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【选矿知识】浮选药剂的分类

自然界中的矿物绝大多数可浮性很差,需要加入浮选药剂选择性的改变矿物的可浮性,从而可以人为地控制矿物的浮选行为。

例如多金属硫化矿石中经常共生方铅矿、黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿等硫化矿物,这些硫化矿物具有相似的物理性质,用重选等选矿方法难以使之分离。通过加入浮选药剂,改变矿物可浮性,可以成功地浮选分离,获得四种精矿产品。

浮选之所以能被广泛应用于矿物加工,重要的原因在于它能通过浮选药剂灵活有效地控制浮选过程,成功地将矿物按要求加以分开,使资源得到综合利用。

浮选药剂种类很多,根据浮选药剂的用途,通常可分为三类:

(1) 捕收剂

捕收剂能选择性的作用于矿物-水界面,通过提高矿物的疏水性,使矿粒能更牢固地附着于气泡上浮。

非极性烃油类捕收剂

选矿中应用较多的非极性烃油类捕收剂主要有煤油、轻柴油等石油工业产品。煤油基本不溶于水,在煤泥浮选中,煤油用量一般为0。5Kg/t,用量过大,有显著的消泡作用。轻柴油具有馏分重、密度高、粘度大、在水中分散的油珠尺寸大、在煤表面展开速度慢等特点。在煤泥浮选中,轻柴油用量通常为1-3Kg/t。轻柴油浮选活性较煤油高,但选择性不如煤油。

硫代化合物类捕收剂

硫代化合物类捕收剂是硫化矿物浮选常用的捕收剂,典型代表有黄药类、黑药类、硫氮类、酯类等。

黄药有钾盐和钠盐两种,分别称之为钾黄药和钠黄药,两者捕收性能基本相同,钾黄药性能较稳定,钠黄药成本略低。黄药的捕收能力主要取决于烃基的长度,烃基越长,捕收性能越强;而烃基过长也会降低捕收剂的选择性,对浮选不利。因而,在实践中常用黄药的烃基一般为C2-C5。

黑药是仅次于黄药被广泛应用的硫化矿物捕收剂,但黑药具有较强的选择性,对硫化铁的捕收能力较弱。黑药中溶有少量硫化氢,有一定硫化作用,因而黑药用于已经微氧化的硫化矿石,可得到较好的效果。

有机酸类捕收剂

      有机酸类捕收剂是浮选氧化矿物的阴离子捕收剂,主要有羧酸及其皂类、烃基磺酸盐、烃基硫酸盐、胂酸、烃肟酸等,其中应用最广泛的是脂肪酸及其皂类。

有机酸类捕收剂的捕收能力与烃基的不饱和程度有关。碳原子数相同的烃基不饱和程度越高,即烃基中双键数目越多,捕收能力越强。选矿生产中,有机酸及其皂类常用来浮选如下矿物:

  • 含碱土金属离子的盐类矿物:萤石、重晶石、白钨矿、磷灰石、白云石、方解石等;

  • 有色金属碳酸盐和硫酸盐类:孔雀石、白铅矿等;

  • 氧化矿物:赤铁矿、氧化锰、菱铁矿等;

有机酸及其皂类都是表面活性物质,有较强的起泡性;药剂用量需要控制好,适宜时有选择性,过量使用将失去选择性;矿浆温度影响较显著,一般宜在30℃进行浮选。

胺类捕收剂

胺类捕收剂中起捕收作用的是阳离子,又称为阳离子捕收剂。胺类捕收剂主要用于浮选以下几类矿物:

  • 硅酸盐和铝硅酸盐矿物,如石英、绿柱石、锂辉石、长石、云母等

  • 碳酸盐矿物,如菱锌矿等

  • 可溶性盐,如钾盐等

(2) 起泡剂

起泡剂主要作用于水-气界面,促使空气在矿浆中弥散成小气泡,防止气泡兼并,并提高气泡在矿化和上浮过程中的稳定性,保证矿化气泡上浮后形成泡沫层刮出。

天然起泡剂包括松油、樟油、桉叶油、2号油以及由煤焦油加工所得的苯酚或甲酚酸。我国矿山浮选用的起泡剂主要是松醇油,松醇油是由松节油加工而来,其主要成分为萜烯醇,起泡能力强,泡沫大小均匀,粘度中等,在高用量时,泡沫变得细而粘,影响精矿品位。

人工合成起泡剂是经过一系列的化学加工而得到的,许多人工合成起泡剂的浮选性能比天然起泡剂更好,并且来源稳定,价格低廉,浮选效率高。甲基异丁基甲醇(MIBC)是一种合成脂肪醇类起泡剂,无色透明液体,微溶于水。其特点是起泡能力强、用量少、选择性好。浮选过程中采用MIBC为起泡剂,气泡大小均匀,韧性适中,有利于提高精矿品位。

(3) 调整剂

调整剂用于调整其他药剂与矿物表面的作用,调整矿浆的性质,提高浮选过程的选择性。调整剂的种类较多,可细分为四种:

pH调整剂:主要用于调整矿浆的性质,形成对某些矿物浮选有利,而对另一些矿物浮选不利的介质性质,例如用它调整矿浆的离子组成、改变矿浆的pH值、调整可溶性盐的浓度等。

活化剂:能促进捕收剂与矿物的作用,从而提高矿物可浮性。

抑制剂:与活化剂相反,能削弱捕收剂与矿物的作用,从而降低矿物可浮性的药剂。

分散剂与絮凝剂:调整矿浆中细泥的分散、团聚与絮凝。

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