137. 氤化物在浮选中起何作用,有何缺点,使用时应注意什么?
氰化物是有色金属硫化矿浮选分离的重要的抑制剂。常用来抑制闪锌矿、黄铁矿、 黄铜矿等硫化矿物。浮选常用的氰化物是氰化钠和氰化钾,有时也用铁氰化物。氰化 物的抑制效果很好,但存在以下两大缺点:
(1) 有剧毒,使用时应注意:①必须在碱性矿浆中使用。氰化物在水中解离后水解, 会产生氢氰酸,反应式如下:
解离
NaCN +CN"
水解
CN - + H"0 ^HCN + 0H -
(氢氰酸)
氢氰酸的沸点很低,只有26.52,在常温下就可以挥发成剧毒气体,严重危害人 体。从水解反应可以看出,只有保证矿浆呈碱性,平衡才会向左转移,使氢化钠以CN- 离子状态存在,防止氢氰酸的生成。另一方面,只有氰化物以CN-状态存在,才能有效 地发挥抑制作用。②对尾矿水要进行处理。可以加强氧化剂(如氯气、漂白粉等)处理, 使尾矿水中的氰化物分解失效,达到国家排放标准。
(2) 溶解金、银等贵金属,会造成矿物中贵金属的流失。
鉴于氰化物有以上两种缺点,在浮选中尽可能不使用它或少使用它。可以用亚硫 酸盐、硫代硫酸盐、硫酸锌等代替其抑制作用,但这些代用品的抑制效果往往比不上氰 化物。
146 •使用氤化物进行矿物分选时,如何掌握几个具体问题?
在使用氰化物进行矿物分选时,应注意掌握以下几个具体问题:
(1) 氰化物对不同的硫化矿抑制力不同,可以分为三类:第一类,对铅、铋、锡、锑、砷 的硫化矿物基本没有抑制能力;第二类,对汞、镉、银、铜的硫化矿物有抑制力,但抑制力 不是太强,使用氰化物抑制这些矿物时,氰化物的用量要大;第三类,对锌、镍、金、铁的 硫化矿物抑制力强,用较少的氰化物即可抑制。这样,当第一类与第三类进行分选时, 用较少的氰化物即可分离,效果最好。例如铅、锌分离时用氰化物抑制闪锌矿。第一类 与第二类分选时,也可以釆用氰化物,但用量要大。例如,铜铅混合精矿分离时用氰化 物抑制铜矿物。第二类与第三类分选时,如果釆用氰化物,则需要严格控制氰化物的用 量,如果用量过大,则两者都受到抑制。例如,铜锌分离时,用氰化物抑制铜矿物。
(2) 生产实践表明,氰化物对某种矿物的抑制作用与该矿物的成分、结晶构造、成因 等因素有关。例如,高温、中温热液矿床中的黄铁矿,且硫与铁的比接近2时,容易被氰 化物抑制。低温热液矿床中的黄铁矿,且硫与铁的比偏离2时,不易被氰化物抑制,有 时甚至出现反常现象,即起活化作用。
(3) 铁氰化钾(赤血盐)和亚铁氰化钾(黄血盐)是次生硫化铜矿物的抑制剂。在铜 铝混合精矿分离中可以用来抑铜浮铝。在铜锌分离时,当闪锌矿被次生铜矿物产生的 铜离子活化,用氰化钾(钠)抑制效果不好时,可釆用亚铁氰化钾在pH = 6 ~ 8的矿浆中 抑铜浮锌。其抑制作用是铁氰根(或亚铁氰根)在次生铜矿的表面生成铁氰化铜(或亚 铁氰化铜)的络合物胶体,使得铜矿物表面亲水而受到抑制。
147. 氤化物为什么能抑制闪锌矿?
氰化物是闪锌矿有效的抑制剂。它对闪锌矿的抑制作用是多方面的,具有抑制作 用的典型性。它主要通过以下四个方面对闪锌矿产生抑制作用:
(1) 形成亲水性薄膜。闪锌矿表面吸附CN/之后,在矿物表面形成亲水性的氰化 锌,使闪锌矿受到抑制。
(2) 去活作用。当闪锌矿表面吸附Cu21后,会对闪锌矿起活化作用。使用氰化物 后,CN/能与闪锌矿表面的Cu21作用形成溶于水的铜氰络离子,把Cu21从闪锌矿表面 解吸下来,消除了 Cu21对闪锌矿的活化作用,降低了闪锌矿的可浮性。
(3) 防活作用。如果矿浆中有Cu2存在,Cu21会吸附于闪锌矿表面起活化作用。而 氰化物可以与矿浆中的Cu21形成沉淀或稳定的络合物,防止Cu21对闪锌矿的活化。如 果在磨矿过程中把氰化物放入球磨机中,这种作用的效果会更好,氰化物可及时把溶解 于矿浆的Cu21沉淀或络合,防止Cu21吸附于闪锌矿产生的新鲜表面。
(4) 解吸捕收剂。如果闪锌矿表面已经被黄药作用,氰化物可以把吸附于闪锌矿表 面的黄药解吸下来,使闪锌矿进一步受到抑制。
148. 采用亚硫酸及其盐类作为抑制剂应该注意什么事项?
亚硫酸、亚硫酸钠、硫代硫酸钠及二氧化硫气体可以代替氰化物抑制闪锌矿和黄铁 矿。尽管其抑制力不如氰化物,但它们具有无毒、不溶解贵金属的优点,且被它们抑制过的矿物容易活化,还有对硫化铜矿物抑制力弱、有利于铜锌分离,因此在生产中也常 常使用。但在使用中应注意如下事项,才能保证抑制效果。
(1) 严格控制矿浆的pH值。亚硫酸及其盐类受pH值的影响比较敏感。在pH = 5 &7时,对闪锌矿、黄铁矿有较好的抑制效果。如果pH = 4时,则铜、铅、锌的硫化矿都 被抑制。而pH = 8时,对闪锌矿的抑制力就明显变差。因此使用这类药剂时,要严格 控制矿浆的pH值范围。
(2) 严格控制用量。用量小时,抑制作用不强,用量大时,不仅闪锌矿和黄铁矿被抑 制,连方铅矿和黄铜矿也将受到抑制。对某种矿石适宜的用量需由试验确定。
(3) 严格控制调浆时间。亚硫酸及其盐类易被氧化,如果调浆时间太长,会被氧化 成硫酸盐而失效。但调浆时间也不能太短,太短则抑制作用不充分。在生产现场,为防 止其氧化,一般釆用分段加药的方法。
(4) 为了提高它们的抑制效果,可与其他药剂配合使用,抑制黄铁矿时可配合石灰, 抑制闪锌矿时可配合硫酸锌或硫化钠。
(5) 当使用亚硫酸和二氧化硫气体时,可使矿浆呈酸性,黄药易被分解。尽可能改 用不易在酸性矿浆中分解的捕收剂。如果用黄药,则尽可能使用高级黄药(因高级黄药 在酸性矿浆中分解得慢)。
149. 采用重铬酸盐抑制方铅矿应注意什么?
重铬酸盐是方铅矿有效的抑制剂。主要用于铜铅混合精矿分离时抑铅浮铜。常用 的是重铬酸钾和重铬酸钠,其中又以重铬酸钾用得最广。在使用重铬酸盐抑制方铅矿 时,应注意如下几点:
(1) 重铬酸盐对于被铜离子活化了的方铅矿抑制力差。当铜铅混合精矿中含有次 生的易氧化的硫化铜矿物(如辉铜矿、斑铜矿、铜兰等)时,不能用重铬酸盐抑铅浮铜进 行分离。因为这些次生的硫化铜矿物易被氧化,氧化后会向矿浆中溶解铜离子,对方铅 矿产生活化,影响重铬酸盐对方铅矿的抑制力。在这种情况下可以改用氰化物抑铜浮 铅,实现铜铅分离。
(2) 搅拌时间要长。因为重铬酸盐只对表面氧化的方铅矿才有抑制作用,因此用重 铬酸盐抑制方铅矿时,搅拌时间要长(30min以上,有时需1h以上),促使方铅矿表面氧 化,才能有效地抑制方铅矿。
(3) 用重铬酸盐抑制方铅矿进行铜铅混合精矿分离时,由于重铬酸盐不能解吸方铅 矿表面的黄药,因此,分离前一般先对混合精矿进行脱药(可用活性碳),然后再加入重 铬酸盐抑制方铅矿,以提高抑制效果。
(4) 用重铬酸盐抑制方铅矿,适宜的pH值一般为7.4~8o
(5) 由于重铬酸盐对方铅矿的抑制力很强,方铅矿一旦被其抑制,就很难活化,所以 在多数情况下,方铅矿被抑制后,就不再活化了。
150. 硫化钠在浮选中起何作用?
硫化钠(Na'S)在硫化矿的浮选中是经常使用的一种药剂,它的作用主要有如下三 个方面:
(1) 是大多数硫化矿的抑制剂。当用量大时,它可以抑制绝大多数的硫化矿。它抑 制硫化矿的递减顺序大致为:方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、斑铜矿、铜兰、黄铁矿、辉铜矿。 由于辉铝矿的天然可浮性很好,所以硫化钠不能抑制它。利用这一点,当浮选辉铝矿 时,可以用Na2S来抑制其他的硫化矿。
(2) 是有色金属氧化矿的硫化剂。有色金属氧化矿不能直接被黄药捕收。但如果 用黄药浮选前先加入硫化钠与有色金属氧化矿作用,则可以在矿物的表面产生一层硫 化矿的薄膜。黄药就可以对其捕收了。硫化钠的这种作用称为硫化作用,即它可以作 为有色金属氧化矿的硫化剂。例如,硫化钠对白铅矿和孔雀石的硫化反应一般认为是:
PbCO3 ]PbC,3 + 2Na2S / PbCO3 ]PbS + 2Na2CO3
(白铅矿) 表面 (白铅矿) 硫化表面
CuCO3 - Cu( OH)2]CuCO3 - Cu( OH)2 + 2Na2S /
(孔雀石) 表面
CuCO3 - Cu( OH)2 ]2CuS + 2NaOH + Na2CO3
(孔雀石) 硫化表面
白铅矿与硫化钠作用后,表面颜色由白变深。孔雀石与硫化钠作用后,表面颜色由 绿变暗黑,说明硫化后,这两种矿物表面生成了与矿物不同的硫化物薄膜。然后,就可 以用黄药捕收了。
(3) 是硫化矿混合精矿的脱药剂。硫化钠用量大时,能解吸吸附于矿物表面的黄药 类捕收剂。所以,硫化钠可以作为混合精矿分离前的脱药剂。如铅锌混合精矿或铜铅 混合精矿分选前,可以将矿浆浓缩,加入大量硫化钠脱药,然后洗涤,重新加入新鲜水调 浆后进行分离浮选。
除了以上三种主要作用外,由于硫化钠可以与不少金属离子生成难溶的硫化物沉 淀,所以硫化钠还有消除矿浆中某些对浮选有害的离子的作用。
151. 在使用硫化钠作为硫化剂时应该注意什么?
使用硫化钠作为硫化剂时,要严格控制用量、矿浆pH值、矿浆温度及搅拌时间。
(1) 用量要适当。用量少,矿物硫化不充分;用量过大,被硫化的矿物又会被过剩的 硫化钠所抑制。
(2) 各种矿物进行硫化最佳的矿浆pH值范围是不同的。实践证明,白铅矿在pH / 9 ~ 10硫化速度最快,孔雀石在pH = 8.5 ~ 9.5硫化效果最好。
(3) 矿浆温度对硫化反应有明显的影响,硫化速度通常随温度的升高而加快。
(4) 搅拌时间要适当。搅拌时间长,矿物表面形成的硫化物薄膜厚,对浮选有利。 但如搅拌时间过长,则硫化钠及矿物表面的硫化膜会被氧化,降低硫化效果。强烈的搅 拌会造成硫化膜脱落,应尽量避免。为了避免局部质量分数过高及搅拌时间过长,常常 釆用分段分批加入硫化钠的方法。
152. 硅氟酸钠在浮选中有哪些作用?
硅氟酸钠(Na%SiF6)是白色晶体,微溶于水,与强碱作用分解为硅酸和氟化钠,若碱 过量则生成硅酸盐,常用来抑制石英、长石、蛇纹石等硅酸盐矿物。用油酸浮选时,它可 以抑制石榴石、独居石、电气石等;胺类作捕收剂时,少量的硅氟酸钠可使石英、长石、钽 铌铁矿活化,多量则使它们被抑制;在硫化矿的浮选中,硅氟酸钠能活化被石灰抑制过 的黄铁矿;它还可以作为磷灰石的抑制剂。
硅氟酸钠对硅酸盐脉石矿物产生的抑制作用,主要是水解后产生的水化二氧化硅 所起的作用,其机理与水玻璃相似。它对石英的抑制力比水玻璃强,仅次于六偏磷酸 钠。
硅氟酸钠对于被石灰抑制过的黄铁矿的活化作用是由于它水解后解离出的F-沉 淀了对黄铁矿起抑制作用的Ca2/,从而活化了黄铁矿。
153. 偏磷酸钠在浮选中起什么作用?
在浮选中,常用的是六偏磷酸钠(NaPO3)6,它能够和Ca2/、Mg%/及其他多价金属离 子生成络合物,从而使含有这些离子的矿物得到抑制,是磷灰石、方解石、重晶石和碳质 页岩、泥质脉石的抑制剂。
用油酸浮选锡石时,常用六偏磷酸钠抑制含钙矿物。浮选含铌、钽、钍的烧绿石和 含锆的锆英石时,也常用六偏磷酸钠抑制长石、霞石、高岭土等脉石矿物。它不仅抑制 碳酸盐脉石,也能抑制石英和硅酸矿物,同时对矿泥有很好的分散作用,常常作为分散 剂使用。
六偏磷酸钠有吸湿性,在空气中易潮解,并逐渐变成焦磷酸钠、最后变为正磷酸钠, 其抑制力因此下降。故在选矿厂中使用六偏磷酸钠时,应该当天配制当天使用。
154 .哪些药剂可以作为活化剂?
活化剂可以促进捕收剂与矿物作用,主要有以下几种:
(1)某些金属离子。这些离子一方面要能够吸附在被活化的矿物表面上,另一方面 要能够与捕收剂形成难溶盐,这才具备作为活化剂的条件。例如,当用黄药作为捕收
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剂,捕收闪锌矿时,可用C"2$作为活化剂。一方面,C"2$可以通过离子交换吸附在闪锌 矿上,另一方面,C"2$可以与黄药形成难溶的黄原酸铜,促使了黄药在闪锌矿的吸附。 当用黄药捕收硫化矿时,除了 C"2$,还有A&$、Pb2+等都可以作为活化剂,使用的药剂 有硫酸铜、硝酸银、硝酸铅等。
当使用脂肪酸类捕收剂时,可以使用能与羧酸形成难溶盐的碱土金属离子,如 Ca2+、Ba#+等作为活化剂,使用的药剂如氯化钙、氯化钡等。
(2) 无机酸、碱。它们主要用于清洗欲浮矿物表面影响与捕收剂作用的氧化物污染 膜或粘附的矿泥。常用的有盐酸、硫酸、氢氟酸、氢氧化钠等。例如,黄铁矿表面生成的 氢氧化铁薄膜,可以用硫酸作用生成硫酸铁而溶于水,从而重新暴露黄铁矿新鲜的表 面,以利与黄药作用。
(3) 有机活化剂。例如,工业草酸可以活化被石灰抑制过的黄铁矿。
155. 如何选择起泡剂,常用的起泡剂有哪几种?
选择起泡剂的要求是:
(1) 起泡剂应是异极性的表面活性物质。它的极性基亲水,非极性基亲气。其分子 能在空气与水的界面(气泡表面)上产生定向排列。能够强烈地降低水的表面张力。
(2) 起泡剂应有适当的溶解度。起泡剂的溶解度对起泡性能有很大影响,如果溶解 度很高,则耗药量大,或迅速发生大量泡沫,但不能耐久;当溶解度过低时,来不及溶解 发挥起泡作用,就可能随泡沫流失。一般来说,起泡剂的溶解度以0.2~5g/L为好。
(3) 用量低时,能形成量多、分布均匀、大小合适、韧性适当和黏度不大的气泡。
(4) 无捕收性,对矿浆pH值变化及矿浆中的各种组分有较好的适应性。
(5) 无毒,无臭,无腐蚀性,便于使用,价格低,来源广。
常用的起泡剂有以下几种:
(1) 松油及松醇油。松油是松根、松明、松脂等松树成分经干馏或蒸馏的产物,是一 种天然的起泡剂。松油有较强的起泡力,因含一些杂质,具有一定的捕收能力。例如, 可以单独使用松油浮选辉铝矿、石墨和煤等。由于松油黏性较大,选择性差及来源有 限,所以逐渐被人工合成的起泡剂所代替。
松醇油(2号油)是我国最常用的起泡剂,是以松节油为原料,硫酸作催化剂,酒精 或平平加为乳化剂下,发生水解反应制取的。松醇油起泡力强,能生成大小均匀、黏度 中等和稳定性合适的气泡。
(2) 樟油。由樟树的根、干、枝、叶蒸馏而得粗樟油,再经精馏,得白樟油、红樟油、蓝 樟油。白樟油的选择性比松油好;红樟油生成的泡沫较黏;蓝樟油既有起泡性又有捕收 性,多用于选煤,或与其他起泡剂配合使用。
(3) 甲酚。甲酚是炼焦副产品。甲酚起泡性比松油弱。纯的高级甲酚选择性好,适 合于多金属矿石的优先浮选。甲酚有毒、易燃、有腐蚀性,使用时应注意防护。
(4) 脂肪醇类。5#8个碳的醇是良好的起泡剂。少于5个碳的醇起泡力差,多于8 个碳的醇溶解度降低。这种起泡剂成分稳定,用量少,选择性好,有利于获得高品位精 矿。
(5) 硫酸酯和磺酸盐。含8 #12个碳的烷基硫酸盐及烷基磺酸盐可作为起泡剂(多 于12个碳的常作为捕收剂)。这类起泡剂起泡力强,易溶于水,无毒,无臭味,但选择性 比较差。
除以上几种外,用于浮选的起泡剂还有丁醚油、醚醇油、脂肪酸乙酯等。
156. 浮选工艺对磨矿细度有什么要求?
各浮选厂的生产实践证明,各种不同粒级的矿粒,其浮选效果是不同的。过粗的矿 粒(粒级大于0.1mm)和过细的矿粒(粒级小于0.01mm)都浮得不好。即使其粒度已达 到单体解离,它们的回收率也较低,而且泡沫产品往往被极细的脉石矿物所污染而影响 精矿品位,对于具体处理的矿石都有一个较适宜的浮选粒级范围。因此,为了保证浮选 获得较高的技术经济指标,正确地确定磨矿细度具有重要的意义。磨矿细度必须满足 下列要求,才能得到较好的浮选指标:
(1) 有用矿物基本上达到单体解离,浮选之前只允许有少量有用矿物与脉石的连生 体。
(2) 使矿粒达到浮选最适宜的粒度范围。对于有色金属硫化矿的浮选,给矿粒度一 般不能超过0.2 ~ 0.3mm。粗粒质量大,气泡难以带起,且容易从气泡上脱落。
(3) 尽可能避免泥化。浮选矿粒的直径小于0.01mm时,浮选指标显著下降,当粒 度小于2 ~ 5pn时,有用矿物与脉石几乎无法分离。
157. 粗粒为何难浮,应采取什么工艺措施?
粗磨可以节省磨矿费用,降低成本。在处理不均匀嵌布矿石的浮选厂,在保证粗选 回收率的前提下,有放粗磨矿细度的趋势。但是由于粗粒比较重,在浮选机中不易悬 浮,与气泡碰撞的机会减少。另外,粗粒附着于气泡后,因脱落力大,易从气泡上脱落。 因此,粗粒在一般工艺条件下浮选效果较差。为了改善粗粒浮选的效果,可釆取下列工 艺措施:
(1) 釆用捕收力较强的捕收剂,还可以补加煤油、柴油等辅助捕收剂,以强化对粗粒 的捕收,增加矿粒与气泡的附着能力和固着强度,减少脱落。
(2) 适当增加矿浆的质量分数,增加矿浆的浮力。在保证泡沫层稳定的前提下,适 当地搅拌以促进粗粒悬浮,增加与气泡的附着机会。
(3) 适当增加浮选机的充气量,造成较大的气泡和形成由大、小气泡聚集而成的“浮 团”,这种''浮团”有较大的升浮力,可携带粗粒上浮。
(4) 釆用浅槽浮选机,以缩短矿化气泡上浮的路程,减少矿粒从气泡上脱落。或釆 用适宜于粗粒浮选的专用浮选机,如环射式浮选机和斯凯纳尔浮选机等。
(5) 釆用迅速而平稳的刮泡装置,使上浮的矿化泡沫及时刮出,以减少矿粒重新脱 落。
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