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常用的起泡剂

2020-05-12 22:5310070
        对常用的起泡剂一般有如下几点要求:①用量较低时,能形成量多、分布均匀、大小 合适、韧性适当和粘度不大的气泡;②应有良好的流动性,适当的水溶性,无毒,无臭,无 腐蚀,便于使用,价廉来源广;③无捕收性能,对矿浆pH变化和矿浆中的各种组分有较 好的适应性。

现对常用的一些起泡剂介绍如下:

      1. 松油

将松树的根和枝干经过干馏或蒸馏制得的油状物称之为松油。它是含萜烯类挥发 油的混合物,其主要成分是a-萜烯醇(占55% -60%),其次为萜醇、仲醇和醚类化合 物。松油为淡黄色或棕色,具有松香味,相对密度0.9-0.95,起泡能力较强,一般无捕 收能力,用量一般为10~60g/t。当含有一些杂质时,则具有一定的捕收能力,如可以单 独使用松油浮选辉铝矿、石墨和煤等。

由松油生成的泡沫较粘,选择性较差及来源有限,它逐渐已被2号油代替。
   
      2.樟树油

用樟树的枝叶或根经干馏得樟脑油,经过170 - 2202,200 - 2702, >2702分馏, 分别得到白油、红油、蓝油。其中白油可以代替松油作起泡剂。当精矿质量要求较高和 优先浮选时,可用白油代替松油,其选择性比松油好,红油生成的泡沫较粘。蓝油既有 起泡性又有捕收性,多用于选煤或同其它类起泡剂配合使用。

       3.桉树油

将桉树的枝叶用水蒸汽蒸馏而得。主要成分是桉叶醇C10H18O,含量占50% - 70%。桉树油一般为无色或带淡黄色的油状液体,相对密度0.8668 - 0.930(152)。其起泡性能较松油弱,泡沫性脆,选择性较好。

以上三种天然起泡剂,目前从全国来看已很少使用,但可结合各地具体经济条件, 当来源可靠或合成起泡剂供不应求时,仍可考虑应用。

      1. 松醇油

又名2号油,是我国浮选厂应用最广泛的一种起泡剂。它是以松节油为原料,硫酸 作催化剂,酒精或平平加(一种表面活性剂)为乳化剂的参与下,发生水解反应制取的。

松醇油中萜烯醇含量为50%左右,尚有萜二醇、烃类化合物及杂质。它是淡黄色 油状液体,有刺激性作用,相对密度为0.9 ~ 0.915,可燃,微溶于水,在空气中可氧化,氧 化后,粘度增加。

松醇油起泡性强,能生成大小均匀、粘度中等和稳定性合适的气泡。当其用量过大 时,影响浮选指标。

       2. 甲酚(甲酚酸)

甲酚是炼焦副产品,实际上是酚(C6H5OH )、甲酚(CH3C6H4OH )和二甲酚 Uch32c6h3oh^的混合物。酚易溶于水,但无起泡性。甲酚的三种异构体(邻甲酚、间 甲酚和对甲酚)中,间甲酚的起泡性最好,二甲酚能形成稳定的泡沫,但难溶于水

甲酚酸的起泡性较松油弱。纯的高级甲酚酸能形成较脆的泡沫,选择性好,适于多 金属矿石的优先浮选。甲酚酸虽难溶,但因浮选时釆用的浓度很低,故可溶于水。它有 毒,易燃,使用时应注意皮肤与眼睛的防剂。

调整剂按其在浮选过程中的作用可分为抑制剂、活化剂、介质pH调整剂、矿泥分 散剂、凝结剂和絮凝剂。

调整剂包括各种无机化合物(如盐、碱和酸)、有机化合物。同一种药剂,在不同条 件下,往往起不同的作用。

调整剂是控制矿物与捕收剂作用的一种辅助药剂。浮选过程经常是在捕收剂和调 整剂的良好配合下才能获得高的技术指标。对于一些复杂的多金属矿石或难选矿石, 选择合适的调整剂,往往是获得高指标的关键。

抑制剂

抑制剂对矿物的抑制作用,是通过以下几种方式达到的:

(1) 从溶液中消除活化离子

某些矿物在活化离子的作用下可以实现浮选,如将这些活化离子消除可使矿物达 到抑制。例如,石英在Ca2+、Mg$+离子活化下才能被脂肪酸类捕收剂浮选。在浮选前 加入苏打,使C2% .Mg2"生成不溶性盐沉淀,消除了 Ca2( .Mg2%的活化作用,从而使石英 失去可浮性。

(2) 消除矿物表面的活化薄膜

例如,闪锌矿表面生成了硫化铜薄膜可用黄药浮选。当硫化铜薄膜用氰化物溶解 以后,闪锌矿就失去了可浮性,达到对闪锌矿的抑制。

(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。亲水薄膜有三种:①形成亲水的离子吸附膜。例如,硫化钠对于硫化矿的抑制作 用,即是硫化钠在矿浆中解离所生成的HS(、S2"阴离子吸附在硫化矿表面上,形成亲 水的离子吸附膜,阻止矿物与捕收剂作用。②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,形成亲水的胶体薄膜达到抑制。③形成亲水 的化合物薄膜。例如,方铅矿被重铬酸盐抑制,在矿物表面上生成亲水的PbCrO4薄膜。

上述这些作用有时并不是孤立存在的。某种药剂往往是同时通过几方面的作用配 合,才能实现有效地抑制。

抑制剂种类繁多,作用形式也多种多样,下面对一些较重要的抑制剂逐一介绍:

1.石灰(CaO)

石灰有强烈的吸水性,与水作用生成消石灰Ca(OH)。是一种强碱,可以使矿浆 pH值提高到11-12以上。石灰是黄铁矿、磁黄铁矿的抑制剂,其抑制作用有两方面: 一是OH"的作用,二是Ca2%的作用。黄铁矿与磁黄铁矿在碱性介质中矿物表面可以生 成氢氧化铁亲水薄膜。当有黄药存在时,黄药阴离子和OH"发生竞争。提高矿浆pH 值可以加强对硫化铁矿物的抑制作用。Ca2%可以在黄铁矿表面生成CaSOo难溶化合 物,也可起到抑制作用。

石灰对方铅矿,特别是表面略有氧化的方铅矿有抑制作用。因此,从多金属硫化矿 中浮选方铅矿时,常釆用碳酸钠调节矿浆pH。如果由于黄铁矿含量较高,必须用石灰 调节矿浆pH时,应注意控制石灰的用量。

浮选中当石灰用量很大时,也可作为锌及某些铜矿物的抑制剂。它对金有抑制作 用,对硫化银矿不抑制。石灰还可以抑制硫化钠的硫化作用,在阳离子捕收剂时,可抑 制硅酸盐类脉石矿物。石灰是石英的活化剂。

石灰对起泡剂的起泡能力有影响,如松醇油类起泡剂的起泡能力,随pH的升高而 增大,酚类起泡剂的起泡能力,则随pH的升高而降低。

石灰本身又是一种凝结剂,能使矿浆中微细颗粒凝结。因而,当石灰用量适当时, 浮选泡沫可保持一定的粘度;当用量过大时,将促使微细矿粒凝结,而使泡沫粘结膨胀, 影响浮选过程的正常进行。

使用脂肪酸类捕收剂时,不能用石灰调节pH。因为这时会生成溶解度很低的脂肪酸钙盐,消耗掉大量的脂肪酸,并且会使过程的选择性变坏。

生产中,石灰常先配制成石灰乳水溶液,再加入浮选矿浆中。

2. 氰化物

实践中常用的氰化物有氰化钠(NaCN)和氰化钾(KCN)。氰化物是闪锌矿、黄铁矿 和黄铜矿的有效抑制剂。氰化物易溶于水,在水中可以水解,生成氢氰酸(HCN)和 CN":

NaCN !"Na+CN"

CN - + H20 !"HCN + OH -

水解产物HCN易挥发,剧毒,能损害人的健康。在浮选过程中,起抑制作用的是 CN-离子。在碱性矿浆中,提高CN(浓度,有利于抑制。因此,使用氰化物,必须保持 矿浆的碱性。

含次生铜矿物及受氧化的多金属硫化矿浮选时,因矿浆中有大量铜离子,此时铜离 子会按下列反应消耗氰化物,因而使氰化物抑制效果变差:

2Cu2S + 4NaCN = 2Na2S + 2Cu2( CN)2

2CuS + 4NaCN = 2Na2S + Cu2( CN)2 )( CN)2
C+2( CN)2 + 2CN- — 2Cu( CN))

矿石中含有金、银等贵金属时,最好不用氰化物,因为氰化物能溶解金和银。

氰化物易溶于水,使用时可配成1% ~2%的水溶液加入。

氰化物是剧毒的药剂,近年来由于环境保护的严格要求,我国很多选厂已放弃使用 它。多数有色金属矿浮选厂已不用氰化物或仅用少量氰化物,少数选厂由于分离工艺 的复杂性,尚放弃不了氰化物。

3. 硫酸锌(ZnSO4-7H2O,皓矶)

其纯品是白色晶体,易溶于水,是闪锌矿的抑制剂。硫酸锌只有在碱性矿浆中才有 抑制作用,矿浆pH越高其抑制作用也就越强。硫酸锌在碱性矿浆中能生成氢氧化锌 〔Zn(OH)2)胶粒,反应如下:

ZnSO4 + 2NaOH = Zn( OH)2 ) Na2SO4

一般认为,硫酸锌的抑制作用,主要是由于生成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,实践上常与氰化物联合应用。这样做 不仅可加强对闪锌矿的抑制作用,而且可减少氰化物的用量。一般常用的比例为:氰化 物:硫酸锌=1:2~5。

氰化物与硫酸锌联合应用对闪锌矿的抑制作用可以认为,闪锌矿表面的硫化铜活 化薄膜首先被氰化物溶解,矿浆中CN-离子与Zn2)离子作用生成的氰化锌Zn(CN)2胶 体以及在碱性矿浆中所生成的Zn(OH)2胶体,进一步吸附于闪锌矿表面,加强了对闪 锌矿的抑制作用。

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