[科普中国]-浮选法

浮选法是指据矿物表面物理、化学性质的差异从水的悬浮体（矿浆）中浮出固体矿物的选矿过程。浮选在选矿工业中得到了广泛的应用，最适于分选品位低、颗粒细的浸染矿石。1

简述浮选法是利用矿物表面物理化学性质的不同来分选矿物的选矿方法。工业上广泛应用的是泡沫浮选，它的特点是有用矿物选择性地附着在矿浆中的空气泡上，并随之上浮到矿浆表面，达到有用矿物与脉石的分离。

浮选前矿石要磨碎到符合浮选所要求的粒度，使有用矿物基本上达到单体解离以便分选。并添加浮选药剂。浮选时往矿浆中导入空气，使形成大量的气泡，于是不易被水润湿的，即通常称之为疏水性矿物的颗粒附着在气泡上，随同气泡上浮到矿浆表面形成矿化泡沫层；而那些容易被水润湿的，即通常称之为亲水性矿物的颗粒，不能附着在气泡上而留在矿浆中。将矿化泡沫排出，即达到分选的目的。

一般是将有用矿物浮入泡沫产物中，将脉石矿物留在矿浆里，这种浮选通常叫正浮选。但有时却将脉石矿物浮入泡沫产物中，将有用矿物留在矿浆里，这种浮选叫反浮选。

如矿石中含有两种或两种以上的有用矿物，其浮选方法有两种，一种叫做优先浮选，即把有用矿物依次一个一个地选出为单一的精矿；另一种叫混合浮选，即先把有用矿物同时选出为混合精矿，然后再把混合精矿中的有用矿物一个一个地选分开。

浮选应用范围特别广泛，绝大多数的矿石都可用浮选法处。有色金属（铜、铅、锌等）矿石90%以上是用浮选法选别。

浮选法的选分效率比较高，它能有效地将品位很低的矿石选成为高品位的精矿，特别是对于细粒嵌布、成分复杂的矿石，采用浮选法处理时，常常可取得较好的选分效果。但浮选法必须使用浮选药剂，所以它的选矿成本与重选法和磁选法相比较，一般要高些。2

基本原理浮选法主要是根据液体表面张力的作用原理，使污水中固体污染物黏附在小气泡上。当空气通入废水时，废水中的细小颗粒物共同组成三相体系。细小颗粒黏附到气泡上时，使气泡界面发生变化。颗粒能否黏附于气泡上与颗粒和液体的表面性质有关。亲水性颗粒易被水润湿，水对它有较大的附着力，气泡不易把水推开取而代之，这种颗粒不易黏附于气泡上而除去。而疏水性颗粒则容易附着于气泡而被除去。

各种物质对水的亲疏性，可用它们与水的接触角θ（以对着水的两切线夹角为准）来衡量。接触角θ90°的为疏水物质。

若要用浮选法分离亲水性颗粒（如纸浆纤维、煤粒、重金属离子等），就必须投加合适的药剂——浮选剂，以改变颗粒表面性质，使其改为疏水性，易于黏附于气泡上。同时浮选剂还有促进起泡的作用，可使废水中的空气形成稳定的小气泡，以利于气浮。

浮选剂的种类很多，如松香油、石油及煤油产品，脂肪酸及其盐类、表面活性剂等。对不同性质的废水应通过试验选择合适的品种和投加量，也可参照矿冶工业浮选的资料。

浮选剂浮选剂的种类很多，根据其作用的不同可以分为以下几种。

(1)捕收剂。如硬脂酸、脂肪酸及其盐类或胺类等。其分子本身既有疏水基团又有亲水基团。亲水性基团可以附在颗粒的表面上，而疏水性基团朝外，这样，使亲水性的颗粒表面可转化为疏水性的表面而粘附在气泡上。

(2)起泡剂。如松节油等，它作用在气一液接触面上，用以分散空气，形成稳定的气泡。

(3)pH值调整剂。其作用是调整废水的pH值，使之在最适合浮选的pH值下，进行浮选，以提高浮选的效果。

(4)活化剂。一般多是无机盐类，其作用是使原来不易被捕收剂作用的颗粒表面，变为易于吸附捕收剂，加强捕收剂的作用效果。

总之，选加浮选剂的种类，应根据废水的性质决定，以提高浮选的效果。

形式浮选法的形式比较多，常用的浮洗方法有加压浮选、曝气浮选、真空浮选以及电解浮选和生物浮选法等。

(一)加压浮选法

加压浮选法，在国内应用比较广泛。几乎所有的石油炼厂都是采用这种方法来处理废水中的乳化油，并获得较好的处理效果。出水中含油量可以达10mg/L～25mg/L。

其操作原理：在加压的情况下，将空气通入废水中，便空气溶解在废水中达饱和状态，然后由加压状态突然减至常压，这时溶解在水中的空气就成了过饱和状态，水中空气迅速形成极微小的气泡，不断向水面上升。气泡在上升过程中，捕集废水的悬浮颗粒以及胶状物质等，一同带出水面。然后从水面上将其去除。

加压浮选法的工艺流程有两种：一种为全部废水加压流程；另一种为部分废水加压流程。

(二)曝气浮选法

曝气浮选法是将空气直接打入到浮选池底部的充气器中，空气形成细小的气泡，均匀地进入废水；而废水从池上部进入浮选池，与从池底多孔充分器放出的气泡接触，气泡捕集废水中颗粒后上浮到水面，由排渣装置刮送到泥渣出口处排出。净化水通过水位调节器由出水管流出。

曝光浮选法的特点是动力消耗最小，但由于气泡较大，而又很难均匀，故浮选效果略差些，同时操作过程中，多孔充气器需经常进行清理防止堵塞，这给操作带来不便。

(三)真空浮选法

该法是使废水与空气同时被吸入真空系统后接触；一般真空度为27kPa～40kPa，在真空系统内，空气泡会大量产生，气泡携带废水中的颗粒物质浮于水面，即可去除。

这种方法多用在油料生产工业废水的治理方面，去除抽脂悬浮物效果较好，便于管理，但运转动力费用较高，机械转动部分运转不够稳定，因此，国内采用的不多。

(四)电解浮选法

电解浮选法，是对废水进行电解，这时在阴极产生大量的氢气。氢气泡直径很小，仅有20μm~100μm，废水中的颗粒物质黏附在氢气泡上，随它上浮，从而达到净化废水的目的。同时，在阳极电离形成的氢氧化物，又起着混凝剂和浮选剂的作用，帮助废水中的污染物质上浮或下沉，有利废水的净化。

电解浮选的优点是产生的小气泡数量很大，每平方米的电极可以在1min内产生 个小气泡，在利用可溶性阳极时，浮选过程和沉降过程可结合进行，装置简单。这是一种新的废水净化处理方法。

(五)生物浮选法

此法是将活性污泥投放到浮选池内，依靠微生物的增长和活动来产生气泡（主要是二氧化碳气泡），废水中的污染物粘附在气泡上浮漂到水面，加以去除，使水净化。3

特点优点：

1、适于处理品位低、嵌布较细的矿石；

2、适于处理多金属共生复杂的矿石，可分别回收、富集成多种产品的精矿；

3、可进一步处理其他选矿方法得到的粗精矿、中矿或尾矿；

4、应用范围广，分选效率高

缺点：耗药剂，需细磨，成本高，浮选剂易造成环境污染4

本词条内容贡献者为:

方正 - 副教授 - 江南大学