介質(zhì)是，稱為水力跳汰；以空氣作

為分選介質(zhì)時(shí)，稱為空氣跳汰。目前，生產(chǎn)中以水力跳汰為主。

實(shí)現(xiàn)跳汰過程的設(shè)備叫跳汰機(jī)，被選物料給到跳汰機(jī)篩板上，形成一個(gè)秘笈

的物料層，這個(gè)密集的物料層稱為床層。在給料的同時(shí)，從跳汰機(jī)下部透過篩板

周期地給入一個(gè)上下交變水流，物料在水流的作用下進(jìn)行分選。

首先在上升水流的作用下，床層逐漸松散、懸浮，這時(shí)床層中的礦粒根據(jù)其

自身的特性（礦粒的密度、粒度和形狀）彼此做相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分層。上升水流結(jié)

束后，在休止期間（停止給入壓縮空氣）以及下降水流期間，床層逐漸緊密，并

繼續(xù)分層。待全部礦粒都沉降在篩面上以后，床層又恢復(fù)了緊密狀態(tài)，這時(shí)大部

分礦粒彼此之間已失去了相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可能性，分層作用幾乎全部停止，只有那些

極細(xì)的礦粒，尚可以穿過床層的縫隙繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)（這種細(xì)粒的運(yùn)動(dòng)成為鉆隙運(yùn)

動(dòng)），并繼續(xù)分層。下降水流結(jié)束后，分層暫告終止，至此完成了一個(gè)跳汰周期

的分層過程。物料在每個(gè)周期中都只能受到一定的分選作用，經(jīng)過多次重復(fù)后，

分層逐漸完善。最后，密度低的礦粒集中在最上層，密度高的礦粒集中在最底層。

選煤中常用的跳汰機(jī)類型有，篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)、篩下空氣式跳汰機(jī)、動(dòng)篩

跳汰機(jī)等。

3.2細(xì)顆粒重力選礦

重介質(zhì)選礦和跳汰選礦屬于寬粒級(jí)礦物分選，寬粒級(jí)重選過程中，細(xì)粒分選

效果較差。對(duì)于細(xì)粒礦粒的分選包括TBS、溜槽選礦、螺旋選礦、搖床選礦、煤

泥重介質(zhì)旋流器選礦等。

第四章浮游選礦

浮游選礦又稱浮選，是細(xì)粒和極細(xì)粒物料分選中應(yīng)用最廣泛效果最好的一種

選礦方法。

浮選是指在水的懸浮液中，以礦物表面的物理化學(xué)性質(zhì)差異為依據(jù)來精選固

體礦物的過程。其主要特點(diǎn)有：

1）浮選回收率高；

2）適應(yīng)性廣：對(duì)不同的礦種（金屬礦、非金屬礦）、不同品位或復(fù)雜共生礦

物都能較廣泛的適應(yīng)；

3）有效處理細(xì)：能有效分選0.3?0.01mm的微細(xì)礦物，對(duì)于煤炭，可有效分

選0.5?0.03mm的細(xì)粒煤泥。

現(xiàn)代泡沫浮選主要包括以下作業(yè)：

1）磨礦：即先將礦石磨細(xì)，使有用礦物與其他礦物或脈石礦物解離；

2）調(diào)漿加藥：調(diào)整礦漿濃度適合浮選要求，并加入所需的浮選藥劑，以提

高效率；

3）浮選分離：礦漿在浮選機(jī)中充氣浮選，完成礦物的分選；

4）產(chǎn)品處理：浮選后的泡沫產(chǎn)品和尾礦產(chǎn)品進(jìn)行脫水處理。

第一節(jié)礦物表面的親水性和疏水性

圖一礦物表面對(duì)水及空氣的潤濕示意圖

水在前兩種礦物表面易于展開，固水界面很容易代替固氣界面。水在固體表

面能發(fā)生展布的這種現(xiàn)象叫潤濕性；能被水潤濕的表面叫親水性表面。

水在后兩種礦物表面上不易展開，即固水界面不易替代固氣界面。所以水不

易在礦物表面上展開，這種礦物叫疏水性礦物，不能被水潤濕的表面就稱疏水性

表面。

煤的可浮性

1）煤的主體是多苯芳香核，其化學(xué)性質(zhì)不活潑，具有疏水性。所以，煤的

主要表面是疏水的。

2）煤含有一定數(shù)量的極性礦物質(zhì)，煤的芳香核碳網(wǎng)側(cè)鏈上易生成含氧官能

團(tuán)，使煤的部分表面具有親水性。

3）煤表面的部分極性表面可通過雜極性分子捕收劑吸附，以提高疏水性。

4）煤表面氧化可浮性變差，煤在水中比空氣中更易氧化。

小結(jié)：煤的表面主要是疏水的，但也有部分親水，部分藥劑可作用在煤的表

面，幫助浮選進(jìn)行。

第二節(jié)浮選藥劑

礦物能否浮選取決于其表面的潤濕性。而自然界的礦物絕大多數(shù)可浮性較

差，這就需要添加藥劑來改善礦物的表面性質(zhì)，以達(dá)到能用浮選法分離的目的。

2.1浮選藥劑的分類

1）捕收劑一凡是能提高礦物表面的疏水性，增強(qiáng)礦粒與氣泡的附著強(qiáng)度的

一類物質(zhì)叫捕收劑。如：①捕收非極性礦物用的燒類油一一煤油、輕柴油等；②

捕收硫化礦物用黃藥、黑藥等；③捕收氧化礦物用的胺類、脂肪酸陽離子化合

物等。

2）起泡劑一凡是能促使空氣在礦漿中分散，產(chǎn)生有足夠數(shù)量的、大小合適

的、有一定穩(wěn)定性氣泡的一類物質(zhì)叫起泡劑。如各種醇類、松油等。

3）調(diào)整劑一能調(diào)整礦物的表面性質(zhì)、調(diào)整礦物與其它物質(zhì)的作用、調(diào)整礦

漿性能的一類物質(zhì)叫調(diào)整劑。如活化或抑制氣泡與礦物的粘附，調(diào)整礦漿的pH

值等，它又可以分為：抑制劑、活化劑、PH調(diào)整劑、分散劑和絮凝劑。

注：由于煤的可浮性比較好，為降低浮選成本，除對(duì)精煤有特殊要求的個(gè)別

情況外，一般，煤泥浮選時(shí)不加抑制劑和調(diào)整劑，而只使用捕收劑和起泡劑。

2.2捕收劑

捕收劑按其在水中的解離程度可分為兩大類，如圖二:

捕收劑分類

圖二捕收劑分類

2.3起泡劑

起泡劑按其在水中的解離情況可以分為：

1）非離子型。如醇類、醛類，它們的極性基分別為：-OH,-0-；

2）離子型。如我酸及其皂類，極性基為-COOH（Na）；烷基磺酸及其皂類，

極性基為：-SO3H（Na）；酚類，極性基為：-0H；等等。

工業(yè)上應(yīng)用的起泡劑分為三大類：

1）天然起泡劑。如松油、2#油、樟腦油、枝葉油等。

2）工業(yè)副產(chǎn)品起泡劑。該類起泡劑主要用于選煤廠，它們有：雜醇：用量

200-300g/t；仲辛醇：用量100g/t;混合醇：用量100-150g/t；還有雜醇油、

脂油（代號(hào)：脂油190）等。

3）人工合成起泡劑。酸醇類：甲基酸醇、乙基酸醇、丁基醛醇等。酸類：

如4號(hào)油（主要成分為1,1,3-三乙氧基丁烷，又稱丁酸油）；MIBC等。

第三節(jié)浮選機(jī)及輔助設(shè)備

Tailing

outlet

圖一泡沫浮選槽示意圖

3.1對(duì)工業(yè)用浮選設(shè)備的要求

1）充氣作用：充氣量大且易調(diào)節(jié)。造成大量的氣-水界面，使氣泡在浮選過

程中充當(dāng)載體。另外，由于不同的礦物或不同的浮選作業(yè)各有其合適的充氣量，

所以要求充氣量可調(diào)。

2）攪拌作用：因?yàn)閿嚢璁a(chǎn)生負(fù)壓而吸入大量空氣，并產(chǎn)生氣泡。攪拌強(qiáng)度要

足夠使氣泡粉碎、礦粒懸浮、藥劑乳化分散，以保證浮選槽內(nèi)礦漿濃度均勻;礦粒

和氣泡在浮選機(jī)中的分布均勻;促使藥劑和礦粒、礦粒和氣泡的接觸幾率提高

3）循環(huán)作用：浮選槽內(nèi)礦漿循環(huán)量要大，以增加礦粒與氣泡的接觸機(jī)會(huì)。

4）調(diào)節(jié)作用：通過礦漿量的大小、浮選機(jī)中液面的高低、泡沫層的厚度都

應(yīng)可調(diào)，以適應(yīng)自動(dòng)控制需要。

5）連續(xù)工作：進(jìn)料、刮泡、排料要連續(xù)進(jìn)行。

6）一般的機(jī)械要求：結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、能耗低、壽命長、能長期安全

運(yùn)行。

3.2氣泡的生成

1）機(jī)械攪拌作用造成負(fù)壓吸入空氣，并將空氣粉碎形成氣泡。機(jī)械攪拌式浮

選機(jī)通過此法形成。

2）空氣通過多孔介質(zhì)的細(xì)小孔眼形成氣泡。壓入式浮選機(jī)（如有些浮選柱）

屬于此法。此法要求空氣壓力適中：太小，不利空氣透過，浮選機(jī)中氣泡數(shù)量少；

太大，易形成噴射氣流而不成泡，并且還會(huì)造成浮選槽內(nèi)液面不穩(wěn)。

3）氣體從礦漿中析出形成微泡。不管是吸入還是壓入的空氣，隨著浮選槽

中壓力的下降，溶解在礦漿中的氣體會(huì)自動(dòng)析出，并首先在疏水的礦物表面析出，

形成氣泡。

3.3浮選機(jī)的分類

按有無充氣攪拌機(jī)浮選設(shè)備分為兩大類，如圖二：

十加叩〔⑴措觸指由麒翩抑跚越；

1、翻翻，⑶麟帆只翻揖光鈾朝飆吃心

oa）（3）i?n-糊,但轉(zhuǎn)槐

.工］抻怦吊舞人立（婚建）；

［黑o⑵"枳）；

附子邸［⑶it獻(xiàn)贏麹肝生妞岫鋪

圖二浮選機(jī)分類

1）XJM-4機(jī)械攪拌式浮選機(jī)

圖三XJM-4型浮選機(jī)外形圖

XJM-4型浮選機(jī)單槽容積加？，它由4-6個(gè)箱體1,3y個(gè)中礦箱4及1個(gè)尾

礦箱7組成。每個(gè)箱體中有1個(gè)攪拌機(jī)構(gòu)2和1個(gè)放礦機(jī)構(gòu)3,兩邊有刮泡機(jī)構(gòu)。

XJM-4型浮選機(jī)工作時(shí),葉輪高速旋轉(zhuǎn)使礦漿甩出，形成負(fù)壓，來自套筒的空

氣和循環(huán)孔吸入的礦漿在葉輪上部空間混合；從葉輪底部中心吸入的新鮮礦漿與

空心軸吸入的空氣互相混合；然后在離心力作用下甩出。新鮮礦漿、循環(huán)礦漿、

多股空氣流及藥劑交叉相遇并混合,對(duì)礦化極為有利。

礦漿先甩到槽底,失去部分動(dòng)能后上升，同時(shí)也降低了運(yùn)動(dòng)速度;在此過程中

部分沒礦化的顆粒經(jīng)循環(huán)孔又吸入葉輪腔與套筒吸入的空氣相遇混合并甩出。這

就形成了W形礦漿流動(dòng)形式,運(yùn)動(dòng)中氣泡不斷礦化,并穩(wěn)定升浮到液面,形成泡沫

層;最然后由刮泡機(jī)構(gòu)刮出,進(jìn)入到精礦槽。

2）噴射旋流式浮選機(jī)

噴射旋流式浮選機(jī)屬于空氣析出式浮選機(jī)。它沒有葉輪攪拌,而是由加壓礦

漿析氣形成氣泡。特點(diǎn)是氣泡直徑小,微泡數(shù)量多。

圖四噴射旋流式浮選機(jī)示意圖

槽體、刮泡與放礦機(jī)構(gòu)相似于XJM-4型,不同的是采用直流式給礦,槽體之間

直接相連,無中礦箱和U形連接管.每兩個(gè)浮選槽配備1臺(tái)砂泵,從浮選槽中抽出

部分礦漿，使其加壓,再從噴嘴中以20m/s左右的高速噴出，使混合室造成負(fù)壓,

吸入空氣.高速射流將空氣切割、粉碎成細(xì)小微泡,并互相混合,沿切線方向進(jìn)入

旋流器。

3.4浮選輔助設(shè)備

浮選的輔助設(shè)施有：給藥裝置、調(diào)漿設(shè)備、藥劑乳化器等。

常用的浮選調(diào)漿設(shè)備：

攪拌桶、礦漿準(zhǔn)備器、礦漿預(yù)處理器。而目前使用最多是礦漿準(zhǔn)備器和礦漿

預(yù)處理器。

礦漿預(yù)處理器

礦漿預(yù)處理器與各類浮選機(jī)配套使用，用于浮選前的礦漿準(zhǔn)備。通過礦漿預(yù)

處理器，藥劑以氣溶膠的形式與礦漿接觸，可以改善氣泡的礦化效果和礦粒的浮

選性能，減少浮選藥劑耗量。與傳統(tǒng)攪拌桶相比，礦漿預(yù)處理器不僅降低能耗，

還可節(jié)省藥劑耗