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摘要：本文主要介绍了浮选原理，浮选药剂和浮选的工艺流程，并对浮选的几种常规应用进行了简要的总结。
关键词：浮选，原理，工艺
Abstract：Inthisstudy，thetheory，reagentsandtechnologicalprocessofflotationwereintroduced.Moreover，someapplicationofflotationwereillustratedwithexamples.
Keywords：flotation，theory，technologicalprocess
1、浮选原理
浮选是在固体废物与水调制的料浆中加入浮选药剂，并通入空气形成无数细小气泡，使欲选物质颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层，然后刮出回收；不浮的颗粒仍留在料浆内，通过适当处理后废弃[1]。
在浮选过程中，固体废物各组分对气泡粘附的选择性，是由固体颗粒、水、气泡组成的三相界面间的物理化学性质所决定的，其中比较重要的是物质表面的润湿性[2]。固体废物中一些表面疏水性较强的物质容易粘附在气泡上，而另一些表面亲水的物质则不易粘附在气泡上。而物质表面的亲水、疏水性能，是可以通过浮选剂的作用而加强的[1，2]。因此，在浮选工艺中正确选择、使用浮选药剂是调整物质可浮性的主要外因条件。
1.2浮选药剂的种类与作用
根据药剂在浮选过程中的不同作用，可分为捕收剂、起泡剂和调整剂三大类。
（一）捕收剂
捕收剂能够选择性地吸附在欲选的物质颗粒表面上，使其疏水性增强，提高可浮性，并牢固地粘附在气泡上而上浮。常用的捕收剂有异极性捕收剂和非极性油类捕收剂两类。
（二）起泡剂
起泡剂是一种表面活性物质，主要作用在水-气界面上，使其界面张力降低，促使空气在料浆中弥散，形成小气泡，防止气泡兼并，增大分选界面，提高气泡与颗粒的粘附和上浮过程中的稳定性，以保证气泡上浮形成泡沫层。常用的起泡剂有松油、松醇油、脂肪醇等[2]。
（三）调整剂
调整剂的作用主要是调整其它药剂（主要是捕收剂）与物质颗粒表面之间的作用。还可以调节料浆的性质，提高浮选过程的选择性。调整剂按其作用可分为活化剂、抑制剂、介质调整剂和分散与混凝剂。
2、浮选的工艺流程与影响条件
2.1工艺流程
（1）浮选前料浆的调剂。主要是废物的破碎、磨碎等，目的是得到基本上是单体解离的颗粒，使料浆浓度符合浮选工艺要求；
（2）加药调整。添加药剂的种类和数量，应根据欲选物质颗粒的性质再通过试验确定；
（3）充气浮选。将调剂好的料浆引入浮选机内，充气搅拌，提供颗粒与气泡相碰撞接触的机会，根据所产生气泡对颗粒物的吸附特性，从而达到一定的分离效果。
2.2工艺条件
影响浮选的工艺因素主要有：磨料细度、料浆浓度、料浆pH值、药剂制度、充气和搅拌、浮选时间和水质等等[3]。下面简要介绍几个工艺因素对浮选的影响。
一、磨料细度
浮选的一个必要前提条件是物料中有用成分和其他成分的解离。而在浮选工作前，都是通过磨料来实现单体解离，物料磨得不够细，有用成分解离不完全；或者物料磨得过细而使有用成分泥化。这两种情况都对浮选不利。
二、料浆浓度
料浆浓度是影响浮选指标的主要因素之一，浮选过程中，料浆的浓度很稀，回收率较低，但产品的质量较高，随着浓度的增高，回收率反而下降。此外，料浆浓度对浮选的影响还主要表现在影响料浆的充气、料浆中药剂的浓度及浮选时间等[3]。
三、药剂制度
药剂制度主要指确定药剂的种类和用量，其次是确定加药的顺序、加药的地点和方法、配药的方法、药剂作用时间等问题[3]。一般在浮选前添加药剂总量的60%～70%，其余的则分几批在适当地点添加[4]。
四、充气与搅拌
充气是把一定量的空气送入料浆中，使它弥散成大量微小气泡。经验表明，强化充气作用，可以提高浮选速度，节约水电与药剂。搅拌的目的是为了促使颗粒均匀地悬浮于槽内料浆中，并增强空气的弥散效果，形成大量“活性气泡”。适宜的充气与搅拌可根据浮选机类型与结构特点来确定[4]。
3、应用
浮选是固体废物资源化的一种重要技术，我国已将其应用于从粉煤灰中回收炭、从煤矸石中回收硫铁矿、从焚烧炉灰渣中回收金属等。
3.1粉煤灰中浮选回收炭
粉煤灰中含有部分未燃尽的碳，不仅会造成了能源的浪费．而且碳含量高会对以粉煤灰作原料的建材产生影响[5]。因此，从粉煤灰中分选碳不仅可以充分利用资源而且可以提高粉煤灰的利用率。
粉煤灰中未燃尽的碳具有良好的可浮性，它与伴生的硅铝酸盐的表面对水的润湿性有很大的差异，采用浮选法很容易分选。李京芳[5]等对山东省胶南市双星热电厂产生的粉煤灰进行了浮选脱碳试验研究，工艺流程图如下，脱碳前原粉煤灰烧失量达24.13%，脱碳后尾灰烧失量在4%以下；精碳Ⅰ烧失量在72%以上，碳回收率达46%以上；精碳Ⅱ烧失量在48%以上，碳回收率达41%以上，总碳回收率可达85%以上。
图1粉煤灰全浮选试验流程
3.2从铜冶炼渣中回收铜
我国铜渣数量大，每年产出400～500万t，至今累计达5000多万吨，其中含有50多万吨铜及相当数量的贵金属和稀有金属[6]，因此采用工艺简单及有效的方法回收铜渣中的有用元素显得尤为重要。
目前：世界上对铜渣的处理大部分采用炭热法、烟化法、电炉贫化法以及浮选法等。近年来，还常用湿法处理含铜炉渣。然而对于含铜较低的炉渣，就回收的经济效果而言．最有前途的还是浮选法[6]。
金锐[6]等对云南耿马铜冶炼渣进行了浮选试验研究，云南耿马铜渣含铜品位在0.97%～2.7%波动，属于低品位铜渣。铜渣的外观呈黑褐色，其主要成分是Fe、SiO2、Cu、S，还有少量的Pb、Zn、Al2O3、CaO、MgO等。下图是本次浮选的工艺流程图。
图2扫选精选试验流程
研究结果表明，浮选可以很好地对本铜渣中的铜进行回收利用，在浮选条件为：磨矿细度-0.074mm为90.6%、捕收剂KM-109用量为162g/t、活化剂硫化钠用量为3.4kg/t的条件下得到了品位20.08%、回收率86%的较好实验结果，其中捕收剂KM-109对铜的浮选有明显的效果，活化剂硫化钠对原矿中氧化铜有很好的活化作用，使其能够被捕收剂浮起[6]。
3.3废弃塑料的浮选回收
塑料的消耗，尤其是工业塑料的消耗已在明显增加。在日本，4种塑料PVC、POM和PPE的1994产量分别为2.1、0.13、0.12和0.072百万吨[7]。在废物处理中，焚烧PVC将产生对环境有极大危害的氯化氢气体，因此多组分塑料混合物中PVC的合理分离是很有必要的。而且各种塑料的表面张力都很小，以致于所有组分在浮选时均粘附在泡沫上，因此有必要使用一种适宜的抑制剂来对它们进行选择性分离。实验表明：木质素磺酸钠是PVC的良好抑制剂[3]。
有研究[7]借助于浮选柱实验，在各种选择性抑制剂存在的条件下，可得到相应的可浮性顺序，即PPE>POM>PC>PVC，除PPE外，与表面张力的顺序一致。根据这些浮选结果，发展为浮选流程。利用提供的流程，包括重介质分选和浮选两个阶段，可以实现这些塑料的近彻底分离。
3.4从废旧锂电池中回收锂钴氧化物
随着锂离子电池用量急速增加，报废的锂离子电池也将逐年大幅度增多。锂离子电池除含有铝箔等金属材料以外，还含有大量由锂和钴组成的复杂金属氧化物（LiCoO2），具有极大的经济价值。
一些企业在各种锂离子电池集中，进行不同种类的选别，用小型培烧炉在特定的作业条件下，进行焙烧后，用粉碎机、磁选机、筛分机进行处理，分离回收钴、铜、铁等金属。用这种方法虽能处理大量的锂离子电池，但是在回收产品中，金属钴的品位较低，约为55%[8]。
金泳勋[8]等用浮选法从废锂离子电池中回收锂钴氧化物，其回收工艺如下图所示。首先，用立式剪碎机、风力摇床和振动筛将废锂离子电池分级。收集破碎和分选后得到的电极材料（锂钴氧化物和石墨混合粉末），将其放入马弗炉773K温度下进行热处理，然后浮选法分离锂钴化合物的石墨。这是由于在773K下，有机粘结剂挥发脱除，锂钴化合物表面由疏水性变为亲水性。在最佳浮选条件下（煤油用量0.2kg/t，MIBC（起泡剂）用量0.14kg/t，矿浆固体浓度为10%），从废锂离子电池中回收锂钴氧化物，其中锂和钴含量高于93%，锂和钴的回收率为92%。
图3废锂离子电池粉碎——浮选工艺流程
4、结语
我国人口众多，资源相对贫乏。为了得到可持续发展，加强废物的回收与综合利用，大力开发二次资源，已显得十分重要。浮选无疑能成为固废回收中的核心技术，发挥其重要环境效益。
近年来有很多关于浮选新工艺的出现，例如：反浮选、生物浮选和泡沫中分选（SIF）等等，可见浮选的重要性。
浮选是一门工程科学，好的研究最终要落实到应用。近几年报道了很多新技术、设备和药剂的应用，例如：铅锌的载体浮选，铁矿石和铝土矿反浮选等等。
参考文献：
[1]杨国清，刘康怀.固体废物处理工程[M].北京：科学出版社
[2]聂永丰.三废处理工程技术手册——固体废物卷[M].北京：化学工业出版社
[3]孟娟，朱复海，朱申红.浮选的原理及其在固体废物处理中的应用[J].青岛建筑工程学院学报，2003，24（3）：121-124.
[4]娄性义.固体废物处理与利用[M].北京：冶金工业出版社，1996.
[5]李京芳，朱申红，陈国栋.回收粉煤灰中未燃尽碳的浮选实验研究[J].中国资源综合利用，2007，25（11）：7-14.
[6]金锐，王景双，龙秋容.复杂铜冶炼渣浮选试验研究[J].江西有色金属，2009，23（1）：12-14.
[7]吴永云摘译.用选择性抑制剂浮选分离塑料[J].金属矿山，1997，（9）：32-41.
[8]金泳勋，松田光明等.用浮选法从废旧锂离子电池中回收锂钴氧化物[J].国外金属矿选矿，2003，40（7）：32-37.