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磁处理对抑制黄铁矿的影响及其机理探讨
2011-08-03
利用纯矿物试验研究了抑制剂CK 的磁处理对铜硫两种矿物可浮性的影响, 采用接触 角测试及矿物表面吸附量测试对磁处理强化黄铁矿抑制机理进行了探讨。与常规浮选相比较, 磁 场可强化对黄铁矿的抑制作用, 促进抑制剂CK 在黄铁矿矿物表面的吸附, 增加矿物表面的亲水 性。
  2 第 6 期 001 年 12 月 D  eNc.o. 6 2001   矿 产 综 合 利 用 M ultipurpose Utilization of M ineral Resources 磁 处 理 对 抑 制 黄 铁 矿 的 影 响 及 其 机 理 探 讨 邱 廷 省 , 尹 艳 芬 , 方 夕 辉 , 罗 仙 平 ( 南 方 冶 金 学 院 , 江 西赣 州 341000)   摘 要 : 利 用 纯 矿 物 试 验 研 究 了 抑 制 剂 CK 的 磁 处 理 对 铜 硫 两 种 矿 物 可 浮 性 的 影 响 , 采 用 接 触 角 测 试 及 矿 物 表 面 吸 附 量 测 试 对 磁 处 理 强 化 黄 铁 矿 抑 制 机 理 进 行 了 探 讨 。 与 常 规 浮 选 相 比 较 , 磁 场 可 强 化 对 黄 铁 矿 的 抑 制 作 用 , 促 进 抑 制 剂 CK 在 黄 铁 矿 矿 物 表 面 的 吸 附 , 增 加 矿 物 表 面 的 亲 水 性 。 关 键 词 : 黄 铁 矿 ; 浮 选 ; 磁 处 理 ; 作 用 机 理 中 图 分 类 号 : TD 952  文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 : 100026532(2001) 0620005204   水 系 磁 处 理 是 指 水 或 者 水 溶 液 在 使 用 前 用 。 黄 铜 矿 、黄 铁 矿 经 化 验 分 析 , 其 纯 度 均 大 于 91%。 经 过 磁 场 处 理 而 改 变 水 的 某 些 性 质 的 方 法 , [ 1, 2, 3 ] , 磁 场 对 水 溶 液 的 微 观 结 有 研 究 表 明 1. 2药 剂 构 、溶 液 平 衡 、表 面 张 力 等 有 显 著 影 响 。 英 国 伦 敦 布 鲁 耐 尔 大 学 化 学 系 研 究 结 果 认 为 : 磁 场 的 主 要 活 性 表 现 在 磁 场 与 液 体 中 的 颗 粒 表 面 电 荷 的 相 互 作 用 , 磁 场 可 与 各 种 不 同 的 粒 子 , 如 离 子 、 极 性 分 子 、 离 子 游 离 基 及 表 面 带 电 悬 浮 体 发 生 反 应 。这 种 反 应 有 两 种 , 一 是 直 接 与 带 电 粒 子 反 应 ; 二 是 磁 动 力 学 改 善 磁 场 对 某 种 能 量 级 分 子 的 影 响 。在 浮 选 中 , 磁 处 理 技 术 是 让 浮 选 用 水 经 过 磁 场 , 使 水 磁 化 , 改 变 水 的 物 化 性 质 , 从 而 加 强 药 剂 与 矿 物 的 作 用 , 使 浮 选 的 指 标 得 以 提 高 。 本 文 利 用 纯 矿 物 试 验 研 究 了 磁 处 理 对 黄 铁 矿 抑 制 的 影 响 , 探 讨 了 磁 处 理 强 化 黄 铁 矿 抑 制 的 作 用 机 理 。 试 验 中 所 使 用 的 捕 收 剂 丁 黄 药 、pH 调 整 剂 均 为 分 析 纯 ; 抑 制 剂 CK、起 泡 剂 2 号 油 均 为 工 业 纯 ; 纯 矿 物 试 验 及 机 理 测 试 用 水 均 为 一 次 蒸 馏 水 。 抑 制 剂 CK 为 一 种 含 钙 有 机 抑 制 剂 , 极 性 基 为 多 个 羟 基 、 羧 基 等 , 烃 骨 架 中 含 有 苯 环 , 对 金 属 有 比 较 强 的 络 合 能 力 。 1. 3试 验 方 法 纯 矿 物 试 验 在 容 积 为 50m l 的 挂 槽 式 浮 选 机 中 进 行 , 单 元 试 样 量 为 3g, 按 pH 调 整 剂 、抑 制 剂 、捕 收 剂 、起 泡 剂 的 顺 序 加 药 , 浮 选 时 间 为 4m in。 矿 物 的 接 触 角 试 验 是 用 接 触 角 测 定 仪 进 行 的 ; 矿 物 表 面 药 剂 吸 附 量 研 究 由 752 紫 外 分 光 光 度 计 测 定 , 磁 处 理 采 用 自 制 的 永 磁 磁 化 装 置 磁 化 抑 制 剂 溶 液 的 方 式 。 1 矿 样 、药 剂 及 研 究 方 法 2 试 验 结 果 及 讨 论 1. 1矿 样 试 验 中 所 用 的 黄 铁 矿 取 自 广 东 某 钨 矿 , 2. 1  磁 处 理 抑 制 剂 CK 对 矿 物 可 浮 性 的 影 响 在 以 HC l 和 Ca (OH ) 调 pH 至 10, 丁 黄 药 用 量 40m göL , 2号 油 用 量 20m göL 时 , 考 黄 铜 矿 取 自 湖 北 某 铁 矿 。 矿 样 经 破 碎 、拣 选 、 2 瓷 球 磨 磨 至 - 0. 090mm , 存 放 于 干 燥 器 中 备 收 稿 日 期 : 2001203208 基 金 项 目 : 江 西 省 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 作 者 简 介 : 邱 廷 省 (1962- ) , 男 , 教 授 , 硕 士 , 主 要 从 事 矿 物 加 工 工 程 和 环 境 工 程 的 教 学 与 研 究 工 作 。 芬 6芬 矿 产 综 合 利 用 2001 年 察 了 经 磁 处 理 与 未 经 磁 处 理 的 CK 用 量 与 矿 物 可 浮 性 的 关 系 。 试 验 结 果 见 图 1~ 2。 图 3  不 同 pH 下 , 磁 处 理 对 黄 铁 矿 接 触 角   的 影 响 图 1  有 无 磁 处 理 时 , CK 用 量 与 黄 铁 矿   可 浮 性 的 关 系 图 4  不 同 pH 下 , 磁 处 理 对 黄 铜 矿 接 触 角 的 影 响 均 降 低 , 亲 水 性 增 加 , 而 黄 铜 矿 的 接 触 角 在 经 磁 处 理 后 几 乎 没 有 变 化 。   由 Young 方 程 : co sΗ= (Ρsög - ΡsöL ) öΡL ög 图 2  有 无 磁 处 理 时 , CK 用 量 与 黄 铜 矿 可 见 , 接 触 角 Η的 大 小 是 由 固 液 气 三 相 之 间 3 个 界 面 张 力 所 制 约 的 , 若 固 液 气 三 相 中 一   可 浮 性 的 关 系   由 图 1、图 2 可 见 , 磁 处 理 抑 制 剂 CK 对 相 的 表 面 张 力 有 变 化 , 必 定 影 响 接 触 角 的 变 化 。在 其 他 条 件 不 变 的 情 况 下 , 液 体 表 面 张 力 黄 铁 矿 的 可 浮 性 影 响 较 大 , 对 黄 铜 矿 的 可 浮 性 基 本 上 没 有 影 响 。 磁 处 理 强 化 了 CK 对 黄 铁 矿 的 抑 制 作 用 , 磁 化 后 , 黄 铁 矿 的 回 收 率 下 降 8% 左 右 。 这 说 明 经 磁 处 理 过 的 CK 加 强 了 对 黄 铁 矿 的 抑 制 , 增 加 了 黄 铜 矿 和 黄 铁 矿 的 可 浮 性 差 异 , 对 强 化 抑 制 黄 铁 矿 是 有 效 的 。 [ 4 ] 增 加 , 接 触 角 减 小 。 有 研 究 表 明 , 施 加 磁 场 会 使 液 体 的 表 面 张 力 发 生 显 著 变 化 , 在 一 定 的 磁 场 条 件 下 , 液 体 的 表 面 张 力 是 增 加 的 。可 浮 性 差 的 矿 物 润 湿 能 的 增 加 量 要 小 于 可 浮 性 好 的 矿 物 润 湿 能 的 增 加 量 。 当 抑 制 剂 CK 经 磁 场 作 用 后 , 可 能 的 机 理 是 使 矿 浆 溶 液 的 表 面 张 力 增 加 了 , 在 碱 性 条 件 下 , 黄 铁 矿 更 亲 水 , 黄 铜 矿 的 可 浮 性 要 大 于 黄 铁 矿 , 黄 铁 矿 的 润 湿 能 的 增 加 量 要 大 于 黄 铜 矿 的 润 湿 能 的 增 加 量 , 所 以 表 面 张 力 的 增 加 将 有 利 于 减 小 黄 铁 矿 的 疏 水 性 , 扩 大 铜 硫 两 种 矿 物 间 疏 水 性 2. 2磁 处 理 对 矿 物 疏 水 性 的 影 响 通 过 接 触 角 测 定 , 研 究 了 磁 处 理 对 黄 铁 矿 、黄 铜 矿 疏 水 性 的 影 响 。 图 3、图 4 分 别 为 用 CaO 和 HC l 调 整 pH 时 , CK 的 磁 处 理 对 黄 铁 矿 、黄 铜 矿 接 触 角 的 影 响 。 从 图 来 看 , 磁 处 理 后 黄 铁 矿 的 接 触 角 在 pH 6~ 13范 围 内 第 6 期 邱 廷 省 等 : 磁 处 理 对 抑 制 黄 铁 矿 的 影 响 及 其 机 理 探 讨 芬 7芬 的 差 异 。另 一 方 面 , 也 可 能 是 磁 处 理 促 进 了 黄 其 他 分 子 (尤 其 是 抑 制 剂 分 子 ) 集 团 的 缔 合 度 、 离 子 水 合 半 径 和 分 子 结 构 将 发 生 微 小 变 化 , 即 溶 液 中 的 正 负 离 子 和 极 性 分 子 受 到 洛 伦 兹 力 的 作 用 而 做 相 反 方 向 运 动 , 使 溶 液 中 的 氢 键 扭 断 , 其 他 离 子 的 作 用 力 也 受 到 影 响 , 键 间 的 变 化 改 变 水 合 离 子 半 径 , 使 抑 制 剂 离 子 运 动 加 快 , 与 矿 物 颗 粒 有 效 碰 撞 增 多 , 矿 物 与 抑 制 剂 的 作 用 增 加 , 矿 物 的 活 性 点 减 少 , 因 此 能 够 解 吸 黄 药 , 使 黄 药 在 矿 物 表 面 的 吸 附 量 明 显 减 少 。 [ 5 ] 铁 矿 表 面 亲 水 成 分 的 形 成 , 有 研 究 表 明 , 磁 场 作 用 能 促 进 化 学 反 应 的 进 行 , 溶 液 中 粒 子 会 从 磁 场 中 吸 收 能 量 。 这 份 能 量 即 使 很 小 但 具 备 了“ 激 发 活 化 ”作 用 , 降 低 了 反 应 活 化 能 。 当 抑 制 剂 CK 作 用 于 矿 物 表 面 , 在 矿 物 表 面 形 成 亲 水 物 质 时 , 磁 场 处 理 降 低 了 反 应 的 能 垒 , 促 进 了 矿 物 表 面 亲 水 物 质 的 形 成 。 2. 3磁 处 理 对 矿 物 表 面 黄 药 吸 附 量 的 影 响 从 纯 矿 物 的 浮 选 试 验 中 发 现 , 在 磁 处 理 条 件 下 , 黄 铁 矿 得 到 有 效 抑 制 , 图 5 为 在 磁 处 理 与 常 规 条 件 下 黄 药 在 黄 铁 矿 表 面 吸 附 密 度 的 测 定 结 果 。从 图 中 可 见 , 抑 制 剂 磁 处 理 与 未 进 行 磁 处 理 进 行 对 比 , 黄 药 在 矿 物 表 面 的 吸 附 量 有 明 显 的 减 少 。 3 结论 对 黄 铁 矿 和 黄 铜 矿 的 可 浮 性 研 究 可 知 , 磁 处 理 能 增 加 黄 铜 矿 与 黄 铁 矿 可 浮 性 差 异 , 其 机 理 从 矿 物 接 触 角 测 定 、 矿 物 表 面 黄 药 吸 附 量 测 定 结 果 分 析 可 知 , 磁 处 理 增 加 了 溶 液 的 表 面 张 力 , 增 大 了 矿 物 的 润 湿 性 , 从 而 扩 大 了 黄 铁 矿 、黄 铜 矿 疏 水 性 差 异 。而 且 磁 处 理 能 增 加 抑 制 剂 在 黄 铁 矿 矿 物 表 面 的 吸 附 , 显 著 减 少 黄 铁 矿 矿 物 表 面 黄 药 的 吸 附 量 , 促 进 亲 水 成 分 的 形 成 , 扩 大 铜 硫 两 种 矿 物 可 浮 性 的 差 异 。 参 考 文 献 : 图 5  不 同 pH 下 , 磁 处 理 对 黄 铁 矿 黄 药 吸 1 2 3 朱 元 宝 , 等 . 磁 化 水 的 物 理 化 学 性 能 [J ]. 湖 南 大   附 密 度 的 影 响 学 学 报 , 1999, 26(1): 1. 张 树 三 , 等 . 磁 化 水 的 表 面 张 力 [J ]. 中 国 医 学 物 理 学 , 1999, 16(3): 5.   抑 制 剂 CK 为 高 分 子 有 机 化 合 物 , 由 于 磁 场 处 理 后 , 抑 制 剂 CK 水 解 程 度 、离 子 周 围 的 定 向 分 子 的 数 量 、药 剂 的 分 散 度 都 增 加 了 , 因 此 增 加 了 CK 与 矿 物 的 接 触 程 度 , 进 而 使 CK 在 矿 物 表 面 的 吸 附 量 增 加 , 黄 药 在 矿 物 表 面 的 吸 附 量 减 少 。 陈 昭 威 . 磁 场 处 理 水 的 机 理 的 探 讨 [J ]. 物 理 , 1 992, 21(2): 109. 4王 信 良 , 徐 国 勇 , 等 . 磁 场 引 起 水 部 分 理 化 性 质 的 变 化 [J ]. 生 物 化 学 与 生 物 物 理 进 展 , 1991, 18 ( 3): 237. Ferlandi G. The Journal of Physical Chem istry, 993(8): 13. 5 水 分 子 间 具 有 很 强 的 氢 键 作 用 , 氢 键 的 存 在 赋 予 水 多 变 结 构 和 具 有 很 大 的 极 性 、 缔 合 和 离 子 化 。在 磁 场 作 用 下 , 水 的 分 子 集 团 及 1 Effects of M agnetization Treatmen t on Pyr ite D epression and ItsM echan ism Probing Q IU T ing2sheng, Y IN G Yan2feng, FAN G X i2hui,LUO X ian2p ing   2 第 6 期 001 年 12 月 D  eNc.o. 6 2001   矿 产 综 合 利 用 M ultipurpose Utilization of M ineral Resources 提 高 难 选 冶 金 矿 金 精 矿 品 位 的 试 验 研 究 黄 云 阶 , 唐 显 裕 ( 中 国 地 质 科 学 院 成 都 矿 产 综 合 利 用 研 究 所 , 四 川成 都 610041)   摘 要 : 依 据 矿 石 特 性 , 在 常 规 浮 选 的 基 础 上 , 采 用 再 磨 再 选 和 新 型 组 合 药 剂 等 工 艺 措 施 , 分 别 对 银 河 高 硫 含 碳 细 粒 金 矿 和 东 北 寨 低 硫 含 碳 砷 微 细 粒 金 矿 等 难 选 冶 金 矿 进 行 了 选 矿 试 验 研 究 , 所 得 金 精 矿 品 位 有 了 较 大 幅 度 提 高 , 并 对 其 浮 选 分 离 作 用 机 理 进 行 了 探 讨 。 关 键 词 : 金 矿 ; 浮 选 ; 再 磨 再 选 ; 组 合 药 剂 ; 矿 浆 电 位 中 图 分 类 号 : TD 953  文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 : 100026532(2001) 0620008205 炼 成 本 , 减 少 冶 炼 对 周 围 环 境 的 危 害 , 促 进 难 选 冶 金 矿 的 开 发 利 用 , 需 要 研 究 对 精 矿 再 进 行 富 集 处 理 并 降 低 有 害 杂 质 含 量 的 新 技 术 。 为 此 , 本 试 验 研 究 依 据 矿 石 特 性 , 采 用 SJ - É 、SJ- Ê 等 新 型 组 合 药 剂 , 在 适 当 的 工 艺 条 件 下 , 使 黄 铁 矿 、 毒 砂 、 有 机 碳 等 受 到 强 烈 抑 制 , 从 而 较 大 幅 度 地 提 高 金 精 矿 品 位 。下 面 分 别 介 绍 银 河 金 矿 和 东 北 寨 金 矿 的 试 验 研 究 结 果 。 1 引言 我 国 存 在 许 多 储 量 大 、品 位 低 、明 金 含 量 少 且 含 有 硫 、 砷 和 有 机 碳 等 杂 质 矿 物 的 金 矿 床 , 东 北 寨 金 矿 就 是 其 中 的 典 型 代 表 。对 于 该 类 难 选 冶 金 矿 , 通 常 先 采 用 浮 选 法 将 矿 石 中 黄 铁 矿 、 毒 砂 、 有 机 碳 等 浮 出 得 到 精 矿 , 然 后 用 冶 炼 的 办 法 进 行 处 理 。 由 于 该 类 金 矿 经 浮 选 富 集 后 精 矿 金 品 位 较 低 (东 北 寨 金 矿 精 矿 金 品 位 10göt 左 右 , 银 河 金 矿 精 矿 金 品 位 2 提 高 银 河 金 矿 金 精 矿 品 位 的 试 验 研 究 2 0göt 左 右 ) , 若 直 接 冶 炼 加 工 , 其 生 产 成 本 较 高 , 加 之 环 保 费 用 的 增 加 , 致 使 选 冶 厂 经 济 2 . 1  常 规 浮 选 试 样 采 自 四 川 省 银 河 金 矿 的 7 个 采 样 点 , 并 按 比 例 配 制 而 成 。试 样 化 学 多 项 分 析 结 效 益 较 差 。 为 了 提 高 选 冶 厂 综 合 经 济 效 益 , 降 低 冶 ( Southern Institute of M etallurgy, Ganzhou, J iangxi, China) Abstract: In this test, the effects of m agnetization treatm ent fo r dep resso r CK on floatation behavio rs of pyrite and chalcopyrite w ere investigated w ith pure m inerals. The dep ression m echanism of pyrite on m agnetization treatm ent w as studied w ith contact angle test and the abso rp tion of xanthante on the surface of m ineral. Comparing w ith routine floatation, m ag2 netic field can strengthen the dep ression of pyrite. A nd m agnetic field can increase the ab2 so rp tion of the dep resso r CK on the surface of pyrite, and increase the hydrophilicity of pyrite. Key words: Pyrite; F loatation;M agnetization; A ction m echanism 收 稿 日 期 : 2001203202; 修 订 日 期 : 2001210208 基 金 项 目 : 原 地 质 矿 产 部 青 年 地 质 学 家 基 金 资 助 项 目 作 者 简 介 : 黄 云 阶 (1965- ) , 男 , 工 程 硕 士 , 副 研 究 员 , 主 要 从 事 矿 物 工 程 试 验 研 究 及 矿 产 资 源 开 发 利 用 。
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