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。

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。

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θ<90°的为亲水型物质,θ>90°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。

特点
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