中国粉体网讯 随着粗粒嵌布矿产资源的日益消耗，微细粒资源逐渐成为矿产资源开发利用的主体。
微细粒矿物浮选，难在哪里？
当矿物粒度达到微细粒（通常为−15μm）或超细粒（通常为−10μm）级别时，这类矿物颗粒因粒度细微、质量轻、比表面积大且界面能高的固有特性，在常规浮选工艺中，与气泡的有效碰撞概率大幅降低，颗粒与气泡的附着强度也显著减弱，最终导致目标矿物的浮选回收率偏低，严重制约了矿产资源的综合利用效率。
微细粒矿物浮选技术
目前国内外针对微细粒矿物浮选的相关研究工作在方向上主要分为两大类，即增大微细粒矿物颗粒的“表观粒径”和减小浮选气泡的尺寸。通过这两种技术手段，可以有效解决微细粒矿物浮选中的颗粒脱附、碰撞概率低等难题。
增加微细粒矿物颗粒“表观粒径”的核心原理是依托高分子絮凝和疏水团聚，增强微细粒疏水矿物颗粒的聚集和絮凝作用，使得原本难以通过常规浮选设备回收的细小颗粒达到足够的大小以便有效回收。主要可分为两大类：药剂调控技术、矿浆条件优化技术。第一类以絮凝浮选、选择性絮凝浮选、油团聚浮选为代表；第二类有剪切絮凝浮选、载体浮选、电化学调节技术。
减小浮选气泡的尺寸就是采用微小气泡对微细粒矿物进行浮选。微纳米气泡浮选技术通过减小气泡尺寸，显著提高气泡的比表面积，增加矿-泡的碰撞和附着概率，非常适用于微细粒矿物的捕集。根据生成原理来划分，有空化法、溶气释气法、溶液替换法、微孔曝气法、水溶液电解法等。
常规浮选和纳米气泡浮选差异示意图
微细粒矿物浮选设备
浮选柱
浮选柱是一种常见的微细粒浮选设备，目前常使用的是由加拿大CPT公司生产的CPT浮选柱以及Jameson浮选柱。而新型浮选柱有很多种类，如充填式浮选柱、旋流充气浮选柱、磁力浮选柱以及电浮选柱。
（1）充气式浮选柱
传统充气式浮选柱：也称为喷枪发泡浮选柱，其实现细粒矿物浮选分离的基本原理是逆流矿化，即利用自下而上运动的大量的微气泡与自上而下运动的矿物颗粒互相碰撞，实现细粒矿物的高效富集浮选。
充填介质浮选柱：是在充气式浮选柱的基础上研制而成的，其浮选分离的原理与充气式浮选柱相似。但是，与传统的充气式浮选柱相比，充填介质浮选柱内部设有大量狭窄且曲折的通道。这一结构迫使气体形成均匀且分散的微气泡，同时使矿物颗粒与微气泡的碰撞概率显著增加，从而大幅度提升了矿化效率。
常规浮选柱、筛板充填式浮选柱和混合充填式浮选柱内矿浆流动方式
（2）管流矿化式浮选柱
管流矿化是利用狭小管道空间内的强紊流作用，实现气泡与矿物颗粒高效矿化的技术。在强紊流流场中，空气经高强度剪切生成大量的微纳米气泡并在紊流的作用下与矿物颗粒发生高效的碰撞和黏附。这一过程可显著提升微细粒矿物浮选的矿化效率和回收效果。
射流浮选柱：是一种以管流矿化为基础的微细粒浮选设备，其中最典型的代表为Jameson浮选柱。
Jameson浮选柱结构示意图
旋流−静态微泡浮选柱：是一种融合旋流分选、管流矿化、逆流矿化的高效微细粒浮选柱。该浮选柱通过构建弱紊流和强紊流相结合的流场环境，不仅降低了浮选粒度下限，还有效提升了微细粒矿物的浮选速率；因此，其在微细粒矿物浮选中可表现出更优异的选择性和浮选回收效果。
旋流−静态微泡浮选柱结构示意图
浮选机
用于微细粒矿物浮选的浮选机根据功能和设计的不同也分为多种，具有代表性的是改造的机械搅拌式浮选机、溶气浮选机、电解浮选机等。
WXFI微细粒浮选机结构示意图
超声波浮选装置
超声波浮选装置通过超声空化或超声波驻波技术，利用声波对矿浆中气泡和颗粒的聚集进行调控，既可以加速微纳米气泡的生成，又能通过产生平行传播的超声波，形成特定的声场，促进气泡和矿物颗粒的聚集，是一种新型的浮选装置。
浮选耦合装置
耦合装置也是一种新型浮选装置，但并不是一体化设备，而是由多种独立设备和浮选技术的组合，也能达到优化微细粒矿物的浮选效果。
如EFD空腔谐振式浮选柱是一种适用于微细粒矿物浮选的溶气−空化耦合浮选装置；结合机械搅拌与射流耦合调控的优势，研制出了射流−搅拌耦合浮选设备。
射流−搅拌耦合浮选设备
小结
微细粒浮选的核心机理涉及矿-泡碰撞、附着和药剂吸附。未来的发展应注重多技术的协同应用，优化浮选设备结构，开发新型设备，解决相关技术装备障碍以提升微细粒矿物的分离效率。
参考资料：
邹勤等.微细粒矿物浮选综述：浮选设备结构设计与流场调控
冯博等.微细粒矿物浮选研究进展:机理、技术、设备及检测方法
任浏祎等.微泡强化微细粒矿物浮选研究进展
（中国粉体网编辑整理/黑金）
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