分支载体浮选的理论与实践

分支载体浮选(RCF)是一种处理细粒低品位矿石的革新工艺。该工艺采用分支浮选流程并用自身的粗粒精矿取代了常规载体浮选中的外加异类载体矿物。本文研究了黑钨矿、红铁矿、难溶铜、氧化铅锌、铜钼矿和锑砷硫化矿等七种不同矿物的分支载体浮选。和常规方法相比较,分支载体浮选除了可以显著降低药剂消耗,避免载体与超细粒之间的再分离,不需回收载体等,从而解决了常规法中存在的技术问题以外,还能够得到更高的回收率与分选效果。通过浮选试验、动电位测定和电子显微镜观察,进行了分支载体浮选过程机理的研究,结果表明矿泥罩盖的机理已经不适用,提出了新的“碰撞-粘附”模型。在这一模型中,将影响分支载体浮选的因素分为几何、物理、化学三大类并根据实验现象进行了详细的讨论。     

微细粒锡石的两液浮选

本文研究了-5微米锡石的两液浮选,并与相应条件下的常规浮选进行了比较。结果表明,两液浮选工艺优于泡沫浮选,锡石回收率可达99.3％,精矿含90.0％SnO_2。研究发现,捕收剂在两液浮选中起着三重作用:(1)使矿粒疏水;(2)使油相乳化;(3)影响油滴表面电性。油液表面的ζ-电位负值比矿粒-溶液间的ζ-电位还大,是两液浮选中的一个重要影响因素。两液浮选比泡沫浮选优越的原因:(1)两液浮选中产生的油/水界面较大,提高了细粒矿物的碰撞几率和附着面积;(2)油相体系的Hamaker常数比气相体系的Hamaker常数大,因而油滴比气泡更有利于疏水矿粒的粘附。     

微细粒黑钨矿疏水絮凝浮选中聚团形成机制

通过疏水絮凝实验、原子力显微镜分析和数值模拟计算等方法,系统研究了微细粒黑钨矿的疏水聚团形成机制.结果表明：pH为8.0～8.5时,油酸钠诱导黑钨矿表面疏水并产生疏水絮凝行为,微细粒黑钨矿疏水聚团D₅₀与油酸钠的质量浓度和搅拌强度正相关;油酸钠体系中黑钨矿颗粒间具有较强的黏附力,疏水作用力是疏水聚团形成的主要贡献成分;搅拌装置中形成的强湍流流场环境有助于矿物颗粒的相互接触与能量传递,增加颗粒碰撞黏附概率;在流场高剪切力和油酸钠诱导疏水力共同作用下促进了微细粒黑钨矿形成大而稳固的聚团,与常规浮选相比,疏水絮凝浮选WO₃回收率提高了12.04%.     

纳米气泡作用下的不同粒度煤泥浮选动力学特性

颗粒粒径的大小是影响浮选的重要因素,一般来说,浮选入料粒度过粗或过细都会对浮选效率与速率产生不利影响。纳米气泡由于尺寸小、比表面积大以及生存周期长等特质,逐渐成为浮选领域研究的热点,研究纳米气泡浮选过程中的颗粒粒度效应具有重要意义。本文采用水力空化作为纳米气泡产生方式,使用原子力显微镜观测固液界面的纳米气泡,通过浮选试验以及引入六种浮选动力学模型拟合试验数据,研究了纳米气泡对不同粒度级煤泥浮选动力学的影响。试验结果表明,固液界面的纳米气泡呈圆盘状同时具有超大的疏水角,纳米气泡的引入可以使各粒度级煤泥的浮选精煤可燃体回收率得到1%?5%的提高,同时纳米气泡会引起中等粒级精煤灰分的提高以及细粒级精煤灰分的降低。经比较,经典一级动力学模型为最佳浮选动力学模型,各粒度级浮选动力学规律不会因纳米气泡的加入而发生改变。纳米气泡可以使?0.5+0.25 mm粒级的浮选速率常数由2.70增加至4.33,但同时分别会造成?0.25+0.125 mm与?0.125+0.074 mm粒级浮选速率常数15.45%与8.59%的下降,此外,?0.074 mm粒级煤泥的浮选速率在纳米气泡作用下得到13-18%的提高,对于粗、细等难浮煤泥浮选效率与速率的提高是纳米气泡强化煤泥浮选的重要原因。     

不同组成黑钨矿的可浮性

本文研究了含锰量不同的黑钨矿的可浮性、吸附行为及动电现象。用螯合剂1-亚硝基-2-萘酚及辛基羟肟酸作黑钨矿的捕收剂,结果表明螯合剂是细粒黑钨矿的有效捕收剂。有效浮选pH范围在pH=6.5到8.5之间,在该pH范围内,捕收剂在黑钨矿上的吸附量最大。含锰较高的黑钨矿在纯水中,具有较低的负ξ-电位,吸附捕收剂的能力较大,可浮性较好。根据实验结果和溶液化学平衡计算,讨论了捕收剂与锰、铁离子的相互作用及其差别,螯合捕收剂在黑钨矿上的化学吸附与锰离子螯合物的形成有更为密切的关系,表明锰离子与药剂离子的相互作用决定了黑钨矿的吸附及浮选行为。     

油酸钠与微细粒黑钨矿的作用机理

通过浮选实验、溶液化学计算、吸附量测试、动电位和红外光谱分析等方法,系统研究了油酸钠对微细粒黑钨矿的浮选捕收机理.结果表明:黑钨矿可浮性与油酸钠吸附量正相关,微细粒黑钨矿可浮性较好的pH区间为7.0～9.0,溶液中油酸离子和离子-分子缔合物组分对黑钨矿浮选过程起主要作用.溶液化学计算表明:油酸钠的吸附量和黑钨矿的可浮性与金属阳离子形成的油酸盐组分浓度有直接关系;油酸钠的添加使荷负电的黑钨矿动电位负移.红外光谱分析表明油酸钠在黑钨矿表面发生化学吸附,生成金属油酸盐,进而增强了黑钨矿的可浮性.     

旋流-静态微泡浮选柱强化回收微细粒黑钨矿

针对微细粒黑钨矿中钨难回收、工艺流程长、回收率低的问题,应用高效的微细粒分选设备旋流-静态微泡浮选柱强化回收某含钨多金属矿中的微细粒黑钨矿,考察处理量、药剂制度、循环泵工作压力和充气量等对浮选指标的影响,并优化相应的工艺条件和操作参数,在此基础上进行短流程连选试验。研究结果表明:采用浮选柱"一粗二精"流程代替浮选机"一粗三精五扫"工艺流程,可以获得WO_3质量分数为42.34%及钨回收率为84.68%的黑钨精矿,比浮选机流程获得的精矿质量分数提高10.43%,回收率提高2.15%,实现了微细粒黑钨矿柱式短流程的高效分选。     

黑钨矿浮选中螯合捕收剂的作用

利用红外光谱、紫外光谱及动电位测定的方法研究了螯合剂辛基羟昕酸,α-亚硝基-β-萘酚对黑钨矿的捕收作用机理。测定查明药剂是以化学吸附及表面反应生成表面螯合物为主,药剂与金属离子的螯合反应、药剂的质子化以及矿物金属离子羟基化合物生成反应的平衡计算均与浮选实验结果相符,表明黑钨矿浮选行为与化学吸附的发生及锰离子螯合物的形成有着密切关系。     

黑钨矿分离浮选研究

本文研究了铅盐、水玻璃、腐植酸钠对黑钨矿及其主要伴生脉石矿物——石英、电气石,方解石的表面电性质及可浮性。并对黑钨矿与上述伴生矿物组成的人工混合矿进行分离浮选试验。结果表明:在以甲苯胂酸作捕收剂、硝酸铅为活化剂的条件下,分离浮选除应正确选择介质 pH 值和抑制剂外,伴生脉石矿物的种类和含量是重要的影响因素。     

应用AES对油酸钠浮选黑钨矿的作用机理研究

本文应用俄歇电子能谱(AES)等方法系统地研究了产自不同矿床、不同组成黑钨矿的浮选行为,Mn~(2+),Fe~(2+)离子的作用及MnO/FeO比与可浮性的关系,研究表明,经油酸钠处理过的黑钨矿表层MnO/FeO比增高。油酸锰(MnR_2)的生成量和生成速度大于油酸铁(FeR_2)的生成量和生成速度。Mn~(2+)是黑钨矿浮选的活性中心。黑钨矿类质同像系列的可浮性顺序为:钨锰矿大于钨锰铁矿大于钨铁矿。     

油酸钠浮选体系中蛇纹石对菱镁矿浮选的影响

讨论了在油酸钠浮选体系中菱镁矿、蛇纹石以及石英的浮游特性,蛇纹石对菱镁矿可浮性的影响,不同粒级蛇纹石对不同粒级菱镁矿可浮性的影响,蛇纹石对菱镁矿和石英混合矿浮选的影响并探讨了其机理.结果表明,不同粒级蛇纹石对不同粒级菱镁矿的影响不同,蛇纹石对菱镁矿的浮选起到很强的抑制作用,由矿物溶解组分图和扫描电镜分析可知,这主要是由于蛇纹石溶解性较强,溶解的离子具有较强的亲水性,并且易与菱镁矿表面暴露的Mg2+,O2-结合,从而使菱镁矿表面亲水性增强,同时减少了菱镁矿表面离子与油酸钠的结合,从而对菱镁矿起到抑制作用.     

药剂-盐类矿物体系溶液化学与浮选分离控制

本文根据溶液化学计算及图解法,研究了油酸钠,α-亚硝基-β-萘酚两种捕收剂和柠檬酸、抑制剂与盐类矿物(黑钨矿、萤石、重晶石、方解石等),表面金属离子的化学反应,确定了形成捕收剂——金属盐及抑制剂——金属离子络合物的最佳条件,从而预估了这些矿物浮选或抑制的最佳条件,设计了分离方案,并为浮选实验及混合矿分离结果所验证。     

铜铅矿共生银矿物浮选强化回收试验

某铜铅多金属硫化矿含银品位77 g/t,主要以辉银矿等独立银矿物形式和以硫化铅矿物为载体的载体银矿物形式存在。在原有生产流程结构基础上,分别对磨矿细度、铜优先浮选作业和铅浮选作业进行了银强化回收试验,试验结果表明,在保证铜铅金属回收完全的前提下,银总回收率提高了5个百分点,实现了共生银矿物的浮选强化回收。     

金属阳离子活化黑钨矿泥的作用机理

用测定黑钨矿碳糊电极在比Pb~(2 ),Mn~(2 )离子活化下的双电层微分电容变化,探索阳离子活化剂在该矿物浮选过程中的活化机理。黑钨矿碳糊电极是用石蜡油将纯黑钨矿(-0.074mm)和碳粉粘结而成,测定该电极在捕收剂FXL-14(十四烷基亚氨基二次甲基磷酸)及Pb~(2 ),Mn~(3 )溶液中的双电层微分电容。结果表明,Pb~(2 )只在较窄的pH值范围使该电极的微分电容具有稍大的变化,而Mn~(2 )则在较宽的pH值范围具有明显的变化,这是因为Mn~(2 )是黑钨矿晶体的同名离子,Mn~(2 )被吸附后,不仅发生化学键合作用,而且嵌入其晶格中。     

聚5-苯基戊二烯叉丙二酸乙二酯和聚呋喃丙烯叉丙二酸乙二酯的合成及应用

用改进后的新法合成了两种新型的聚酯型光致抗蚀剂——聚5-苯基戊二烯叉丙二酸乙二酯和聚吠喃丙烯叉丙二酸乙二酯。合成方法简单,反应时间短(6～8小时)。用80瓦汞灯,距离8厘米,所需最短曝光时间分别为10秒和3秒,分辨率达到0.6微米。粘附性能好,抗蚀性强,加入染料后可用作氦氖激光全息照像记录介质。     

钼选别作业中粒度与回收率的关系

实验室筛析试验证明：辉钼矿在浮选过程中,原、尾矿的粒度分布及粒级金属分布规律有所改变;尾矿中的金属主要损失在粗粒级;＋0.2mm粒级回收率最低,-0.074mm至＋0.0385mm区间粒级回收率较好。由此指导生产,磨矿循环作业中应特别引起重视,在保证处理量的情况下,尽可能避免入选＋0.2mm以上粗颗粒,以保证选厂作业回收率。     

基于高压电脉冲的磁铁石英岩预处理

采用一种新型实验室高压电脉冲矿石预处理技术及“预处理—破碎—磨矿—弱磁选”流程,考察了高压电脉冲预处理技术对大孤山磁铁石英岩的粉碎产品及磁选精矿品位的影响.试验结果表明,在磨矿浓度为70%,磨矿时间为3min,磁场强度为111.4kA/m,磁选时间为3min的条件下,预处理磁选精矿品位提高7.26%.单体解离度分析表明,预处理产品的粒级分布更均匀,有用矿物的单体解离度提高17.78%(-0.50mm粒级).采用SEM观察其微观结构,预处理破碎产品内部的裂纹主要在相邻的不同矿物界面之间产生并发展.高压电脉冲预处理技术通过促进矿石内部不同矿物晶界处微裂纹的产生和发展,减少磨矿时间,从而降低能耗.     

微米沙尘涡轮叶片带肋冷却通道两相流动特性分析

将大涡模拟方法和微米颗粒弹塑性碰撞理论相结合,研究了微米沙尘在涡轮叶片带肋冷却通道中的气粒两相流动特性。根据颗粒弹塑性碰撞接触理论和微米沙尘材料属性预测模型,得到微米沙尘-镍基单晶材料壁面恢复因数随碰撞角度的变化曲线。考虑颗粒曳力、Saffman升力、压力梯度力,结合两相流理论计算了微米沙尘在叶片带肋冷却通道中的输送特性。研究结果表明:大粒径沙尘易随高速气流沿通道中央区域流动,小粒径沙尘的运动表现出更多的分散性。近壁面涡流的存在使得肋前后易出现沙尘集中,这增大了沙尘在冷却通道内沉积的概率。     

高硫煤脱硫降灰工艺流程的探讨

本文探讨了一种高硫煤脱硫降灰的流程,即无压给料三产品重介质旋流器-Falcon离心分选机-旋流微泡浮选柱,可实现对煤的全粒级分选,并达到较好的脱硫降灰效果。     

气泡碰撞极端湿润性表面的行为特性

为提高极端润湿性表面的功能性,制备了超亲水、超疏水高粘附、超疏水低粘附3类极端湿润性表面,利用高速摄像机对不同上升高度下的气泡碰撞极端湿润性表面进行了行为特性研究,所用气泡当量直径分别为2.16、2.59、3.32 mm.研究发现,表面湿润性、气泡上升高度(L)和气泡当量直径(D)对气泡行为特性有着重要影响,表面微观结构和表面张力是影响气泡在表面稳定状态的最为关键的因素.当气泡碰撞超疏水低粘附表面时,先振荡或弹跳,最后在表面铺展成一层气膜;碰撞超亲水、超疏水高粘附表面时,气泡先振荡或弹跳,最后以球缺状的形式静止在表面上.气泡碰撞表面速度较大时,气泡在3类表面上都会发生弹跳行为,其初次弹跳高度(h_1)随着L增大先增大后减小,在L为13.6 mm时均达到极值,分别为6.05、5.53、4.37 mm.对超疏水低粘附表面而言,随着气泡直径的增大,气泡在碰撞过程中的能量耗散增加,因此h_1逐渐下降,气泡发生铺展的时间逐渐缩短.