一、試樣及研究方法
試驗所用輝銻礦和毒砂分別取自錫礦山和瑤崗仙,經制備,得到粒度為0.053~0.106mm,純度分別為97.3%和98.9%的試樣,在真空干燥箱中存放,供浮選試驗。
浮選采用40mL掛槽浮選機,每次用礦樣2g,先經超聲波處理5min,后入浮選槽,加藥調漿,浮選5min。礦漿pH測定用pHS-29A型酸度計。礦漿氧化還原電位Eh用光亮的鉑電極與飽和甘汞電極組成的電對測定。表面張力測定采用最大泡壓法。起泡劑的吸附量用萃取比色法測定其殘余濃度,再經計算得到。
二、試驗結果及分析
(一)起泡劑的選擇
在無捕收劑存在的情況下,起泡劑顯得特別重要。用量均為7.5mg/L的15種起泡劑浮選輝銻礦與毒砂對比試驗結果見表1。顯然,不同的起泡劑浮選結果差別很大,常用的2號油浮選輝銻礦與毒砂的上浮率分別為74%和79%,而用丁基醚醇的上浮率達94%和96%,比MIBC、DOW250等起泡劑都好。
表1 不同起泡劑對輝銻礦和毒砂上浮率的影響 /%
起泡劑 |
輝銻礦上浮率 |
毒砂上浮率 |
2號油 MIBC 145 W02 乙醚 乙醇 Yarmar 正丙醇 異丙醇 混合醇 DOW250 乙二醇丁醚 丁基醚醇 異丁基醚醇 仲丁基醚醇 |
74 85 71 69 27 32 87 34 52 61 71 74 94 94 94 |
79 94 82 80 27 32 91 - - 89 89 81 96 96 96 |
(二)pH對2種礦物可浮性的影響
圖1為無捕收劑時,礦漿pH對輝銻礦和毒砂可浮性的影響。可見,輝銻礦在pH<7時好浮;毒砂在pH<9時好浮。在堿性介質中兩者可浮性有很大差別。
(三) Eh對2種礦物可浮性的影響
圖2為無捕收劑時,礦漿氧化還原電位Eh對輝銻礦和毒砂可浮性的影響。當pH為5.4時,2種礦物在Eh為-500~+400mV內均有良好的可浮性。當Eh>400mV時,毒砂可浮性急劇下降,至800mV時完全不浮。輝銻礦在Eh為400~800mV好浮。因此,控制礦漿氧化還原電位Eh,可望實現2種礦物的無捕收劑浮選分離。
(四)KMnO4對2種礦物可浮性的影響
圖3是KMn04為30mg/L時,2種礦物無捕收劑浮選的上浮率與pH的關系。與圖1相比KMn04對毒砂有強烈的抑制作用,在酸性介質中,上浮率不超過10%,但對輝銻礦的抑制作用很弱,在酸性、弱酸性介質中,輝銻礦的上浮率均在90%以上。圖4表明KMn04用量對毒砂的可浮性有明顯影響。隨著KMn04用量增加,毒砂上浮率急劇下降,但對輝銻礦的可浮性影響極小。
(五)起泡劑性能與無捕收劑浮選的關系
1、起泡劑性能與礦物可浮性的關系
表2列出幾種起泡劑在溶液濃度均為30mg/L時的泡沫層高度、消泡速度,100mg/L時的表面張力和用量為7.5mg/L時的輝銻礦上浮率。
表2 起泡劑的性能與輝銻礦的上浮率
起泡劑 |
泡沫高度/mm |
消泡速度/mm·s-1 |
表面張力/10-3N·m-1 |
輝銻礦上浮率/% |
2號油 混合醇 MIBC Yarmor 丁基醚醇 DOW250 異丙醚 乙二醇丁醚 |
22.0 15.5 16.5 20.0 31.2 29.0 8.2 14.2 |
3.7 3.2 6.4 3.5 3.6 4.4 5.0 6.0 |
68.74 68.74 68.30 67.43 61.78 66.13 70.48 69.91 |
74 61 85 87 94 71 52 74 |
結果表明,表面張力越小,泡沫層高度越高,消泡速度越慢,輝銻礦的上浮率越高,但也有例外,如MIBC的泡沫層高度不太高,但礦物上浮率卻較高,這可能與它的氣泡直徑較小而有利于浮選有關。
2、KMnO4對起泡劑性能的影響
表3列出KMnO4對丁基醚醇起泡性能的影響。隨著KMnO4用量增大,丁基醚醇的起泡性能相應發生變化,泡沫層高度降低,消泡速度加快,并發現KMnO4對2號油(起始濃度為10.4mg/L)在2種礦物表面的吸附量有一定影響(見表4)。KMnO4加入后,輝銻礦表面2號油吸附量變化不明顯,而毒砂表面吸附量有所降低。
表3 KMnO4對起泡性能的影響
藥劑及濃度/mg·L-1 |
泡沫高度/mm |
消泡速度/mm·s-1 |
|
丁基醚醇 │ KMnO4 |
|||
30 30 30 |
0 80 120 |
31.2 31.0 28.5 |
3.6 4.0 4.2 |
|
|
|
|
表4 KMnO4對2號油在礦物表面吸附量的影響
礦物 |
KMnO4加入量/mg·L-1 |
2號油殘余濃度/mg·L-1 |
吸附量/mg·L-1 |
輝銻礦 輝銻礦 毒 砂 毒 砂 |
0 100 0 100 |
5.38 5.45 5.29 5.90 |
5.02 4.95 5.11 4.50 |
三、結語
(1)輝銻礦與毒砂在一定條件(pH=5.4,Eh=690mV)下,可望實現無捕收劑浮選分離。
(2)無捕收劑浮選時,起泡劑極為重要。15種起泡劑對比試驗結果,以丁基醚醇為最優。
(3)無捕收劑浮選時,起泡劑的性能與輝銻礦的上浮率有一定的對應關系。氧化劑如KMnO4對起泡劑的性能及在礦物表面的吸附量有一定影響。