浮选柱发展趋势和应用前景

如前所述, 浮选柱与浮选机相比有其自身优点:结构简单, 占地面积小;无机械运动部件, 安全节能;浮选动力学稳定, 气泡相对较小, 分布更为均匀, 气泡-颗粒浮选界面充足, 富集比大、回收率高、适合于微细粒级矿物的选别并且易于实现自动化控制和大型化;浮选速度快, 可简化浮选流程, 有效降低浮选作业次数。

除上述优点以外, 浮选柱与浮选机相比还具有其自身局限性:设备高度大, 冲洗水增加了设备运行成本;不适合粗颗粒矿物的选别, 粗颗粒与气泡接触几率小;解离不充分的矿物难以发挥浮选柱提高精矿品位的优越性, 常以损失回收率为代价达到提高精矿品位的目的;对化学性质反应敏感、黏度大的矿浆会导致细粒脉石长时间在柱内停留, 从而恶化选别效果;主要应用于精选作业, 在粗选作业中使用效果不够理想。

为进一步提高浮选柱的选别性能, 增强其工艺适应性, 今后将开展以下几个方面的研究工作。

1) 优化气泡发生器结构, 运用新型充气材料, 采用高压溶气法、电解法以及各种方法相互结合的多样化充气方式, 依据浮选柱内物料性质的不同对气泡发生器进行多点多层配置。

2) 添加各种形式的充填介质, 改善浮选柱内矿浆流态, 使浮选柱内浮选动力学条件达到最优。

3) 加强各类矮柱型浮选柱^[18]的开发, 深入研究浮选柱矿化机理, 实现更为理想的矿化和静态分离浮选目标。

4) 开发各类新特点的浮选柱^[19,20], 将电场、磁场和离心力场引入浮选柱, 将真空、加压溶气等浮选技术在浮选柱中加以综合应用。

5) 建立数学模型^[21], 对浮选柱浮选状态进行数值模拟研究, 为浮选柱按比例放大提供理论依据。

6) 广泛开展浮选柱自动控制技术研究, 进一步满足现场对大型浮选柱必须易于控制的使用要求。

近年来, 浮选柱的应用已不再局限于煤、金属和非金属矿物的选别, 其应用领域在不断扩大, 主要体现在下列几个方面:

1) 去除铜矿石SX—EW法堆浸贵液中的有机物^[22,23]。用SX—EW法堆浸铜矿石时, 矿石中的铜会被浸出到萃取溶剂中形成贵液, 贵液再经电解工序生产电解铜。为了避免SX—EW法萃取贵液中残留的有机物对电解铜工序产生不利影响, 过去都是采用砂过滤法去除有机物, 目前澳大利亚、北美和南美在此有机物去除工序中已广泛尝试采用浮选柱, 以使电解贵液中的有机物保持低值状态, 进而提高电解工序的稳定性。

2) 回收土壤、废水中的重金属离子。A.Seselj等人尝试把土壤制成浆状, 用苛性钠中和至p H值为9, 添加异丙基黄药和十二烷基硫酸钠作捕收剂, 采用浮选柱从溶液中分离回收有价物, 最终锌回收率可达70%, 铅回收率可达90%, 指标良好。密执安大学向含有硫化物的酸性溶液中吹入硫化氢气体并添加捕收剂和起泡剂, 然后采用浮选柱回收溶液中的铜、铅、汞、铁、锌、镉。

3) 回收炼油厂废水中的油。由于浮选机搅拌装置的剪切力较强, 在采用机械搅拌式浮选机去除炼油厂排出废水中所含有的少量油和润滑脂时, 很难使较小的油絮凝物充分附着在气泡上, 油和润滑脂浮出量少, 大量的水和发虚的空气泡就会被刮泡器一起刮出, 废水处理效率低。而采用浮选柱处理废水时, 因柱内无搅拌装置, 油絮凝物所受剪切力较小, 便能平稳地附着在气泡上, 脱落概率大为降低, 因此提高了油回收率。

4) 旧纸脱墨。过去都是采用机械搅拌或加压溶气等浮选方法对造纸厂的旧纸进行脱墨处理。麦吉尔大学 (Mc Gill University) 的沃森等人分别采用机械搅拌式浮选机、普通浮选柱和充填型浮选柱进行了旧纸脱墨效果对比试验, 试验结果表明, 3种浮选设备的脱墨效果大体相同, 纸纤维和脂肪酸残留物损失用浮选机通常为5%~10%, 而2种浮选柱则可控制在2%以下, 比常规处理方法的有机物损失率低了3%~8%。

5) 离子浮选方面的应用。1962年, 塞巴提出了稀溶液离子萃取技术, 该技术是首先在溶液中添加界面活性剂, 使其与离子反应, 形成溶解物或沉淀物形态的有机金属化合物, 然后再进行浮选分离, 但由于当时没有合适的浮选设备, 所以未能得到实际应用。法国的R Houot等人分别采用Microcel型、Turbo Air型和Flotaire型浮选柱对铀硫酸浸出液中的钼进行回收效果对比试验, 试验结果表明, 钼回收率可以达到95%以上的, 其中, Microcel型浮选柱的指标最好, Flotaire型浮选柱的指标次之。