浮選機的主要作用之一就是向礦漿中充入空氣,分散成大量小氣泡,再與礦粒碰撞形成礦化氣泡。所以浮選礦漿充氣是浮選的前提,是決定浮選機效果的主要因素。浮選礦漿的充氣主要包括兩個過程:氣泡的生成及氣泡的兼并和溶解。
1氣泡的生成:氣泡生成原則上有三種方法。
( 1 )機械攪拌作用將空氣流粉碎形成氣泡
機械攪拌式浮選機氣泡生成主要通過此法。此時,形狀不同的轉子或葉輪對礦漿進行激烈攪拌,使礦漿產生強烈的旋禍運動。由于旋渦的剪切作用,吸入浮選機的空氣被分散成直徑不等的氣泡。礦漿和氣泡相對速度越大,紊流程度越高,氣一液界面張力越低,氣流被礦漿的旋渦剪切分割成的氣泡直徑越小,數最越多。但攪拌過強,能耗大,液面不穩,氣泡直徑太小時,對礦粒浮出也不利。
機械攪拌式浮選機的關鍵部件是轉子和定子。轉子即葉輪,它的工作部件可以是類似水泵葉輪的形狀―渦輪、帶直立葉片的水平圓盤、混合式葉輪等,也可以是錘直排列成籠形的棒或輻射狀的板。轉子轉動時,葉片后方形成空穴,吸入空氣。繞過葉片的礦漿形成兩列相向旋轉的渦漩(卡門渦漩),空氣被這些禍漩吸至渦心,形成氣泡。已形成的氣泡在湍流脈動速度產生的動壓力和剪切力作用下可能分裂成更小的氣泡。.離開葉片愈遠,氣泡分裂得愈小。
( 2 )空氣通過多孔介質的細小眼孔形成氣泡
壓入式浮選機(如浮選柱等)的氣泡生成采用此法。壓入的空氣通過帶有細小孔眼的多孔介質,如微孔陶瓷、帆布等特別的充氣器后便會產生細小氣泡,但空氣的壓力要適當:太小時不利于空氣透過,氣泡數量少;過大時又易形成噴射氣流而不成泡,并造成液面不穩。壓力大小由充氣器決定。此外,充氣器上孔的大小及間隔也影響氣泡生成,孔的大小影響空氣通過的阻力;間隔太小時相鄰孔眼形盛的氣泡易相遇而兼并,間隔太大充氣量過小。
( 3 )氣體從礦漿中析出形成微泡
在標準狀態下,空氣在水中的溶解度約為2 % ,當壓力降低,溶解的氣體便會以微小氣泡的形式從溶液中析出。析出的微泡具有直徑小、分散度高、氣一液界面大、有選擇地優先在疏水性較高的表面析出等特點,因而稱為活性微泡。近代浮選機設計時很注意確保大量微泡并以此強化浮選過程。微泡在礦粒表面的析出有利于突破礦粒與氣泡之間的水化層。當粗粒表面有微泡時,其他氣泡可通過微泡附著到礦粒上,形成無殘余水化膜的附著,或許多微泡附著到粗粒礦物上構成氣泡絮凝體而上浮,加強了粗粒的浮選。
影響微泡析出的主要因素有:
①開始時礦漿中空氣的飽和程度,即空氣的溶解度。礦漿在空氣中有許多溶解機會,如攪拌、泵送等都可促進礦漿的溶解。為加大溶解度,對礦漿加壓是重要措施,這也是近代噴射浮選機等采用壓力礦漿的依據。
②隨后礦漿的降壓程度。礦漿降壓的原因很多,如壓力礦漿的噴射、礦漿由槽底向槽頂移動、葉輪葉片后緣壓力的降低、葉輪甩出礦漿時造成瞬間的壓力波動和降低等。
③是否具有微泡析出的“核心”。當有“核心”(如礦物的疏水性表面)時,微泡可優先在這些“核心”析出。疏水性表面越多,越有利于微泡的析出,特別是疏水性礦粒表面的微孔、裂紋和缺口等處若被氣體分子填補(稱氣體幼芽),它們便成廠微泡析出的“核心”。因此礦漿中疏水性礦粒的存在改善了微泡析出的條件,而微泡的析出又強化了疏水性礦粒的浮選。
不同結構的浮選機微泡析出數量是不同的。增加礦漿初始壓力(如攪拌,加壓)和降壓程度(如噴射等)即增大了氣泡析出前后的莊力差,是獲得大量微泡的有效措施。
上述三種氣泡生成方法中第一種應用最多。在一種浮選機中,也可同時采用兩種以上的氣泡生成方法。
2 .氣泡的兼并和溶解
礦漿最終充氣程度不僅取決于充氣和分散過程,還取決于已生成的氣泡的兼并和溶解過程。氣泡兼并使其直徑變大、不穩定和易于破滅、氣泡減少、氣泡總面積減少、對礦化不利。氣泡的溶解使氣泡消失,但影響不像兼并那樣明顯。一般氣泡越小,液相中氣體飽和程度越低,則溶解度越大。但溶解后在降壓時還會以微泡析出,故主要應控制氣泡的兼并。加入起泡劑可提高氣泡穩定性,減緩氣泡的兼并。浮選機中氣泡的生成和消失是兩個相反的過程,并很快達到動態平衡。提高攪拌強度、加入起泡劑等均可使平衡朝生成力向發展。據測定,在常用的機械攪拌浮選機中,氣泡直徑介于0.05~1.5mm 之間,其中0.5~1.2mm的占多數,其表面積占氣泡總表面積的80 %左右。
浮選機:hxpsj/
磁選機:hxpsj/cp34.htm
制砂生產線:hxpsj/cp70.htm
球磨機:hxpsj/cp58.htm
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