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浮选剂作用原理及应用

发布时间:2018-04-27    文章来源:鑫海浮选机厂家    作者:lynn

目前,水玻璃仍是钨浮选中应用最广泛的有效抑制剂,对其作用机理的研究也越来越广泛和深入。

张英研究了白钨矿、萤石和方解石的理想结构与水玻璃间的相互作用。研究指出水玻璃与白钨矿、萤石和方解石作用后,在白钨矿、萤石和方解石表面均发生了吸附,但吸附量的大小不同;在与水玻璃作用后,白钨矿的化学位移基本没变化,而萤石和方解石均发生了化学位移。

孙伟研究了水玻璃在油酸钠作捕收剂浮选分离白钨矿萤石过程中的影响。当浓度低于硅酸钙沉淀生成点时,其对pH值的改变能够增加矿物的可浮性,从而起到促进作用;当浓度高于硅酸钙沉淀生成点时,硅酸钠促使矿物表面沉淀的生成将降低矿物可浮性,从而起到抑制作用。

水玻璃与金属离子的配合使用,不仅可以增强水玻璃的抑制能力,而且能减少水玻璃的用量。溶液中对方解石起抑制作用的主要组分是水溶液中的Si(OH)4,而对萤石、白钨起抑制作用的主要组分是SiO(OH)3-离子,金属离子对水玻璃性能的影响主要改变水溶液中有效组分的含量,同时吸附于白钨矿表面从而改变其表面电势,增加白钨矿对阴离子捕收剂的吸附作用。

王成行研究指出改性水玻璃相比普通水玻璃,不仅对石英与方解石、萤石等含钙脉石矿物的选择抑制效果方面更强,而且能有效分散矿泥、尽量避免矿泥罩盖矿物表面,改善浮选效果。刘旭研究中发现普通水玻璃经硫酸酸化后选择性抑制作用增强,但其对微细粒方解石可浮性影响较弱。草酸和水玻璃混合后,在中性和弱碱性环境中对微细粒萤石和方解石表现出较强的抑制效果,而微细粒白钨矿受到的抑制作用较弱。水玻璃做抑制剂时,其主要组分为活性硅酸胶体,而酸性条件能促进溶液中活性胶态[nSi02]的电离生成。

除水玻璃外,近年在钨浮选中对其他无机和有机抑制剂的机理研究也有较多报道,如六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、草酸、柠檬酸、石灰、栲胶、淀粉等,增加了不同种类钨矿浮选时抑制剂的可选择性。

冯其明等在研究六偏磷酸钠对方解石的抑制效果时发现六偏磷酸钠对方解石的抑制效果较好,吸附量测定以及红外光谱测定结果表明六偏磷酸钠对方解石的抑制作用并不是停滞在方解石的表面;方解石表面Ca2+离子溶解量测试结果表明,六偏磷酸钠能溶解方解石表面的钙离子,从而去除方解石表面的活性点,使方解石表面已经附着的捕收剂解析或者未附着的捕收剂难以附着,所以方解石的可浮性降低,从而受到抑制。

于洋研究了选择性调整剂柠檬酸在黑钨矿与白钨矿及其它含钙矿物分离时影响及作用机理;柠檬酸的加入对黑钨矿可浮性影响不大,能使其浮游速度略有降低,而白钨矿与萤石的可浮性及浮游速度随柠檬酸用量的增加逐渐降低;在适当的浮选条件下,柠檬酸不仅能扩大黑钨矿与其它矿物可浮性之间的差异,而且能扩大其浮游速度之间的差异;柠檬酸对矿物选择性抑制作用在于:柠檬酸在黑钨矿表面吸附并不牢固,难以阻碍苯甲羟肟酸在其表面吸附;柠檬酸能选择性络合白钨矿与其它含钙矿物表面Ca2+离子,导致矿物表面与捕收剂作用的活性质点减少,使矿物浮游受到抑制。在白钨矿浮选试验中发现,在pH值为8~9时,羧甲基纤维素可选择性地抑制其它含钙矿物而不抑制白钨矿。

石灰法是实现低品位白钨矿与含钙脉石矿物常温浮选分离的有效途径。采用石灰法常温浮选白钨,萤石、方解石等含钙脉石矿物在粗选段和精选段得到了强烈的选择性抑制,从而实现了白钨矿与萤石、方解石等含钙脉石矿物的有效分离。刘红尾处理柿竹园低品位白钨矿原矿WO3品位为0.39%,采用石灰法常温浮选分离,经粗选闭路试验获得了WO3品位为3.53%,回收率77.01%的白钨粗精矿。精选开路试验,通过添加酸化水玻璃,获得了最终浮选精矿WO3品位为42.12%,回收率46.26%的良好指标。

刘旭研究发现高分子有机抑制剂的抑制能力明显强于低分子有机抑制剂;有机抑制剂的抑制能力与其结构中极性基的比例有关,极性基比例越大,其抑制能力越强。磷酸盐对三种微细粒矿物都有较强的抑制效果,但无明显的选择性抑制作用。

油酸钠和731作捕收剂时,有机抑制剂对白钨矿、萤石和方解石的选择性抑制能力的强弱顺序为:聚丙烯酸钠(PA-Na)>柠檬酸>栲胶>淀粉。当pH=8。7~9。3时,大分子量的聚丙烯酸钠(PA-Na-2)对三种矿物的抑制能力的强弱顺序为:萤石>方解石>白钨矿。PA-Na-2与硅酸钠混合使用时,当PA-Na-2含量大于60%时,白钨矿的回收率大于萤石和方解石。搅拌强度为1200 rpm时,搅拌时间对PA-Na-2与矿物表面的作用效果影响甚微。

在水体系中,聚丙烯酸钠对三种矿物吸附能绝对值的大小顺序为白钨矿>方解石>萤石,说明聚丙烯酸钠在三种矿物表面的吸附使它们受到抑制作用,且抑制力强弱顺序为萤石>方解石>白钨矿。在纯矿物浮选试验中,当pH值为弱碱性时,聚丙烯酸钠对萤石和方解石的抑制作用强于白钨矿,在自然pH值条件下,聚丙烯酸钠对三种矿物的抑制能力强弱顺序为萤石>方解石>白钨矿。由此可以说明聚丙烯酸钠有可能实现白钨矿与萤石、方解石的浮选分离。

多数矿物都是亲水性的,这对选矿过程带来一定的烦恼,为了更好地达到选矿效果,必须在浮选过程中做出一些举措,例如在浮选过程中加入捕收剂就可以选择性提高某些矿物的疏水性,而使用抑制剂就可以选择性的提高某些矿物的亲水性,人为提高不同矿物之间的润湿性差异,从而达到分离矿物的目的,因此浮选药剂是浮选研究的核心内容,对于浮选效果有着非常重要的作用。

1.捕收剂:即是能选择性的作用于矿物表面并使之疏水的有机物质。捕收剂在浮选中的种类很多,按粒子性质可分为阴离子型,阳离子型,两性型和非离子型;按其应用范围可分为硫化矿捕收剂,氧化矿捕收剂,非极性矿物捕收剂和沉积金属的捕收剂。

捕收剂的作用机理:该药剂在矿物表面的作用有物理吸附,化学吸附和表面化学反应。捕收剂的吸附与矿物浮选行为有密切关系。具体表现是:在一定的捕收剂浓度范围内,随着药剂浓度提高,吸附量增大,浮选回收率显著上升,浓度达到相当值后,回收率随着浓度与吸附量提高的幅度变小,捕收剂浓度过高时,吸附量还可继续增大,但浮选回收率却不在升高。

2.起泡剂:该浮选药剂的能使空气在矿浆中弥散,增加分选气液界面,并能促使气泡在矿化和升浮过程中机械强度的一类浮选机。作用机理是:起泡剂加入水中,亲水基插入水相而亲油基插入油相或竖立在空气中,形成在界面或表面上的定向排列,从而是界面张力或表面张力降低。一般而言,含极少量起泡剂的水溶液即具有起泡性。

3.调整剂:调整(促进和阻碍)捕收剂与矿物表面的相互作用,调整矿浆性质,能提高浮选选择性的一类药剂。包括:抑制剂、活化剂、介质调整剂(PH调整剂、矿泥分散剂、絮凝剂和凝聚剂)。

(1)抑制剂:是指能削弱或消除捕收剂与矿物之间的相互作用,从而降低或恶化矿物可浮性的一类药剂。

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