全尾砂最优絮凝剂遴选与絮团核磁共振分析

根据三山岛金矿的全尾砂特性,开展全尾砂静态沉降试验和添加不同分子量絮凝剂的絮凝沉降试验,以澄清液面高度和沉降速度为评价指标,选出最优絮凝剂。并通过核磁手段分析不同沉降高度下尾砂絮团(与上清液接触部分絮团、量筒底部絮团和两者之间夹层絮团)的孔隙度和孔径分布差异,探究絮团的孔隙结构特征。结果表明:加入ZYZ絮凝剂的尾砂浆沉降效果最优;不同沉降高度下絮团颗粒的孔隙度和孔径分布也有所差异;随着沉降高度增大,越接近底部的絮团颗粒孔隙度越小,小孔径颗粒分布占比越大;自然沉降的沉降速度和沉降澄清高度都小于絮凝沉降时的相关参数,且自然沉降后尾砂浆的孔隙度要远小于絮凝沉降中絮团颗粒的孔隙度。     

絮凝-浮选法(FF法)

开发出了一种新的在线絮凝法,它与快速浮选法结合,可以分离出充了气的絮团（其絮团内捕俘有气泡）.只有在高分子聚合物和气泡存在时及特殊絮凝器的高剪切条件（和压头损失）下,才能形成这种充了气的絮团.多余的空气从浮选槽顶部排出,在很短的时间（几秒钟）内形成的絮团浮起.充了气的絮团是密度很低的大尺寸（直径为几个毫米）集合体.在各种情况下,该法的分选效率决定于压头损失大小、絮凝剂的种类和浓度及空气流量.絮凝-浮选法的机理包括：形成小的气泡、气泡快速地进入絮团内、在絮团-水界面上气泡形成气核、聚合物卷绕、在水-气界面上产生盐析效应和在絮凝器中形成柱塞混合流.试验表明,可成功地用絮凝-浮选法从水中除去乳化的油和固体.和在高的流体负载下（〉130 m/h）,其除去率高于90%.这种絮凝-浮选法可用于固-液分离和液-液分离中.     

细粒矿物絮团浮选的理论和应用

絮团浮选是一种分选细粒有用矿物的有效方法.这个方法的基础是,首先分散细矿粒,然后通过添加特效吸附的捕收剂使矿粒表面疏水,再在强裂剪切搅拌矿浆时,使有用矿粒选择性絮凝.添加少量非极性油来强化絮凝过程.本文首先简单叙述了絮团浮选法,再根据试验结果讨论了影响絮团浮选过程的参数,最后介绍了几个应用絮团浮选法分选细粒金银矿物、细粒硫化矿和细粒煤的实例.     

微细粒级钛铁矿的选矿预处理研究

攀枝花红格南矿区尾矿库钛铁矿TiO₂平均含量约为7.01%,钛主要集中在钛铁矿中,大部分以独立形式赋存,少部分与铁和钒以类质同像形式赋存在钛磁铁矿中。在成本较低的情况下,为了提高低品位微细粒级钛铁矿的选别指标,采用选择性分散絮凝—高冲次高梯度磁选新工艺对矿样进行预处理,并考察选择性分散絮凝药剂的种类、用量以及磁选的冲次等主要因素对低品位微细粒钛铁矿选别指标的影响。结果表明,在选择性分散絮凝药剂FX-3用量为700 g/t、强磁磁选冲次为350次/min的最佳试验条件下,获得的钛精矿TiO₂品位和回收率分别为24.93%和61.23%。在磁选试验前添加选择性分散絮凝药剂FX-3,使微细粒钛矿物和脉石颗粒稳定地分散在矿浆中,并相互作用形成不稳定的矿物颗粒,并通过“桥联”效应逐渐变成絮状物,在持续搅拌作用下形成更稳定的絮团,从而增加目标矿物颗粒的表观尺寸,有效地提高强磁分选效果和作用在钛矿物颗粒上的分选力。     

药剂吸附与剪切条件对煤泥水絮凝效果的影响

煤泥水处理是选煤生产的重点和难点环节,本文从煤泥水和药剂的基本性质入手,结合沉降试验、剪切试验、吸附试验和X射线光电子能谱分析等研究了阴离子聚丙烯酰胺(APAM)吸附与剪切条件对煤泥水絮凝效果的影响。结果表明:剪切条件和APAM用量对煤泥水的絮凝效果有很大影响,APAM在煤泥上的饱和吸附量约为0.74mg/g;随着APAM用量的增加,APAM吸附效率降低,在用量为0.6～0.8kg/t时,APAM吸附效率为63%～51%,对应的透射比在90%以上,澄清度和除浊效果最好,说明APAM药剂的吸附效率与其絮凝效果密切相关。APAM在煤泥上的吸附使得含C峰和含N峰发生了一些变化,C—C和C=O及C—N官能团有所增多。高药剂量可以提供一定的抗剪切特性,提高絮团的再絮凝能力。通过控制药剂量和剪切条件可以调控絮团结构和絮凝沉降效果,提高煤泥水固液分离效率。     

含高岭土悬浮液的分离特性对悬浮液动态过程的依赖关系

固液分离在很多情况下借助于聚合物絮凝而进行，但有关受剪切作用悬浮液的基础资料却很少。在本试验研究工作中，在不断搅拌的悬浮液下对颗粒的含量、絮团尺寸和絮团尺寸的分布进行了在线测试，以弄清高岭土悬浮液中絮凝剂的分阶段加入、搅拌速度和时间、ｐＨ值和固体浓度对絮团的形成、生长、破裂和结构的影响，最终是对分离特性也就是指对上清液的浊度、毛细孔吸入时间（ＣＳＴ）和单位过滤阻力（ＳＲＦ）的影响。达到最佳效果的絮     

聚合物的吸附和絮凝

聚合物絮凝剂的大多数实际应用包括颗粒通过桥连吸附而聚集起来。吸附和絮凝是同时的配对过程,相互直接影响。例如,吸附引起絮凝,而絮凝实际上抑制了吸附。聚合物吸附特性和絮凝性能的观测被用来阐述在桥连絮凝过程中吸附、絮团形成和絮团生长的综合性模型。该模型被用来评价化学和物理条件对絮凝的复杂影响,为聚合物絮凝剂在矿物处理和其它应用方面确定使用标准。聚合物的吸附和絮凝     

絮凝过程工艺设计的一种新概念

本文着重研究了在不同条件下所产生的絮团的内部，,结构选用了两种不同的颗粒浓度，以改变原生颗粒或微絮凝形成过程中微絮团碰撞几率。用共焦扫描显微镜作为一种温和非破坏性技术，对几种典型的聚集体进行了测定，以获得有关透明的颗粒絮凝体的内部结构信息，然后用三维图象分析软件工具获得的信息进行处理和分析，最后再用专阂改进过的群集分析算法进行处理，用统计图来解释比较显著水平很高的两个试验中絮凝体碰撞的最后阶段。由较高浓度的悬浮液形成的大絮团中具有较多数目的微絮团，由此可见，用这种试验技术和数学方法有助于更深入地了解絮团成因，并因此而有助于研制和优化新的絮凝过程或絮凝设备。     

剪切环境下某铅锌尾矿絮团演化过程及絮团表征

某铅锌矿山对尾矿颗粒絮团强度有一定要求，为了研究如何表征并增大絮团强度，考察了絮凝剂的种类和用量、搅拌时间、搅拌速度以及单位矿浆输入能量等剪切环境因素对某铅锌尾矿剪切絮凝沉降的影响，进行了相应的絮凝沉降试验、颗粒录影显微技术（ParticleView V19）实时监测以及显微镜絮团图像分析，并讨论了絮凝机理，旨在揭示絮体形成过程与絮凝效果的关系。结果表明:对某铅锌尾矿的絮凝作用:阳离子聚丙烯酰胺>阴离子聚丙烯酰胺>阳离子醚化淀粉，阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）最佳用量值为200 g/t，加入表面电荷相反的PAM，能使颗粒表面动电位降低而凝聚，当絮凝剂过量时，会使得整个体系变为带正电荷。由于正电荷间的互斥作用，絮凝体再次分散，发生再稳现象，从而使絮凝效果减弱。搅拌时间、搅拌速度、单位矿浆输入能量对某铅锌尾矿的剪切絮凝行为的影响很大；搅拌时间关系着絮团的成长破碎程度；搅拌强度的大小影响着絮团所受剪切强度，搅拌强度越大，絮团最终形成稳态的抗剪切强度越高，形貌越规则；单位矿浆输入能量存在一个极限值，超过极限值时，絮团形成与破碎达到了一个相对平衡的稳态，絮团能够在此搅拌体系下稳定存在。      

聚丙烯酰胺对细粒赤铁矿沉降行为的影响

细粒铁精矿在浓缩过滤环节存在沉降速率慢,溢流固体悬浮物浓度高,精矿滤饼含水率高等问题。通过添加絮凝剂产生凝聚、桥连等作用使矿物颗粒形成絮团,可以促进细粒铁精矿沉降。以某赤铁矿精矿为研究对象,阴离子型、阳离子型、非离子型和两性聚丙烯酰胺为絮凝剂,通过沉降试验及赤铁矿表面ζ电位测定来考察聚丙烯酰胺对赤铁矿絮凝沉降行为的影响。结果表明:赤铁矿颗粒与絮凝药剂分子间相互作用方式主要包括静电力、氢键、范德华力、化学吸附等,而ζ电位在这一过程中是否起主要作用以及对这一过程是起促进或者弱化作用主要取决于絮凝剂使用种类、用量和矿浆pH值。试验结果为选择合适絮凝剂更好促进细粒铁精矿沉降提供了理论依据和指导。     

CaO添加顺序对废弃泥浆絮凝效果的影响

针对温州某钻孔灌注桩废弃泥浆进行了沉降柱试验和颗粒分析实验,研究有机絮凝剂APAM以及无机絮凝剂CaO对泥浆沉降性能和颗粒粒径的影响,着重探究了无机絮凝剂CaO的不同添加顺序对有机絮凝剂APAM絮凝效果的影响。结果表明:在较少APAM添加量(10mL)下后添加CaO能增大泥浆的初始沉降量;先添加CaO再添加APAM,不利于APAM絮凝作用的发挥;后添加CaO的情况下,CaO对于最终的絮体粒径的影响主要取决于絮体本身的强度及搅拌强度。     

磁种团聚—高聚合物絮凝

本文研究了磁种团聚和高聚合物絮凝联合处理赤铁矿的新技术。此新技术比单独用磁种团聚或高聚合物絮凝来处理赤铁矿时有更好的选择性，获得的絮团更紧密，更大，强度更高，因此更适宜用重力分选设备（如水力旋流器）进行分选。     

煤泥絮凝过程聚并-破碎效率研究

为了揭示流体剪切对微细煤泥絮凝过程破碎-聚并效率的影响规律，在不同剪切速率和搅拌桨离地高度条件下进行煤泥絮凝试验，并采用聚焦光束反射测量仪实时测定絮凝过程中絮团尺寸变化情况，以絮团平均粒径增长率间接反映絮凝过程聚并-破碎效率。研究结果表明：絮团平均粒径增长率可以反映煤泥颗粒絮凝过程的聚并-破碎效率，依据增长率的变化情况，煤泥絮凝过程可分为聚并阶段、破碎阶段和亚稳定阶段|剪切速率对煤泥絮凝行为有显著影响，在G＜35.89s-1时增大剪切速率，有利于聚并效率和亚稳定阶段时絮团平均粒径的增加|但过高的剪切速率(G＞53.83s-1)将产生较高的湍流耗散率，使絮团破碎效率增大|搅拌桨离地高度对煤泥的絮凝行为有一定影响，在h/H＜1/3时，适当增加搅拌桨离底高度有益于煤泥颗粒生成更大的絮团。     

煤泥絮团分选超净煤的试验研究

为探索处理动力煤选煤厂煤泥的新途径,以动力煤选煤厂煤泥为研究对象,分析了煤泥的性质、煤泥中矿物质的种类和嵌布特征,通过分步释放浮选试验考察了该煤泥的理论精煤产率和灰分,分析了煤泥经超细粉碎后分选超净煤的可行性。基于扩展DLVO（EDLVO）理论,论证了絮团浮选前采取高剪切搅拌的必要性,研究了高速搅拌对颗粒和药剂之间的促进作用。采用絮团浮选方法,对超细粉碎后的煤泥进行了超净煤分选试验,探讨了高剪切搅拌叶轮线速度、搅拌时间、煤泥粒度和非极性油用量与分选效果的关系。试验结果表明,只有在高速搅拌的情况下超细粉碎后的煤泥颗粒才能形成絮团,并且在与药剂作用后,降低了需要输入的搅拌功耗;高速搅拌还可以促进药剂的分散,从而增加药剂与煤颗粒的碰撞概率;若要达到较好的絮团分选效果,需要一定程度的搅拌强度和适当的搅拌时间。当粉碎平均粒度为4.70 μm、非极性油用量为135.24 kg/t、叶轮线速度为12.56 m/s、搅拌时间5 min时,分选出的超净煤灰分达到1.15%,产率为69.23%。     

机械剪切对煤泥絮团结构特性及影响机理的研究

煤泥絮团结构对自身沉降有着显著的影响,针对煤泥水处理过程中存在水流剪切造成絮团结构不一,导致沉降效果不佳等问题,探讨机械剪切对不同分子量絮凝剂所形成的絮团结构的影响和絮凝剂结构的影响。通过PIV粒子测速仪对絮团的跟踪拍摄和分光光度计对上清液的测量,研究机械剪切对絮团结构特性、上清液粒度含量分布及透射比的影响,利用旋转黏度计和扫描电镜(SEM)研究了机械剪切对絮凝剂黏度大小和分子链结构的影响。研究结果表明,机械剪切强度的改变影响絮团的粒径、有效密度、絮凝剂的黏度和分子链结构。机械强度增大使上清液透射比、絮团大小、有效密度出现先增大后减小的趋势,在转速300～400 r/min时,絮团有效密度最大达到673.14 kg/m3,粒径大于0.3 mm含量占比高达96%,上清液透射比达到最大值94.8%,絮团沉降效果最佳。机械剪切强度的提高降低药剂黏度,使得药剂分子链发生断裂,改变了药剂间作用力,降低药剂吸附性能,减小了网捕作用,影响药剂作用效果。在转速200 r/min时,不同分子量絮凝剂的黏度达最大值8.5 m Pa·s,絮凝剂分子链结构表现最为完整。通过改变机械剪切强度,促进煤泥絮团沉降,改善沉降效果,为高效固液分离提供技术支撑。     

细粒方铅矿和闪锌矿的絮团浮选

本文研究了浮选方铅矿和闪锌矿絮团的方法,即所谓的絮团浮选法.通过戊基钾黄药和动能输入引起疏水絮凝.用-20μm单矿物进行微量浮选和絮团粒度测定.研究了pH值、戊基钾黄药的浓度、煤油用量和搅拌强度等参数对絮团浮选的影响.结果表明,絮团浮选效果与絮团粒度密切相关.在优化的操作条件下,方铅矿和闪锌矿的絮团浮选回收率可达到100%,而常规浮选的回收率只有40%.试验还发现,少量的煤油可大幅度改进浮选指标,大量节省戊基钾黄药的用量.还用墨西哥Rey de Plata细粒浸染的铅、锌、银、金和铜矿石进行了絮团浮选试验.试验结果表明,不仅絮团浮选的尾矿有用金属损失低,而且精选效率高,获得的精矿品位和回收率均比常规浮选高得多.前者可能是由于细粒有用矿物回收率高,后者可能是由于絮团形成和添加煤油使有用矿物浮选速度加快.     

弱磁性矿物颗粒在外磁场中的疏水絮凝

本文讨论了外磁场中弱磁性矿物粒子的疏水絮凝现象，作者称之为复合絮。试验结果表明，它比单一的疏水絮凝和磁絮凝强烈得多，作者对外磁场中诱导菱锰矿疏水颗粒间总作用势能进行了计算，并讨论了外磁场中疏水絮凝的影响因素。计算结果表明，单一的外磁场不能形成强烈絮凝，它可以强化疏水絮凝过程，外磁场的作用在于减小以至消除疏水颗粒间总相互作用势能的能垒，从而使絮团过程更容易产生，这正好与试验结果相吻合。     

微细粒赤铁矿-石英体系的选择性絮凝试验研究

通过采用常规絮凝剂和新合成絮凝剂絮凝对单矿物和人工混合矿选择性絮凝试验,得出不同选择性絮凝剂对微细粒赤铁矿-石英体系的絮凝效果优劣顺序为:淀粉丙烯酰胺接枝聚合物＞磺化聚丙烯酰胺＞苛化玉米淀粉,综合考虑品位和回收率指标,以淀粉丙烯酰胺接枝聚合物效果最佳。当淀粉丙烯酰胺接枝聚合物接枝聚合物加入量为3mg/L时,沉降物铁品位为42%,铁回收率为91.42%,当用量为1mg/l时,絮凝沉降物最高品位为45%,相比原矿提高了12个百分点,为采用常规选矿方法进一步分选絮团创造了条件。      

选择性絮凝脱硫分离设备的探索

用常规浮选机作为选择性絮凝的分离设备,探讨了选择性絮凝脱硫的可能性,结果表明,常规浮选机的效果不理想。而目前实验室所用的选择性絮凝设施为一种动静结合的设施,二次富集作用较好。因此需研究开发一种既能使药剂与煤泥充分作用,又能使絮团和分散物完善分离的设备,以提高选择性絮凝脱硫的效果。     

淀粉接枝丙烯酰胺与聚丙烯酰胺对高岭土动态絮凝差异的研究

高岭土等黏土矿的存在是煤泥水沉降效果差的主要原因,目前尚未有关于难沉降煤泥水动态絮凝过程的研究。相较于聚丙烯酰胺（PAM）合成单体的毒性,淀粉接枝丙烯酰胺（SAM）合成的单体可降解性好。为此,以高岭土为研究对象,系统对比了SAM与PAM对高岭土动态絮凝过程的影响。首先,考察了不同SAM与PAM用量下的沉降速度和絮凝效果。随后,通过聚焦光束反射测量（FBRM）和颗粒录影显微镜（PVM）技术研究了高岭土悬浮液在SAM和PAM作用下的不同粒级颗粒数量变化。沉降实验和FBRM-PVM测试结果表明,PAM能够形成更多的+100μm大絮团,使得PAM具有更好的沉降效果;SAM形成的絮团更稳定,对细颗粒的絮凝效果更好。最后,通过FBRM获得的数据,基于Smoluchowski模型计算了PAM和SAM作用下高岭土的絮凝动力学参数,发现PAM作用下的絮凝指数明显高于SAM,同时-30μm和30～60μm颗粒数量的动态变化主导了絮凝动力学中絮团的形成过程。总体而言,PAM可以形成更多的、松散的大絮团,有利于高岭土的快速沉降,但对微细颗粒絮凝效果不佳。相较于PAM,SAM独特的多链立体网状结构,有利于微细颗...