本技术涉及一种利用纳米疏水颗粒提升矿物浮选效率的方法,旨在解决传统浮选工艺中回收率不足的问题。该方法通过使用炭黑、煤和石墨等疏水纳米颗粒,显著提高了矿物浮选的回收率。
背景技术
浮选是根据矿物颗粒表面物理、化学性质的差异,利用气泡捕获有用矿物颗粒并将其浮出的过程,浮选技术具有选择性好、工作效率高、适应性强、操作简单等优势,被广泛应用于选矿、选煤和油水分离等领域。整个浮选过程中颗粒与气泡碰撞、黏附和脱附是最重要的环节。
颗粒与气泡之间的相互作用力包括范德华力、静电力、疏水作用力等。这些力决定了颗粒是否能够稳定地附着在气泡表面。在湍流环境中,颗粒可能会因为流体剪切、气泡振荡和颗粒离心等作用,从气泡表面脱附。
强化矿物颗粒与气泡的粘附是提高浮选效率的关键步骤。这一过程可以通过多种方法和技术来实现,主要包括添加合适的浮选药剂、改变气泡的大小和分布以及调整矿物颗粒的表面性质等方面。例如,使用高效起泡剂,降低气泡表面张力,形成稳定的气泡膜,从而提高气泡的稳定性和矿物颗粒的粘附力;根据矿物特性选择合适的捕收剂、起泡剂和调整剂,合理调整用量;通过优化浮选机的气泡发生器和搅拌系统,控制浮选过程中气泡的大小和分布;调整矿物颗粒的大小、形状以及表面粗糙度等物理性质。
浮选技术中,提高矿物回收率是一个持续的研究焦点。浮选是一种基于矿物表面物理化学性质差异的分离方法,通过气泡与矿石颗粒的附着和分离过程实现矿物的回收。现有的浮选技术主要依赖于机械搅拌或充气装置向浮选槽内引入空气,形成气泡,这些气泡与矿物颗粒相互作用,使有用矿物附着在气泡上,从而实现矿物的分离。浮选设备的设计和性能提升是其中一个主要研究方向,新型浮选机通过采用先进的气泡生成技术和优化的搅拌系统,去实现更好地控制气泡的大小和分布。另外高效浮选药剂的研发也是一个主要的关注点,通过强化捕收剂在矿物表面的吸附来提高目的矿物的可浮性。
现有技术中存在的问题如下:颗粒与气泡的黏附不稳定、不牢固,在浮选设备产生的湍流中颗粒的离心力增加,可导致已经黏附在气泡上的颗粒重新脱附,降低浮选回收率。
传统浮选技术在处理低品位矿石、难浮性矿物时效率较低,能耗较高。此外,对于微细粒矿物的浮选,传统方法的浮选效率会随着颗粒尺寸的减小而迅速降低,导致宝贵资源的大量浪费。另外,粗颗粒在浮选过程中容易从气泡表面脱附是一个普遍存在的挑战。这是因为粗颗粒与气泡的粘附力相对较弱,且在矿浆流动和气泡振荡的影响下,粗颗粒更容易从气泡表面脱离。这些问题导致浮选效率降低。
实现思路