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矿物加工学复习（浮选）浮选复习第一章：浮选基本原理1.浮选法的依据是什么？表层浮选、多油浮选和泡沫浮选各自的原理？ 答：浮选是根据矿物表面物理化学性质的差异，而分选矿物的一种选矿方法。表层浮选：分选作用主要在水-气界面发生，将细矿石粉洒在流动水面，矿石中某些疏水亲气的矿物浮在水面，另一些亲水疏气的矿物则沉在水中，分别收集后实现分离。多油浮选：将细粒矿石与大量的油和水一起搅拌，分选作用主要在油-水界面发生，矿石中某些疏水亲油的矿物进入油中后浮起，其他亲水疏油的矿物则留在水中，然后从油和水中再分离出不同的矿物。泡沫浮选：利用矿浆中产生的气泡增加气液界面，提高分离效率，分选作用主要在气-水-固三相界面发生，疏水矿粒念附气泡上浮，亲水矿粒留于水中。2.浮选在矿物精选工业中的地位。为什么？答：浮选是应用最广且最有前途的选矿方法。因为：回收率高适应性广有效处理细泥3.煤泥浮选在煤炭分选工业中的作用是什么？答：煤泥浮选是利用煤与矸石表面物理化学性质的差异，并能过添加特定浮选药剂的方法来扩大煤与矸石间表机润湿性的差别，在固、液、气三相界面，选择性地富集低灰煤炭，从而实现煤与矸石分离的一种煤泥分选技术。浮选之所以能广泛地应用于煤泥分选，重要的原因在于它能能过浮选药剂灵活地控制浮选过程，并按照人们的要求有效地实现煤与矸石分离，使煤炭资源得到综合高效利用。 4.浮选系统中气-水两相的结构特点有何同异处？答：气相中的水蒸气和液相中的水分子都是极性分子；气相中大部分气体是非极性分子，而水分子为极性。之所以要单独提出同点，是因为气相中的水蒸气对浮选有影响，如水蒸气加速矿物表面的氧化等。5.简述矿物表面的极性与非极性含义。为什么矿物表面有极性与非极性之分？ （答案见作业题第一题第二小问）6.矿物表面为何有亲水和疏水之分？答：因为矿物晶格破裂时，由于暴露在表面的键型不同，矿物表面性质也就不同。当矿物表面具有较强的离子键、共价键时，其不饱和程度较高。矿物表面有较强的极性和化学活性，对极性水分子有较大的吸引力，矿物表面表现出亲水性，称为亲水性表面，此时矿物的可浮性差。当矿物表面是弱的分子键时，其不饱和程度低，矿物表面的极性和化学活性均较弱，对极性水分子的吸引力小，这种矿物表面具有疏水性，称为疏水性表面，此时矿物的可浮性好。7. 煤的组成、结构特点和表面性质？（详见选矿学P422）答：煤的组成：煤的组成有明显的不不均匀性。煤是由有机质和多种无机矿物组成的复合体，其成分随煤化程度的变化而大幅变化。因此，不同的煤具有不同的可浮性。按煤岩学的观点：煤有四种主要成分：丝炭、暗煤、镜煤和亮煤，各组分具有不断相互转化的性质。煤的结构特点：煤不是晶体结构，他的表面的并不是均一的，而是由各种各样不规则的有机化合物组成。煤的表面有大量空隙，因此，很容易从液体中吸附大量无机和有机物质。煤炭表面很容易氧化，氧化后的可浮性变差。煤炭表面是否存在官能团是决定煤能否氧化的重要因素。煤在水中的氧化比在空气中剧烈得多，所以煤的浸泡时间对煤可浮性有很大的影响。 8. 不同的矿物表面为何有不同的水化作用？怎样用接触角评价矿物表面的水化作用？答：极性水分子定向排列在矿物表面的现象称为矿物表面的水化，当矿物断裂时，其断裂面存在不饱和键和键能，使矿物表面呈现出一定程度的极性。若将破碎的矿物置于水中，则极性的水分子会定向吸附于极性的矿物表面，使矿物表面的不饱和键及键能得到一定的补偿，并使整个体系的表面自由能降到最低。不同的矿物，因其组成和结构不同，破碎时断裂面的键不同 ，因而表面不饱和键及键能不同。键能的不饱和程度影响矿物表面的极性，因而使不同矿物表面的水化作用不相同。固水与水气两个界面自由能所包之角（包括水相）称为接触角，用表示。可见，在不同矿物表面接触角是不同的，接触角可以标志矿物表面的润湿性：如果矿物表面形成的角很小，则称其为亲水性表面；反之，当角较大，则称其为疏水性表面。亲水性和疏水性的明确界限是不存在的，只是相对的。角越大说明矿物表面疏水性越强；角越小，则矿物表面亲水性越强。9. 矿粒与气泡的接触时间和附着时间（书上叫诱导时间）有何区别？答：接触时间是指气泡从形变开始到恢复形变所需要的时间，即矿粒和气泡开始接触到离开气泡的时间。附着时间是指气泡完成矿化的时间，也叫感应时间。附着时间一般小于接触时间。10. 浮选的基本行为是什么？此行为的进行方式有哪两种？答：浮选的基本行为是气泡的矿化，即浮选过程中颗粒附着于气泡上的过程。气泡的矿化有两种，第一种是气泡与矿粒碰撞，附着在气泡上的矿化过程，第二种是溶解气体在矿物表面以微泡析出的矿化过程。11. 影响矿粒与气泡碰撞的主要因素有哪些？答：与气泡直径、矿粒直径、水流运动状态及矿浆浓度有关。12. 矿粒与气泡碰撞的矿化过程中，其间的水层是如何破裂的？答：矿粒与气泡碰撞的矿化过程中，其间的水层破裂分为三个阶段，第一个阶段为两者互相接触，第二阶段为水化层的破裂，这是气泡矿化的决定性条件，第三个阶段为气泡粘上矿物，经过这3步，水层发生了破裂。13、 影响气泡与矿粒固着的主要因素？ （主要：三相接触周边a与接触角。其他：粒度、浓度、充气量、搅拌强度、矿粒密度、表面性质、药剂制度等）14. 水中析出的微泡对浮选有什么好处？影响水中气泡析出的因素有哪些？答：附在微细颗粒表面的微泡可以携带微粒上浮，或微泡和微粒互相形成气絮团，促使它们上浮。前者的上浮速度要比大气泡慢得多，后者可借助微泡群的浮力进行有效的浮选。微泡可以成为颗粒和大气泡之间附着的桥梁，促使它们之间的附着。颗粒通过微泡和大气泡的附着比一般颗粒和气泡之间的附着更牢固。这是因为它们之间的附着接触面积较大，而且颗粒和微泡之间的附着是没有残余水化层的气固直接接触。微泡是颗粒表面疏水区的气核，可以提高表面疏水性不均匀颗粒和难浮颗粒的附着几率，特别是提高粗粒，重颗粒回收率和浮选速率，改善细粒矿物的选择性。 水中溶解的气体多少服从亨利定律，随压力和温度变化。浮选中析出的微泡均是在恒温降压条件下析出的。矿物表面疏水性越强，气泡增长速度越快。水中气体过饱和度越高和大气泡含量越多，微泡核发展为微泡几率越高。微泡大小数量还与充气量有关。15. 浮选相界面上有哪些吸附形式？举例说明。 答：（1）气-液界面的吸附，浮选过程中用起泡剂使气体形成稳定气泡。（2）固-液界面的吸附，浮选中无论添加何种药剂，绝大多数都在固-液界面发生吸附。捕收剂在矿物表面的吸附（3）液-液界面的吸附，浮选中经常使用非极性烃类油，泡沫浮选要将油分散水中形成水包油型乳状液，为维持其稳定，可用表面活性剂降低油水界面自由能。16. 如何判别浮选相界面上药剂吸附是物理吸附还是化学吸附？ 凡是由分子键力引起的吸附都是物理吸附，其特点是热效应小，无选择性，吸附快，具有可逆性，易解吸，吸附的分子可在矿物表面形成多层。 凡是由化学键力引起的吸附称化学吸附，热效应大，吸附牢固，不易解吸，吸附不可逆，通常只有单层吸附，吸附具有很强的选择性，吸附慢。吸附物质可在矿物表面发生电子转移，形成难溶性化合物，但不能形成新相。17矿物表面双电层来源有哪几种？双电层的结构如何？答：来源：优先解离 优先吸附 吸附与电离 晶格取代结构如右图所示：18什么是电位？电位与浮选有何关系？答；双电层中的扩散层与固体表面的斯特恩层（Stern层）之间有一个滑动界面，滑动界面上的电位和溶液内部的电位差称为电动电位（电位）。与浮选的关系：电动电位绝对值降低可使浮选效果变好。对煤等矿物的实验表明：在等电点时，矿物表面吸附的捕收剂数量最多，即等电点时矿物的浮选活性最好。矿物表面吸附的捕收剂增多，矿物表面的水化作用减弱，水化层变薄，提高了矿物表面的疏水性和可浮性，浮选效果变好。因而可用药剂与矿物作用前后电动电位之差评价矿物浮选活性的改变，电动电位差越大，药剂与矿物的作用越好，浮选活性的提高就越大。19. 什么是浮选速度？如何提高? 答：单位时间内浮选矿浆中欲浮矿物的浓度变化或精矿产品的回收率称为浮选速度。提高办法：调整充气程度；采用磁场预处理等第二章：浮选药剂1.捕收剂、起泡剂、调整剂各自在浮选中的作用是什么？试举一二例。答：捕收剂：能选择性的作用与矿物表面并使其疏水的有机物质成为捕收剂。捕收剂作用于矿物水界面，通过提高矿物的疏水性，使矿粒能更牢固的附着于气泡而上浮。起泡剂：为表面活性物质，主要富集在水-气界面，促使空气在矿浆中弥散成小气泡，防止气泡兼并，并提高气泡在矿化和上浮过程中的稳定性，保证矿化气泡上浮后形成泡沫层刮出。调整剂：用于调整其他药剂（主要是捕收剂）与矿物表面的作用，调整矿浆的性质，提高浮选过程选择性。举例：总结不出来。2. 调整剂分哪几类？各自在浮选中的作用是什么？试举一二例。答:活化剂：能促进捕收剂与矿物的作用，从而提高矿物可浮性的药剂（多为无机盐），这种作用称活化作用。抑制剂：与活化剂相反，能削弱捕收剂与矿物的作用，从而降低矿物可浮性的药剂（各种无机盐及一些有机化合物，这种作用称为抑制作用。介质PH调整剂：主要是调整矿浆的性质，形成对某些矿物浮选有利、而对另外一些矿物浮选不利的介质性质，例如用它调整矿浆的离子组成、改变矿浆的PH值、调整可溶性盐的浓度等。分散剂与絮凝剂：调整矿浆中细泥的分散、团聚与絮凝。3. 什么是表面活性物质？其在浮选过程中有什么作用？答：表面活性物质，将某种溶质加入溶液后使溶液表面自由能降低 而且表面层溶质的浓度大于溶液内容度，称为该溶质为表面活性物质。大部分起泡剂是表面活性物质，表面活性物质能够强烈地降低水的表面张力，增加泡沫的稳定性。4. 为什么加入起泡剂就能产生数量充足、有一定稳定性和一定大小的气泡？答：因为起泡剂多数是杂极性表面活性剂，可以在气-液界面吸附浓集，降低气液表面能，使气泡体系能量降低，促使空气分散，生成直径较小的气泡，并能在相界面上进行定向排列，以其极性端指向水，非极性端指向气。由于极性端和水分子发生作用，在气饱表面形成一层水化层，阻碍了气泡的兼并，同时还可增加气泡抗变形及破裂的能力 5.不同的极性基和非极性基对起泡性能有何不同的影响？答：常用的起泡剂极性基有-OH,-COOH,-O-,-NH2，-OSO2OH ,-SO2OH 烷基磺酸及其皂类。1）溶解度。起泡剂溶解度高，产生的泡沫层结构松散、气泡脆、不稳定，选择性好，回收率低。需分次或分段加药，耗药量大。溶解度低，产生的泡沫层结构紧密、稳定、持久、粘，起泡速度慢，选择性差，回收率高。对这种起泡剂只需一次加药。如松油、2#油等。兼顾两者，通常选择有中等溶解度的起泡剂，如带有-OH、-O-这两种极性基的醇类、醚类药剂。2）解离度。解离度大，极性强，因此选择性差，能起捕收作用。另外，有些会解离出H+的起泡剂，受矿浆PH值影响大，最好用于酸性条件下。3）水化程度。起泡剂的水化程度与极性基和非极性基都有关。水化程度越高，在气泡表面形成的水化膜越厚，气泡越牢固，气泡层越稳定。但若气泡过粘、过稳，对选后的精矿处理又会带来困难。鉴于以上对起泡剂的溶解度、解离度、水化程度三个方面的分析，从起泡剂的极性来考虑，最好选用带有-OH，其次是选用-O-。常用的起泡剂非极性基有：正构烷基，异构烷基，芳基在正构烷基的同系物中，每增加一个碳原子，起泡剂的表面活性就增加约3倍，溶解度下降约三倍。碳链短，溶解度好，但起泡性能差。一般选用6-11个碳原子的非极性基，起泡性能最好的是C8-9。反之，碳链长，溶解度差，起泡性能好。因为碳链长，非极性强，疏水性好，所以就不易溶解于水。异构烷基，带有同碳原子数的异构体非极性基比正构体有更好的起泡性能。含有芳、环基的封闭碳链作为非极性基，一般C=8-16有较好的起泡性能。在此碳范围内，碳数越多，起泡性能越好。当碳数太多时，溶解度又会小。6.如何选择起泡剂？参考上一题7.常用的起泡剂有哪些？各有何特点？答：1）天然起泡剂，如松油、2#油、樟脑油、桉叶油等2）工业副产品起泡剂，如杂醇、仲辛醇、混合醇、杂醇油、脂油等3）人工合成起泡剂。如醚醇类、醚类、MIBC（甲基异丁基甲醇）等由于各种起泡剂的特点太多，请自己看书，见P480-4828.使用杂极性起泡剂应注意什么？（pH、药剂用量等）答：起泡剂多数是杂极性表面活性剂，可以在气-液界面吸附浓集，降低气液表面能，使气泡体系能量降低，促使空气分散，生成直径较小的气泡，并能在相界面上进行定向排列，以其极性端指向水，非极性端指向气。由于极性端和水分子发生作用，在气饱表面形成一层水化层，阻碍了气泡的兼并，同时还可增加气泡抗变形及破裂的能力。9.为什么煤和矸石对烃类油有不同的浮选行为？答：因为煤分子之间主要靠色散力结合，煤与烃类油也靠色散力结合：且色（煤油）>色（油）（因为煤分子比烃类油大得多），所以煤能克服油分子间力把油分子吸附到表面。而煤与水的作用力小于水的内聚力，所以煤与水之间不能形成后且稳定的水化膜 由于矸石表面大部分是极性分子和离子，所以它与水分子之间存在三种力：取向力，诱导力，色散力，而矸石和油之间只存在诱导力和色散力，并以色散力为主，且色（矸油）色（油）。反映在宏观现象上，就表现出煤粒疏水亲油，而矸石亲水疏油的现象，即煤和矸石对烃类油有不同的浮选行为。10. 煤泥浮选时烃类油是如何起捕收作用的？答：非极性烃类油的捕收作用主要表现在三个方面：（1） 非极性可以提高疏水性矿物和气泡的附着。由于非极性烃类油在矿物表面的展开，增加矿物表面的疏水程度，削弱其水化作用，是矿粒与气泡碰撞时，水化膜易破裂，附着过程易进行。（2） 非极性烃类油可以有效提高疏水性矿粒在气泡上附着的牢固程度。原因是由于非极性烃类油能沿着三相接触周边富集，形成三相接触油环。（3） 细粒的物料的表面粘附油滴后互相兼并，还可以形成气絮团。11. 为什么煤泥浮选时联合使用捕收剂和起泡剂可改善浮选效果？答：捕收剂与起泡剂在气液界面有联合作用，这种现象称为共吸附。捕收剂和起泡剂不仅在起泡表面产生共吸附现象，而且在矿物表面产生共吸附。当矿粒与气泡碰撞时，起泡剂与捕收剂由于在界面上共吸附而产生互相穿插，使气泡与矿物固着稳定。 12. 黄药分子的结构特点如何？对其捕收性能有何影响？其捕收黄铁矿的机理是什么？答：黄药学名黄原酸盐，按化学组成也称为烃基二硫代碳酸盐，化学结构式如右图所示：式中：R为烃基，Me为Na+或K+ ，OCSS- 为亲固基。 捕收性主要取决于烃基长度和烃基结构。一般烃基越长捕收性越强。硫化矿物晶体有类似于金属的性质，黄药的亲固基是OCSS-,它通过二价硫和矿物表面的金属离子键作用，使药剂固着与矿物表面。13.胺类为何能作为煤的捕收剂？答：因起捕收剂作用的是阳离子，故称为阳离子捕收剂。常用的阳离子捕收剂主要是氨的衍生物。氨中氢原子被羟基取代的数目不同可得到不同的胺：第一铵盐（伯胺盐）RNH3CL；第二铵盐（仲铵盐）RRNH2CL；第三铵盐（叔铵盐）R(R)2NHCL；第四铵盐（季铵盐）R（R)3NCL。分子式中的R代表长链烃基，一般在C10以上，R代表短链的烃，一般为CH3基。浮选主要是818个碳原子的烷烃第一胺及其盐。胺与氨的性质相似，其水溶液呈碱性。 第一胺的盐酸溶液按下式进行解离及水解：RNH2HCIRNH2·HCIRNH2·HCIRNH3+十CI-RNH3+RNH2H+矿浆中RNH2 ·HCI,、RNH3 +、RNH2的存在和各自的浓度与矿浆pH有密切关系。 胺类捕收剂分子在水中解离出阳离子，阳离子上带有起疏水作用的烃基，因此属于异极性阳离子捕收剂。常用的阳离子捕收剂有十二烷基第一胺，在水溶液中解离为C12H25NH2十H2OC12H25NH3+OH- 其水溶液呈碱性，与酸作用生成盐。其碳链长度一般为C10C18由于其难溶于水，在使用时需配制成盐酸盐或醋酸盐溶液。 式中的阳离子与矿物表面作用。胺类捕收剂除具有捕收性能外，还有起泡性能。 用胺类浮选有色金属氧化矿时多在碱性介质中进行，此时，有足够的RNH2生成。RNH2中氮原子独对电子能与矿物表面的Cu2+、Zn2+、Cd2+、Co2+等离子生成络合物，使矿物表面疏水。当胺阳离子为浮选有效成分时，若在较酸性介质中（此时矿物表面带正电）进行浮选时，阳离子RNH3+是起浮选作用的有效成分。（此题答案为书本上和网上结合的）14.石灰抑制黄铁矿的机理是什么？答：石灰，又称白灰，有效组成为cao，是一种强碱。石灰的作用一方面是OH的作用，另一方面是Ca2+的作用。黄铁矿与磁铁矿在碱性介质中表面可生成氢氧化铁亲水膜。当有黄药存在时黄药阴离子和OH发生竞争，降低了黄药的捕收性能，提高了矿浆的pH值，从而加强了对硫化铁矿的抑制。Ca2+可在黄铁矿表面生成CaSO4难溶化合物，也可以起到抑制作用。第三章：浮选机1.简述XJM-4型浮选机叶轮搅拌机构的工作原理。2.简述XJX-8型机械搅拌式浮选机的工作原理及特点；在此机型基础上又进行了哪些改进和研制，对应的机型是什么？ XJXZ8型浮选机是XJX-8型的改进型。主要进行了一下两方面改造：一是设置直流通道，把浮选机入料或前室来料引导到下一浮选槽的叶轮定子区，使部分矿浆即刻由叶轮吸进，通过这个最佳搅拌区，减少了矿浆的短路或串料，增加了矿化几率；二是增设了导向板和假底，有助于浮选槽底部流体的合理分布，增加浮选槽底部矿浆循环量，可防止底部颗粒的沉积，有利于粗颗粒的浮选。 XJX12（T12）型浮选机是在XJX8型浮选的基础上研制的单槽容积为12m3的大型浮选机，针对直流通道易串料，矿浆不能全部进入叶轮区从而影响分选效果的问题。 XJX-T12采用中央入料方式。用一个水平入料管将新鲜矿浆或上一槽的矿浆导入倒锥轮回桶的下部外壁和定子盖板组成的截面为三角形的旋转体，从定子盖板上的轮回孔进入叶轮上部。因为全部矿浆进入叶轮，与下吸式类似。固然矿浆通过量相应有所减少，动力消耗也随之增加，但进步了分选效果，加速了浮选速度，增强了分选的选择性，更适应难浮煤泥的分选。 XJXT12型浮选机采用五槽结构，在三、四槽之间设有灵活机动、便于调整的新型中矿箱，矿浆由此可进入下槽分选，也可以方便的返回前槽或进入另外的浮选机进行二次分选，适应性强。 XJX型浮选机属于中等槽深，并有假底能得到较厚的泡沫层，利于二次富集，特别适合粗粒、难浮煤和低浓度煤泥的浮选。3.简述XPM-4型喷射旋流式、XPM-8型喷射式浮选机充气搅拌装置的工作原理。答：XPM喷射(旋流)式浮选机是我国自行研制的煤用浮选机，现有XPM4和XPM8两种型号，单槽容积分别为4m和8m。主要由充气搅拌机构、槽体、矿浆循环系统及放矿、刮泡机构等组成，槽体、放矿、刮泡机构和XJM一4型相似，也多为6室结构。不同之处在于：XPM-4型的充气搅拌机构安装在矿浆液面以下的槽体下部，喷嘴易堵，更换困难，而XPM-8则将充气搅拌机构放在矿浆液面以上的。XPM-4工作时，经沙泵加压的矿浆以20m/s的速度从设有螺旋叶片的喷嘴中螺旋状高速喷出，在混合室产生负压，吸入空气由高速射流粉碎成小气泡，并沿切线方向进入旋流器，高速旋转后成伞状甩入槽底，故称XPM-4型为喷射旋流式。而XPM-8型喷射出的矿浆直接射到伞形分散器上，然后呈伞状甩向槽体，故称喷射式。4、在浮选设备中，矿浆与气泡的相对运动流向主要有哪几类？分别说出哪类浮选设备属于哪一流型。答：答案见作业题5、浮选柱与浮选机相比有何特点？答：浮选机工作原理：经双偏摆斜叶轮搅拌后，矿浆呈立体循环，矿浆山由导流管中心入料，用气溶胶加药方式，和用旋转叶轮产生的负压，自吸气体和药剂成雾状气泡与煤粒接触，设有液面自动调节装置，用自控系统控制浓度、干煤量、给药量和液位。浮选柱工作原理：正如浮选机一样，浮选柱一样是为了矿物的浮选，浮选柱（flotation column） 将压缩空气透过多孔介质（充气介质）对矿浆进行充气和搅拌的充气式浮选机。该机的主体结构通常是一个带充气器（气泡发生器）的圆柱形筒体（亦可是正方形或矩形柱），筒体内附有给矿装置，泡沫溢出或刮出装置以及泡沫槽、压缩空气输入管网和风包等。选柱工作时，经药剂调和好的矿浆由柱体中上部的给矿装置给入；压缩空气经输入管网和风包，然后透过多孔介质（如微孔塑料短管）从柱体底部鼓入，使在柱体内形成大量细小气泡。矿粒在重力作用下缓缓下降，气泡穿过向下流动的矿浆升浮，矿粒与气泡通过逆流接触与碰撞，实现气泡选择性矿化。（见气泡矿化）矿化气泡升浮至矿液面聚集形成泡沫层，溢出或用刮板刮出后得泡沫产品（一般为精矿）；尾矿则由柱底借助提升装置排出。柱体内自矿浆给入口至柱顶称为精选区，主要作用是提高泡沫产品的品位；由矿浆给入口至柱底称为捕集区，主要作用是捕集欲浮出的目的矿物，提高回收率。浮选柱的特点是结构简单，能耗低、占地面积小，操作控制容易，适用于处理微细粒矿物。但充气器易结垢堵塞，矿浆在柱体内易上下翻腾以及对各类矿石的适应性不强。20世纪80年代以后，许多国家都加强了对浮选柱的研究工作，出现了一批比较新颖的的浮选柱，如柱内充以波浪板迭置成的介质床层，分层处于“静态”条件，泡沫层稳定且不用专门的发泡器的充填介质浮选柱；在柱底采用电解发泡方式产生微泡的电浮选柱；在给料下方柱周加线圈，使柱轴向产生纵向磁场，有利于矿浆充分分散的磁浮选柱；内置多孔介质柱体，重选作用和浮选作用相结合，强化浮选效应的的旋流充气浮选柱；柱体高度低、给料与空气预先混合给入，矿化好，浮选速度快的詹姆森（Jameson）浮选柱等。工业上应用的浮选柱最大直径已达2.5m，高12m。6、 评定浮选机性能的指标有哪些？答： 浮选机处理能力：干矿处理量矿浆处理量浮选槽数量动力消耗 充气量 动力指标 充气均匀度 气泡弥散程度7、 影响浮选机性能的因素有哪些？实际生产中应该增加或减小哪些因素比较经济合理？答：影响因素：叶轮转速叶轮直径叶轮的没水深度叶轮和定子间隙e=810mm措施：适当减小叶轮直径，提高转速，可降低功率消耗。8、 对工业用浮选设备的6点要求。 （1）充气量大且易调节。 （2）搅拌强度要充足，以保证矿浆浓度、颗粒和气泡在浮选机内的分布均匀及药剂的分散，满负荷停车后易于直接重新启动。 （3）矿浆通过能力大，以适应较高的处理量；槽内矿浆循环量大，以保证矿粒与气泡接触机会多。 （4）形成稳定的矿浆液面和泡沫层，及时稳定的排出泡沫精矿。 （5）结构简单，维修方便，能耗低，寿命长，能长期安全运转。 （6）适应自动化需要，调节方便、灵活，减少检测仪表和执行机构数量。第四章：浮选工艺1. 影响浮选工艺有哪些主要因素？（5点）答：矿物的物质组成化学组成，矿浆制备（矿浆的相关性质），浮选药剂制度（药剂种类、加药时间、地点、用量等），浮选机造成的工作条件（浮选机性能及工作条件），浮选工艺流程2. 原煤性质对浮选有哪些影响？为什么？答：原煤性质对浮选的影响主要体现在以下几个方面：、煤化程度：中等变质程度的煤具有最好的可浮性，（低变质程度的煤有较高的孔隙度和较多含氧官能团，亲水性较强，可浮性差；中等变质程度的煤排列致密，孔隙度低，表面含氧官能团少，疏水性强，在焦煤时可浮性最好；高变质程度的煤，孔隙度增加，侧链减少，碳链变短，疏水性降低，可浮性变差）、煤的密度组成：通常煤泥中密度越低的部分灰分越低。可浮性越好（相对密度增高可能是由于煤基元灰分高、煤-矿物质连生体存在、煤的显微组分不同）、煤的显微组分：煤颗粒表面的显微组分对可浮性影响显著，通常镜质组分含量越高，煤的可浮性越好；而丝质体和壳质体可浮性差，这两种组分含量高时煤的可浮性差。、煤中矿物质组成：煤中主要影响其可浮性的矿物质有两类：泥质矿物（高岭土、水云母、绿泥石、蒙脱石、泥质页岩等）和硫化矿物（黄铁矿、白铁矿等）。煤中矿物质对浮选的影响主要是粒度嵌布特性和泥化特性。矿物质以细粒或微粒嵌布时，解离不彻底则难以分离，解离度过细又会降低选择性。泥质矿物易泥化，含量高时使浮选过程受干扰，严重影响分选作业。硫化矿物的可浮性和煤相近，必须采用好的药剂或流程抑制硫化矿物。3. 煤中主要的矿物质有哪些？各自如何影响浮选过程？怎样控制？答：煤中的主要矿物质有硅酸盐矿物（硅氧四面体），硅氧键断裂后会产生极性断面，具有亲水性；高岭土（层状的铝的硅酸盐矿物），含有氢键，与水结合难处理；碳酸盐类矿物（络阴离子CO32-和金属阳离子），断裂后产生静电力，具有亲水性；硫化矿物（S22- 与Fe2+ 以极性共价键结合），断裂以后具有亲水性。4. 浮选入料的粒度组成和浓度对浮选有哪些影响？如何控制？答：粒度组成：各种粒度的浮选行为有较大的差别：通常粗粒级浮选速度慢，但选择性较好，但过粗时浮不出，易损失在尾矿中，俗称“跑粗”；细粒级浮选速度快，选择性差，过细时则失去选择性；只有中等粒度才具有最佳可浮性。控制：对过粗和过细的入料，要采取特殊的工艺。浮选过程中要及时测定入料和产品的粒度变化并及时调整，可采用的筛析的方法每1-2h测定一次。浓度：1）回收率：矿浆浓度与回收率之间有明显的规律性，当矿浆很稀是回收率较低，矿浆浓度逐渐提高，回收率也逐渐提高，并达到最大值，超过最佳矿浆浓度后回收率降低。2）精矿质量：一般是矿浆较稀时，精矿质量较高，矿浆较浓时，精矿质量下降。3）药剂用量：矿浆中需保持一定的药剂浓度才能取得好的浮选效果。矿浆较浓时，液相中药剂量增加，屯矿石的用药量可减少，反之则增大。4)浮选机的生产能力：随浓度加大，浮选机的生产能力可提高。5）浮选时间：矿浆浓度增加，浮选时间会延长，有利于提高回收率。6）水电消耗：浓度越大，处理单位矿石的水电消耗都会下降，有利于降低生产成本。实际生产中，浮选适宜的浓度除考虑上述因素外，还需考虑原料性质和具体浮选条件。控制：一般原则：大密度、粗粒度的物料用较高浓度，反之则用较低浓度；粗选作业采用较高浓度，以保证较高回收率和较少药剂量，精选作业则用较低浓度，以利于提高精矿质量，扫选作业浓度受粗选影响，一般不另控制。5. 药剂制度包括哪些内容？对浮选的影响如何？答：药剂制度包括药剂种类和用量、加药地点和方式，药剂的加工处理。（老师讲的）药剂的配制、药剂种类和用量、药剂的添加顺序、加药点和加药方法、药剂作用时间、联合作业、药剂最佳化控制和调节。 药剂制度对浮选指标有重大影响。浮选过程中加到矿浆中的浮选药剂有多种，它们与矿浆中原有的各种组分之间的作用以及它们之间的交互作用很复杂，并互相制约。选定比较好的药剂制度，往往可使这些交互作用达到有利于浮选的某种平衡。药剂添加不当，就会打破这种平衡，使整个工艺过程处于对矿物分选不利的状态。（百度的）6. 常见的煤泥浮选流程及其优缺点？答：（见书P555556）细颗粒煤泥水直接浮选流程的优缺点（百度的）优点：取消了浓缩作业，流程简化；彻底解决了煤泥在系统中的循环，对主选作业有利； 煤泥与水的接触时间缩短使煤泥的可浮性和选择性提高；加强区的作业管理可实现清水选煤缺点：浮选机及过滤机的单位处理能力低。浮选、过滤、压滤等工艺环节对原煤性质的变化反应敏感生产成本较高。 直接浮选需要的浮选机的台数要比其他形式的浮选多。 7. 什么叫浓缩浮选、直接浮选、半直接浮选？答：浓缩浮选是指重选过程产生的煤泥水经过浓缩后再进行浮选的流程。直接浮选是指重选过程的煤泥直接进入浮选环节。半直接浮选：这是考虑到直接浮选入料浓度低而采用的一种改良措施。根据重产品的脱水、分级设施-涝坑的溢流水流向可有几种不同的形式：部分浓缩，部分循环。8. 什么叫粗选、精选、扫选浮选流程？答：粗选：是对原矿浆进行浮选；精选：是对粗选精矿再次浮选扫选：是对粗选尾矿再次进行浮选。粗选通常是一次，精选扫选次数较多，这与矿石的性质、精矿质量要求、欲选成分的价值等有密切关系。根据给出的浮选结果能判断其优劣，并分析工艺原因及其提高分选指标可能采取的措施。第五章：典型浮选流程问题1：通常分选硫化铜的浮选药剂有哪几类？各举一、二例，并写出大概的用药量范围。答： 捕收剂：巯基类药剂(如乙基、丙基、丁基黄药，用得最多的是丁基黄药；或黄药与黑药混用)，用量约为0.010.03kg/t。 抑制剂：用石灰抑制黄铁矿,0.150.3kg/t；有时用少量的氰化物。 起泡剂：MIBC 或松油，用量大约是：0.150.3kg/t。问题2：分选磷酸盐矿物通常有哪几种浮选方法？各方法先浮何物再浮何物？并各适用于磷酸盐矿物的含量情况如何？ 答：1.正浮选适合于磷酸盐含量低时使用。用硅酸钠（水玻璃）或淀粉抑制碳酸盐矿物，用脂肪酸作捕收剂浮选磷酸盐。2.反浮选适合于磷酸盐含量高的矿石。用六偏磷酸钠抑制磷酸盐矿，用脂肪酸作捕收剂浮选碳酸盐矿物。3.反浮选(药剂与上一种反浮选不同)适合于磷酸盐含量较低的矿石。首先用羟基硫酸盐选择性地浮选碳酸盐；接着用脂肪酸作捕收剂浮选磷酸盐矿物。问题3：识读分选铅-锌矿的设备流程图；当给出浮选所用药剂名称和用量表时能相应写出添加药剂的地点及其所加药剂的作用。药剂名称添加点用量 ，kg/t药剂作用苏打灰（纯碱）球磨机或Pb浮选机0.156调pH、抑制黄铁矿、闪锌矿氰化钠球磨机或Pb浮选机0.058抑制黄铁矿、闪锌矿硫酸锌球磨机或Pb浮选机0.122进一步抑制闪锌矿异丙基纳球磨机0.020捕收方铅矿磺酸盐（黄药）Zn搅拌桶0.037捕收闪锌矿MIBCPb浮选机0.032起泡MIBCZn浮选机0.04起泡石灰Zn搅拌桶、Zn浮选机0.708抑制黄铁矿硫酸铜Zn搅拌桶0.172活化闪锌矿（铜离子取代表面矿物Zn离子）聚丙烯酰胺Zn浓缩机0.0005絮凝剂1. 什么是接触角并用图画出？答：平衡接触角，对于上图可以发现，被水润湿时，自左向右其润湿面积，润湿周边递减，而气泡附着时则相反。由此，可把润湿面积、周边做被水润湿能力大小的度量，但不难发现这种方法难以测量的，度量的简易方法是以接触角来衡量，以表示：是指在润湿周边上任一点处，自液-气界面经过液体内部到固-液界面的夹角。2. 什么是“润湿阻滞”?答：实际润湿过程中，接触角并不是立刻达到平衡。当液体在固体表面展开时，由于界面间的摩擦力，使润湿出现滞缓，这种现象称为“润湿阻滞”。3. 写出润湿方程？答： 润湿方程，即Young方程固-液-气三相界面张力平衡时，其平衡方程为：或 其中: s-g 、s-l 、l-g分别表示固-气、液-固和气-液界面的张力（亦可看成界面自由能）4. 推导出粘着功的方程？答：在浮选过程中，矿粒与气泡之间发生粘着时所需的功。粘着功W可以用来度量矿粒与气泡粘着的牢固程度。 和Young方程推导出： 上式就是浮选的基本行为-矿粒向气泡附着前后的热力学方程。它表征着矿粒与气泡粘着的牢固程度，常把（1-COS）称为可浮性，它表明了自由能变化与接触角的关系。5. 简述水化膜形成与性质？答：润湿的本质是由于水分子对矿物表明吸附所形成的水化作用。由于矿表不饱和键能对极性水分子的吸引，在矿表形成水化膜。水化膜中的水呈定向密集排列（与普通水稀疏排列不同），矿表第一层水分子，受表面键能吸引最强，排列最为整齐严密，随着键能影响的减弱，离表面较远的各层水分子的排列次序逐渐混乱。超出表面键能力场范围时，侧呈普通水水分子排列。所以水化膜实际是界于固体矿物表面与普通水之间的过渡间界，故又称为“界间层”。水化膜与普通水不同：1）、粘度比普通水大； 2）、具有晶体的弹性。因此，水化膜具有一定的稳定性，当要去除它时，外界需要作功。6浮选机各室精煤产率计算： j式中： 精煤产率，%AyAwAj ， ， 分别为入料灰分，精煤灰分，尾煤灰分，%jf7煤泥浮选效果评定（1）浮选精煤数量指数（评定不同煤泥之间的分选效果） ：j式中： 实际浮选精煤产率，%'j 精煤灰分相同时的标准浮选精煤产率，%，（由根据分步释放浮选实验结果绘制的精煤产率曲线确定 ）wf（2）浮选完善指标(评定同一煤泥，不同工艺条件下的分选效果) ： AjAy式中： ， 分别为计算入料灰分，浮选精煤灰分 jwf ， 分别为浮选完善指标，浮选精煤产率wf 实际上就是选煤厂广泛应用的汉考克效率公式。作业部分第一章作业：1、简述浮选系统中气、液、固三相的基本性质。为什么矿物表面有极性与非极性之分？它们与浮选的关系如何？2、已知：图（A）、图（B）中固-水、水-气、固-气三个界面的表面张力和接触角分别为SL、LA、SA和。请：（1）将三相接触平衡时的三个表面张力与接触角在图上表示出来；（2）列出求解接触角的表达式；（3）根据图示接触角的大小，判断A、B固体的疏水性（即哪个更疏水）3、双电层中有哪几种电位？分别说出其的含义。什么是零电点、等电点？简述其对浮选的作用。4、气泡矿化有哪两种形式？请简述其过程。第二章作业：1、起泡剂不同的极性基和非极性基对起泡性能有何不同的影响？2、为什么煤和矸石对烃类油有不同的浮选行为？3、巯基类捕收剂主要有哪两类?主要用于捕收何类矿物？请举例说明其作用原理。4、浮选过程中常用的调整剂有哪几类？举例说明其作用原理。第三章作业1、在浮选设备中，矿浆与气泡的相对运动流向主要有哪几类？分别说出哪类浮选设备属于哪一流型及其工作原理。第四章作业1、为什么中等变质程度的煤有最佳的可浮性？2、煤泥浮选入料中不同的粒度有何不同的可浮性？不同粒级的入料应采取什么样的浮选操作制度？ 很抱歉，让大家久等了，现在终于整理好了！在这里，我要特别感