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1、浮选技术与固废处理09环科（2）班09126039吴可浮选浮选：是在固体废物与水调制的料浆中，是在固体废物与水调制的料浆中，加入浮选药剂，并通入空气形成无数细小加入浮选药剂，并通入空气形成无数细小气泡，使欲选物质颗粒粘附在气泡上，随气泡，使欲选物质颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层，然后刮气泡上浮于料浆表面成为泡沫层，然后刮出回收；不浮的颗粒仍留在料浆内，适当出回收；不浮的颗粒仍留在料浆内，适当处理后废弃。处理后废弃。天工开物天工开物插图之一：河池山锡插图之一：河池山锡天工开物天工开物淘洗铁砂淘洗铁砂矿物学之父的德国矿物学家阿格里科拉矿物学之父的德国矿物学家阿格里科拉(Agric
2、ola(Agricola Georgius)Georgius)（1494149415551555）以）以2020年时间用拉丁文写成年时间用拉丁文写成论冶金论冶金一书。该书于一书。该书于15561556年问世年问世 论论冶冶金金书书中中的的插插图图欧欧洲洲1616世世纪的水力驱动捣矿机和重选溜槽纪的水力驱动捣矿机和重选溜槽1919世纪末至世纪末至2020世纪世纪2020年代年代颚式破碎机颚式破碎机球磨机球磨机机械分级机机械分级机重选、电磁选的设备与工艺重选、电磁选的设备与工艺浮选药剂、工艺与设备浮选药剂、工艺与设备,特别是特别是2020年代初，年代初，脂肪酸、黄药、黑药在氧化矿和硫化矿浮选中脂肪
3、酸、黄药、黑药在氧化矿和硫化矿浮选中的工业应用的工业应用破碎、筛分、磨矿、重选、电选、磁选、浮选等破碎、筛分、磨矿、重选、电选、磁选、浮选等18901890年，湖广总督张之洞主持兴建湖北汉阳铁厂年，湖广总督张之洞主持兴建湖北汉阳铁厂 1894年年7月月3日张之洞视察汉阳铁厂日张之洞视察汉阳铁厂19091909年年（清清宣宣统统元元年年），湖湖南南水水口口山山建建成成我我国第一座机选厂，即机械重力选矿厂，国第一座机选厂，即机械重力选矿厂，19171917年辽宁青城子建成铅锌浮选厂。年辽宁青城子建成铅锌浮选厂。我我国国最最大大的的选选矿矿厂厂江江西西德兴铜矿德兴铜矿60kt/d60kt/d大山选矿
4、厂大山选矿厂世世界界最最大大的的选选煤煤厂厂 中中国国山山西西省省平平朔朔煤煤矿矿安安家家岭选煤厂岭选煤厂(15Mt/a)(15Mt/a)现代的矿物加工现代的矿物加工 浮选原理浮选原理1 1、润湿性与可浮性：、润湿性与可浮性：可以通过添加化学药剂对矿物表面可浮性进行调控进而达到可以通过添加化学药剂对矿物表面可浮性进行调控进而达到富集矿物的目的。富集矿物的目的。2 2、电性与可浮性、电性与可浮性PZCPZC和和IEPIEP是矿物表面电性质的重要特征参数，当用某些以静是矿物表面电性质的重要特征参数，当用某些以静电力吸附作用为主的阴离子或阳离子捕收剂浮选矿物时，电力吸附作用为主的阴离子或阳离子捕收剂
5、浮选矿物时，PZCPZC和和IEPIEP可作为吸附及浮选与否的判据。当可作为吸附及浮选与否的判据。当pHPZCpHPZC时，矿时，矿物表面带负电，阳离子捕收剂能吸附并导致浮选；当物表面带负电，阳离子捕收剂能吸附并导致浮选；当pHPZCpHPZC时时,矿物表面带正电矿物表面带正电,阴离子捕收剂可以靠静电力在阴离子捕收剂可以靠静电力在双电层中吸附并导致浮选。双电层中吸附并导致浮选。浮选原理3 3、药剂的吸附能力与可浮性、药剂的吸附能力与可浮性捕收剂的结构包括链长、基团种类、支链结构、侧链基团等捕收剂的结构包括链长、基团种类、支链结构、侧链基团等会直接影响矿物会直接影响矿物-药剂的相互作用，进而影响
6、到浮选的回药剂的相互作用，进而影响到浮选的回收率。收率。4 4、气泡大小与浮选动力学、气泡大小与浮选动力学颗粒粒度不同，需要不同粒度的气泡进行浮选，如果颗粒与颗粒粒度不同，需要不同粒度的气泡进行浮选，如果颗粒与粒度匹配，浮选结果好，反之亦然。图示表明，对于粒度匹配，浮选结果好，反之亦然。图示表明，对于-10-10微米粘土颗粒来说，微米粘土颗粒来说，5-105-10微米的气泡与颗粒碰撞效率更好，微米的气泡与颗粒碰撞效率更好，浮选结果更理想。浮选结果更理想。影响浮选的因素（1 1）粒度（磨矿细度）粒度（磨矿细度）（2 2）矿浆浓度）矿浆浓度（3 3）药剂添加及调节）药剂添加及调节（4 4）气泡和泡
7、沫的调节）气泡和泡沫的调节（5 5）矿浆温度）矿浆温度（6 6）浮选流程）浮选流程（7 7）水质）水质浮选药剂浮选剂浮选剂浮选剂浮选剂起泡剂起泡剂起泡剂起泡剂捕收剂捕收剂捕收剂捕收剂调整剂调整剂调整剂调整剂捕收剂已知结构式的硫化矿捕收剂已知结构式的硫化矿捕收剂用代号表示的硫化矿捕收剂硫化矿的混合捕收剂硫化矿的混合捕收剂 已知结构的氧化矿捕收剂 氧化矿捕收剂用代号表示的氧化矿捕收剂用代号表示的氧化矿捕收剂氧化矿捕收剂氧化矿捕收剂活化剂调整剂已知结构的抑制剂 抑制剂抑制剂抑制剂用代号表示的抑制剂用代号表示的抑制剂主要起泡剂 起泡剂浮选的应用浮选的应用浮选法处理量大，效率较高，是固体废物资源化的一种
8、重要浮选法处理量大，效率较高，是固体废物资源化的一种重要技术。我国已应用于从粉煤灰中回收炭，从煤矸石中回收技术。我国已应用于从粉煤灰中回收炭，从煤矸石中回收黄铁矿，从焚烧炉灰渣中回收金属等。黄铁矿，从焚烧炉灰渣中回收金属等。浮选法的主要缺点是：浮选法的主要缺点是：固体废物浮选前需要选用相应固体破碎设备固体废物浮选前需要选用相应固体破碎设备,使较大体积的使较大体积的固体废物破碎到一定的细度。固体废物破碎到一定的细度。浮选时要消耗一定数量的浮选药剂且易造成环境污染或增加浮选时要消耗一定数量的浮选药剂且易造成环境污染或增加相配套的净化设施。相配套的净化设施。另外，还需要一些辅助工序如浓缩、过滤、脱水
9、、干燥等。另外，还需要一些辅助工序如浓缩、过滤、脱水、干燥等。因此，在生产实践中应根据固体废物的性质，经综合比较后，因此，在生产实践中应根据固体废物的性质，经综合比较后，确定分选方法。确定分选方法。浮选设备浮选实例粉煤灰中回收炭粉煤灰中回收炭粉煤灰是燃煤过程中产生的一种固体废弃物，它是煤中的物质粉煤灰是燃煤过程中产生的一种固体废弃物，它是煤中的物质经过一系列变化所形成的经过一系列变化所形成的。粉煤灰中炭的含量，是直接影响粉粉煤灰中炭的含量，是直接影响粉煤灰综合利用的重要因素之一。采用浮选法可除掉粉煤灰中部煤灰综合利用的重要因素之一。采用浮选法可除掉粉煤灰中部分未燃尽炭，在降低了含炭量后，粉煤灰
10、的质量得到很大提高。分未燃尽炭，在降低了含炭量后，粉煤灰的质量得到很大提高。，粉煤灰经过扩大连续浮选试验，可获得可燃物含量大于，粉煤灰经过扩大连续浮选试验，可获得可燃物含量大于6060的炭精矿，尾灰可燃物含量小于的炭精矿，尾灰可燃物含量小于4 4 ，符合国家，符合国家I I级灰标准级灰标准(GB159691)(GB159691)煤矸石中煤矸石中浮选浮选回收硫铁矿回收硫铁矿煤矸石是与煤伴存的岩石。在煤矿的上、中、底层的页煤矸石是与煤伴存的岩石。在煤矿的上、中、底层的页岩，挖掘煤层之间的巷道时排出的砂岩，石灰岩以及其岩，挖掘煤层之间的巷道时排出的砂岩，石灰岩以及其他岩类都属于煤矸石之列。其中含有硫
11、精矿、硫铁矿、他岩类都属于煤矸石之列。其中含有硫精矿、硫铁矿、沸腾煤等资源。杂质主要为石英，长石，碳酸盐。沸腾煤等资源。杂质主要为石英，长石，碳酸盐。原煤原煤硫分一般在硫分一般在4%，选煤加工后煤矸石中硫品位达，选煤加工后煤矸石中硫品位达12%左右，左右，其中以硫铁矿形式存在的硫占其中以硫铁矿形式存在的硫占80%以上，其余为复杂化以上，其余为复杂化合物。合物。煤矸石中煤矸石中硫铁矿存在形态硫铁矿存在形态煤矸石里的硫煤矸石里的硫90%以上属于硫铁矿硫其余很少以上属于硫铁矿硫其余很少量为硫酸盐硫和有机硫。量为硫酸盐硫和有机硫。其嵌布特性有粗粒和细粒的结核。其嵌布特性有粗粒和细粒的结核。有成条带状、
12、树枝状和星点状嵌布。有成条带状、树枝状和星点状嵌布。也有成微细颗粒浸染状嵌布。也有成微细颗粒浸染状嵌布。煤矸石振动筛25mm反击式破碎机梯形隔膜跳汰机-25mm+25mm轻产物（劣质煤）重产物中重产物棒磨机振动筛4mm-4mm+4mm平面摇床硫精矿球磨机振动筛1mm-1mm+1mm磁选磁选/浮选浮选硫铁矿棒磨机平面摇床尾矿沸腾煤钛白粉是一种重要的化工原料，广泛应用于涂料、钛白粉是一种重要的化工原料，广泛应用于涂料、油墨、油墨、塑料、塑料、造纸、造纸、化妆品及医药工业中。化妆品及医药工业中。目前，生产钛白的方法有硫酸法和氯化法两种。目前，生产钛白的方法有硫酸法和氯化法两种。我国的钛白粉生产主要采
13、用硫酸法，我国的钛白粉生产主要采用硫酸法，据统计每据统计每生产生产 1 t 1 t钛白，要排出钛白，要排出0 02 20 03 t3 t不溶性黑不溶性黑色废渣。分析结果表明，色废渣。分析结果表明，这些黑色废渣中这些黑色废渣中 TiO2TiO2的含量一般在的含量一般在 2 5 2 5左右，具有进一步回收左右，具有进一步回收利用的价值。利用的价值。钛白酸解废渣中回收钛白酸解废渣中回收TiO2TiO2从钛白酸解废渣中回收钛矿的最佳工艺条件从钛白酸解废渣中回收钛矿的最佳工艺条件为：为：先将酸解废渣水洗至矿浆先将酸解废渣水洗至矿浆 pH 6 pH 67 7，再在常温下进行浮选，再在常温下进行浮选，浮选矿
14、浆浓度浮选矿浆浓度 30 30，浮选药剂浮选药剂 ROB ROB用量用量1 12 kg2 kgt t，均分，均分为为 2 2次加入，次加入，浮选时间为浮选时间为 10 min 10 min。当当给矿品位为给矿品位为 24 244444时，钛产品品位可以提时，钛产品品位可以提高至高至46468686，回收率可达到，回收率可达到85854646。浮选。浮选工艺流程简单，易于实现工业化生产。工艺流程简单，易于实现工业化生产。塑料浮选塑料浮选浮选有可能胜任密度相近、荷电性质相近的浮选有可能胜任密度相近、荷电性质相近的废旧塑料之间的分选，而且能够达到很高废旧塑料之间的分选，而且能够达到很高的分选精度。在
15、德国已经完成的半工业试的分选精度。在德国已经完成的半工业试验证明，采用等离子体物理调控技术或者验证明，采用等离子体物理调控技术或者采用添加适当塑料浮选润湿剂的化学调控采用添加适当塑料浮选润湿剂的化学调控技术均可以浮选分离吸尘器、仪表盘、汽技术均可以浮选分离吸尘器、仪表盘、汽车门中所含的废旧塑料，回收塑料的纯度车门中所含的废旧塑料，回收塑料的纯度达到了以上，回收率达到了达到了以上，回收率达到了 。塑料浮选主要针对密度相近、荷电性质相近的废旧塑料之间塑料浮选主要针对密度相近、荷电性质相近的废旧塑料之间的分选，针对常见塑料的分选，针对常见塑料PEPE、PVCPVC、PPPP、PSPS、PETPET、
16、ABSABS、PMMAPMMA、PCPC、POMPOM、PAPA等的分选问题，塑料浮选通常指废旧等的分选问题，塑料浮选通常指废旧混合物中分离，如混合物中分离，如PVCPVC、PVC/PETPVC/PET、PVC/PC/POMPVC/PC/POM以及以及ABS/PC/PS/PAABS/PC/PS/PA等。等。不同塑料具有不同的润湿临界表面张力（或称表面自由能）不同塑料具有不同的润湿临界表面张力（或称表面自由能）CC。对塑料浮选而言，。对塑料浮选而言，CC的意义是：当某种液体的表面的意义是：当某种液体的表面张力张力LLCC时，塑料不会被液体所润湿，保持疏水可浮时，塑料不会被液体所润湿，保持疏水可浮
17、性；当性；当LCLC时，塑料被液体润湿而受抑制。当时，塑料被液体润湿而受抑制。当LL与两与两种塑料的润湿临界表面张力种塑料的润湿临界表面张力C1,C2C1,C2之间满足之间满足C1LC2C1LC2的关系时，塑料的关系时，塑料2 2将被液体润湿，而塑料将被液体润湿，而塑料1 1将上浮，从而实现塑料的将上浮，从而实现塑料的浮选分离。部分塑料的浮选分离。部分塑料的CC值值列于表中，图为浮选工艺流程图。表部分塑料的列于表中，图为浮选工艺流程图。表部分塑料的CC值值（2020）以回收的旧书报杂志等为原料，经离解，以回收的旧书报杂志等为原料，经离解，脱除油墨所制成的纸浆。脱除油墨所制成的纸浆。脱墨使用脱墨
18、剂，主要由纯碱、烧碱、脱墨使用脱墨剂，主要由纯碱、烧碱、磺化油、表面活性剂、洗涤剂、分散剂等磺化油、表面活性剂、洗涤剂、分散剂等组成。组成。废纸经机械分离、脱墨浮选以除掉油墨废纸经机械分离、脱墨浮选以除掉油墨粒子、色料、填料和树脂类胶黏性物质，粒子、色料、填料和树脂类胶黏性物质，再经洗涤、漂白等工序制成浆。再经洗涤、漂白等工序制成浆。脱墨浆加入部分原浆可用于抄造新闻纸、脱墨浆加入部分原浆可用于抄造新闻纸、印刷纸、书写纸、包装纸和纸板等。印刷纸、书写纸、包装纸和纸板等。废纸浆浮选脱墨废纸浆浮选脱墨在废纸浆浮选脱墨过程中，加入纳米在废纸浆浮选脱墨过程中，加入纳米TiO2 TiO2 胶体溶液能提高胶
19、体溶液能提高油墨的去除率与纸张白度；体系油墨的去除率与纸张白度；体系pH pH 值控制在值控制在10 10 左右脱墨左右脱墨效果最好，浮选操作温度选择效果最好，浮选操作温度选择5050为宜。为宜。微生物或者细菌作为生物抑制剂在煤炭的浮选过程中实现脱硫，是利用经专门筛选、培育的某种微生物的表面具有一定亲水性或带有一定性质的电性，且能在煤浆中对疏水的黄铁矿表面快速、选择性吸附和表面改性的特点，将专门、特定的菌液加入浮选煤浆进行调浆预处理，使细菌在黄铁矿表面产生快速选择性吸附，抑制黄铁矿的可浮性，从而强化浮选过程黄铁矿的脱除和分离效果。生物浮选法脱硫生物浮选法脱硫生物表面活性剂茶皂素离子浮选去除生物
20、表面活性剂茶皂素离子浮选去除废水中镉离子废水中镉离子很多工业都产生含镉废水很多工业都产生含镉废水,对环境造成许多潜对环境造成许多潜在的危险在的危险.离子浮选是处理低浓度金属废水离子浮选是处理低浓度金属废水的有效方法的有效方法,且具有富集比高、污泥量少、且具有富集比高、污泥量少、成本低、能耗低等优点在离子浮选过程中成本低、能耗低等优点在离子浮选过程中,表面活性剂起到捕收剂和起泡剂的双重作表面活性剂起到捕收剂和起泡剂的双重作用用.金属离子与表面活性剂络合并集中于气金属离子与表面活性剂络合并集中于气泡相中泡相中,将气泡与液体分离即可去除金属离将气泡与液体分离即可去除金属离子子.尤其在环境治理方面环境相容性好、生尤其在环境治理方面环境相容性好、生产成本低廉的生物表面活性剂无疑是良好产成本低廉的生物表面活性剂无疑是良好的选择的选择.茶皂素浮选去除废水中的茶皂素浮选去除废水中的Cd2+取得了良好取得了良好效果效果,在在CTS/Cd2+=23,pH 值为值为6.08.0,通气量通气量0115 Lmin-1可得到满意的去可得到满意的去除效果除效果.