浮选中调整剂

广义而言，浮选过程所使用药剂除捕收剂和起泡剂以外均可称为调整剂。调整剂是控制矿物与捕收剂作用的一种辅助药剂。对于一些复杂的多金属矿石或难选矿石， 合理使用调整剂是获得高指标的关键。调整剂按作用可分为活化剂、抑制剂、矿浆pH 调整剂、分散与絮凝剂四类。究竟属于哪一类,和具体作用条件密切有关。同一药剂在 一定条件下属于活化剂,在另一条件下却属于抑制剂，有时在某一条件下还能同时起两种或更多作用。

活化剂

凡能增强矿物表面对捕收剂的吸附能力的药剂称为活化剂。活化剂一般通过以下 几种方式使矿物得到活化：

① 难溶的活化薄膜在矿物表面生成。当矿物本身很难被某种捕收剂捕收，在活化 剂的作用下矿物表面生成了一层难溶性活化薄膜后能够成功地被捕收。例如：白铅矿 很难被黄药捕收，但经硫化钠作用后，白铅矿表面生成了硫化铅的薄膜后很容易用黄药 浮选。

② 活化离子在矿物表面的吸附。最典型的例子是石英对Ca#+、Ba2+离子的吸附。 纯石英不能被脂肪酸类捕收剂浮选，但石英吸附Ca#+、Ba#+离子后借Ca#+、Ba#+离子对 脂肪酸捕收剂的吸附，就能实现浮选。

③ 清洗矿物表面的抑制性亲水薄膜。如黄铁矿，在强碱介质中矿物表面上生成了 亲水的Fe((H)3薄膜，使之不能被黄药浮选。用硫酸使黄铁矿表面亲水薄膜消失后便 能用黄药浮选。

④ 消除矿浆中有害离子的影响。如硫化矿浮选时，矿浆中存在S²-或HS-离子，硫 化矿往往不能被黄药浮选,只有当这些离子消失并出现游离氧以后才能实现浮选。

以下是实践上常用的活化剂。

1. 硫酸铜及有色重金属可溶性盐

硫酸铜(CuSO₄-5H2O)是实际中最常用的一种活化剂。它可以活化闪锌矿、黄铁 矿、磁黄铁矿和钻镍等硫化矿物的浮选。其他一些重金属可溶性盐，如Hg#⁺、Ag#+、 Pb²⁺、Pd²+、Cd²+等金属离子的可溶性盐也是活化剂。理论上研究最多的是硫酸铜中 Cu²$对闪锌矿的活化作用，普遍认为是在闪锌矿表面生成硫化铜的薄膜：

ZnS)ZnS + Cu^{2 +} — ZnS)CuS + Zn^{2 +}

Cu²⁺之所以能取代闪锌矿表面Zn²⁺是因为Cu²⁺和Zn²⁺的离子半径相近且硫化铜 的溶度积比硫化锌小。未被活化的闪锌矿很难被黄药浮选，生成硫化铜外表后就很容 易用黄药浮选。但硫酸铜要适量，过量时将活化硫化铁,使浮选选择性降低。硫酸铜一 般配成5%~10%溶液使用，用量为0.25~0.75kg/(t原矿)。输送管道一般用铅管不能 用铁管，以免腐蚀。

2. 碱土金属和部分重金属的阳离子

属于这一类的活化剂有:Ca²⁺，Mg²⁺、Ba²⁺、Fe²⁺等金属阳离子。当使用脂肪酸类 捕收剂时,这些离子可活化石英和其他硅酸盐矿物的浮选。研究较多的是Ca²⁺、Ba^{2 +} 等对石英的活化作用。纯净的石英在中性或碱性介质中表面呈负电性,不能吸附脂肪 酸类捕收剂，但经Ca²⁺、Ba²⁺等金属离子活化后，石英便可吸附脂肪酸类捕收剂而浮 出。

Ca#+、Ba2+等金属离子活化石英的机理过去认为是Ca#+、Ba2+等在石英表面吸附 的结果。近代的研究表明，起活化作用的主要是金属的氢氧络合离子MeOH⁺在矿物表 面的进一步吸附。

3. 可溶性硫化物

包括硫化钠(Na₂S-9H₂O)，硫氢化钠、硫化氢及硫化钙等，最常用的是硫化钠。硫化 物的主要作用有:①活化多种有色金属氧化矿的浮选，这种作用也称为硫化作用;②抑 制各种硫化矿物;③解吸硫化物表面上的捕收剂，用在硫化矿浮选时混合精矿的脱药; ④调整矿浆pH值。硫化钠溶解于水后，相当于在水中加入Na$、OH0、HS0、S²0离子和 H#S分子。一般认为硫化钠对矿物的活化作用主要是由于HS0和S²-作用的结果。

有色金属氧化矿，如孔雀石、铅矶、白铅矿等直接用黄药不能浮选，但与硫化钠作用 后却能很好地用黄药浮选。因此，对有色金属氧化矿来说，硫化钠是不可缺少的活化 剂，亦称之为硫化剂。硫化钠对有色金属氧化矿的活化作用是由于在硫化钠的作用下 在矿物表面生成了硫化物薄膜。

4. 无机酸、碱

有时使用硫酸、苛性钠、苏打等作为活化剂。它们的主要作用是清洗掉矿物表面的 氧化膜或粘附的矿泥。如黄铁矿表面存在氢氧化铁亲水薄膜时失去可浮性，用硫酸清 洗掉薄膜后黄铁矿恢复可浮性。被石灰抑制的黄铁矿或磁黄铁矿，用苏打可以活化它 们的浮选，原因是使矿物表面吸附钙生成的CaCO*沉淀自矿物表面剥落，露出新鲜的表 面以吸附黄药离子实现浮选。

抑制剂

凡能够破坏或削弱矿物对捕收剂的吸附，增强矿物表面亲水性的药剂称之为抑制 剂。它通过以下三种方式抑制矿物：

① 从溶液中消除活化离子作用。如某些矿物在活化离子的作用下可以实现浮选, 若将这些活化离子消除就使矿物达到抑制。例如石英在Ca抖、Mg2 +离子的活化下才 能被脂肪酸类捕收剂浮选,若在浮选前加入苏打，使Ca²+、&/$离子生成不溶性盐的沉 淀,消除了 Ca²+、&/$离子的活化作用，可使石英失去可浮性。

② 消除矿物表面的活化薄膜。如前所述，闪锌矿表面生成硫化铜薄膜后可用黄药 浮选，当硫化铜薄膜被氰化物溶解后闪锌矿就失去可浮性，从而达到抑制的目的。

③ 在矿物表面形成亲水的薄膜，提高矿物表面的水化性，削弱对捕收剂的吸附活 性。形成抑制性亲水薄膜有几种情况:第一，形成亲水的离子吸附膜。例如矿浆中存在 过量的HS^-、S^2-离子时，硫化矿物表面可吸附它们形成亲水的离子吸附膜;第二，形成 亲水的胶体薄膜。例如水玻璃在水中生成硅酸胶粒，吸附于硅酸盐矿物表面，形成亲水 的胶体抑制薄膜;第三，形成亲水的化合物薄膜。例如方铅矿被重铬酸盐抑制，在矿物 表面生成亲水的PbCrO₄抑制薄膜。

上述这些作用有时并不孤立存在。某些药剂往往同时通过几方面作用的配合才能 有效地实现对矿物的抑制。以下是几类常用的抑制剂。

1. 硫化钠及其他可溶性硫化物

硫化钠和其他可溶性硫化物是有色金属氧化矿的活化剂，但用量过多时被活化的 矿物又被抑制。硫化矿物浮选时加入硫化钠，很多矿物受到抑制。瓦克和他的同事们 研究了硫化钠对不同硫化矿物的抑制作用。研究表明，硫化矿物的抑制作用决定于硫 化钠本身的浓度和介质的pH值，即主要和溶液中HS-浓度有关。瓦克认为，硫化钠的 抑制作用在于HS-离子在硫化矿和黄药阴离子间进行竞争,HS&浓度达到临界值时，矿 物被抑制。

硫化钠在矿浆中易氧化,浓度不易控制，对矿物的抑制往往带有时间性，故实践上 很少釆用单一的硫化钠作为硫化矿物的选择性抑制剂。目前硫化钠主要用于下述三种 情况:①多金属硫化矿混合精矿的脱药;②铜一铝分离时用于抑制黄铜矿及其他硫化 物,用煤油浮选辉铝矿;③铜一铅混合精矿的分离。

2. 氰化物

氰化物是闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿的有效抑制剂。过去广泛应用于铜锌、铅锌及铜 铅锌多金属硫化矿石的浮选。近年由于环保，很多已放弃使用，仅少数分离工艺复杂的 尚在使用。常用的有氰化钾(KCN)和氰化钠(NaCN)。

氰化物毒性很强，易溶于水，其水解产物HCN易挥发，剧毒。在浮选过程中起抑制 作用的是CN^-离子。所以氰化物只能在碱性矿浆中使用，这样不仅能降低其耗量和毒 性，并能增强抑制作用。氰化物对矿物的抑制作用，可以归纳为如下几个方面：

① 消除矿浆中的活化离子，防止矿物被活化。

② 除去矿物表面活化离子，降低捕收剂的作用能力。

③ CN^-吸附在矿物表面，增强矿物的亲水性，并阻止矿物表面与捕收剂作用。

④ 溶解矿物表面的磺酸盐捕收剂薄膜。

因氰化物有剧毒，保存、使用必须有严格的制度。尾矿水排放必须符合国家标准。

3. 硫酸锌(ZnSO₄-7H₂O)

硫酸锌是白色晶体，易溶于水，是闪锌矿的抑制剂，只有在碱性矿浆中才有抑制作 用，矿浆pH值越高其抑制作用也就越强。硫酸锌在碱性矿浆中生成氢氧化锌Zn(OH)₂ 胶体，一般认为硫酸锌的抑制作用主要是由于生成的氢氧化锌的亲水胶粒吸附在闪锌 矿表面，阻碍了矿物表面与捕收剂的作用。单独使用硫酸锌对闪锌矿的抑制作用较弱, 通常与其他抑制剂配合使用。实践上硫酸锌常与氰化物联用，这样不仅加强了抑制作 用，而且节省了氰化物用量。一般常用的氰化物与硫酸锌的用量比为1：2~1：10。

近代无氰(不用氰化物)工业的发展，使硫酸锌与氰化物联合应用制度已很少釆用。 目前的应用主要有:①在碱性介质中单独应用硫酸锌;②硫酸锌与碳酸钠合用；③硫酸 锌与亚硫酸合用作为闪锌矿与黄铁矿的抑制剂。

4. 二氧化硫、亚硫酸及其盐类

这类药剂包括二氧化硫气体（SO#）、亚硫酸（H2SO3）、亚硫酸钠（Na₂SO₃）和硫代硫酸 钠（Na#S#O3），主要作为闪锌矿和硫化铁的抑制剂。用这类药剂代替氰化物也是目前研 究的重要课题。由于这类药剂无毒，不溶解金等贵金属，所以应用日益广泛。目前主要 应用于以下几种情况：

① 铅一锌分离:二氧化硫或亚硫酸和石灰、硫酸锌配合，抑制闪锌矿浮选方铅矿。

② 锌一硫分离:用亚硫酸盐抑制硫化铁，活化闪锌矿，进行锌一硫分离。

⑧铜一铅分离:但铜一铅混合精矿的分离通常是一个困难的问题。

④ 铜一锌分离:用亚硫酸或其盐抑制闪锌矿、浮选铜矿物应用广泛。为提高对闪锌 矿的抑制，常配合少量氰化物或硫酸锌。

使用时注意用量:量少抑制作用不充分，量多又会抑制方铅矿与黄铜矿。因so#- 或S#O#^-会氧化生成SO#^-而失效，一般釆用分段加药。亚硫酸法对于一般不含或少含 次生铜矿物的多金属铜一锌或铅一锌矿石的分离是一种有前途的方法。

5. 重铬酸盐

重铬酸钾K#Cr#O₇或重铬酸钠Na#Cr#O₇是方铅矿的有效抑制剂，对黄铁矿也有抑 制作用。在多金属硫化矿浮选中，重铬酸盐主要用于铜一铅混合精矿分离时抑铅浮铜。 例如重铬酸盐在弱碱性矿浆中生成铬酸离子，铬酸离子化学吸附在方铅矿表面，生成难 溶而亲水的铬酸铅薄膜，使方铅矿受到抑制。

重铬酸盐或铬酸盐都是强氧化剂，为促使方铅矿表面的氧化，要进行较长时间搅拌 （30min~lh）o由于铬盐对环境的污染，目前已限制使用。

6. 水玻璃（Na#O- mSiO#）

水玻璃是非硫化矿浮选时最常用的一种调整剂，它既是硅酸盐脉石矿物的抑制剂 又是矿泥的分散剂。水玻璃又称硅酸钠，化学组成Na#O^- mSiO#, m为模数，一般为2 ~ 4.5。模数过高不易溶解，模数过低则抑制、分散作用不强。选矿上常用的水玻璃模数 为#~3左右。

水玻璃是由强碱和弱酸构成的盐,在水中可水解，矿浆呈碱性，形成大量SiO#^-、 HSiO；^-、H8和OH^-离子，各种离子的含量视溶液的浓度、pH值及水玻璃的模数而定。 对Na#O-3SiO#的水玻璃溶液，当浓度为lmg/L, pH < 8时未解离的H#SiO₃分子占优势; pH = 9~l3 时 HSiO；^-占优势;pH>l3 时 SiO#^-占优势。

水玻璃的抑制作用主要是由水化性很强的HSiOj离子和硅酸分子及胶粒吸附在 矿物表面，使矿物表面呈强亲水性。硅酸胶粒在矿物表面的吸附一般认为是物理吸附。 另外，硅酸离子（SiO#^-、HSiO3^-）和H8、OH^-为石英及硅酸盐矿物的定位离子，因而水玻 璃可以强烈地增强石英及硅酸盐矿物的负电位，使带有相同电荷的粒子互相排斥，处于 稳定的分散状态。水玻璃对矿泥的分散作用也可用同样的机理加以解释。

水玻璃的抑制作用与用量密切相关:用量小时有选择性，用量大时失去选择性。为 提商其选择性，常釆用的措施有:①与苏打配合使用;②与多价金属阳离子配合使用；③加温处理。使用时一般配成5% - 10%溶液，用量0.2 - 2kg/（t原矿），作矿泥分散剂时 用量约1.0kg/（t矿泥）以下。