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磁处理对铜硫矿石浮选行为影响的研究
2011-08-01
研究了磁化处理对斑岩型原生硫化铜矿和高硫次生硫化铜矿浮选的影响。试验结果 表明,经磁化处理后铜的回收率分别提高了5~6和2~3个百分点。分析了在不同的磁化时间、磁 场强度和循环磁化次数下铜回收率均有极大值,其中磁场强度影响最大。而磁处理改善了矿浆中 的溶解氧量增加,使硫化矿表面生成更多的疏水物质,同时浮选药剂的离解度、分散度在磁场的作 用下增加,可能是提高铜回收率的主要原因。
矿 业 快 报 EXPRESS INFORMATION OF M IN ING INDUSTRY Serial No. 464 总 第 464期 December. 2007 2007年 12月 第 12期 磁 处 理 对 铜 硫 矿 石 浮 选 行 为 影 响 的 研 究 方 夕 辉 邱 廷 省 (江 西 理 工 大 学 )   摘 要 :研 究 了 磁 化 处 理 对 斑 岩 型 原 生 硫 化 铜 矿 和 高 硫 次 生 硫 化 铜 矿 浮 选 的 影 响 。 试 验 结 果 表 明 ,经 磁 化 处 理 后 铜 的 回 收 率 分 别 提 高 了 5~ 6和 2~ 3个 百 分 点 。 分 析 了 在 不 同 的 磁 化 时 间 、磁 场 强 度 和 循 环 磁 化 次 数 下 铜 回 收 率 均 有 极 大 值 ,其 中 磁 场 强 度 影 响 最 大 。 而 磁 处 理 改 善 了 矿 浆 中 的 溶 解 氧 量 增 加 ,使 硫 化 矿 表 面 生 成 更 多 的 疏 水 物 质 ,同 时 浮 选 药 剂 的 离 解 度 、分 散 度 在 磁 场 的 作 用 下 增 加 ,可 能 是 提 高 铜 回 收 率 的 主 要 原 因 。 关 键 词 :磁 处 理 ;铜 硫 矿 石 ;浮 选 中 图 分 类 号 : TD923  文 献 标 识 码 : A  文 章 编 号 : 100925683 (2007) 1220023203 Study on Effect of M agnetic Treatm ent on Flotation Behaviour of Copper2Sulphide O res Fang Xihui Q iu Tingsheng ( School of Resources and Environment Engineering, Jiangxi University of Science and Technology) Abstract: The effects of magnetic treatment on flotation behavior of primary porphyry copper - sul2 phide ore and high sulphur secondary copper - sulphide ore were investigated. The results showed that the copper recoveries increased 5~ 6 percent points and 2~ 3 percent points, respectively after magnetic treatment. Under different magnetic treatment times, magnetic field intensities and cycle magnetic fre2 quencies, copper recoveries all had their maximal values, of which the magnetic field intensity had the greatest influence. Magnetic treatment improved the dissolved oxygen amount in slurry, resulting in more generated hydrophobic substances on the surface of sulphide ores. A t the same time, under the effect of magnetic field, increase of the degree of dispersion and the degree of dissociation of flotation reagents could be the main causes to enhance copper recovery. Keywords:Magnetic treatment; Copper - sulphide ore; Flotation   浮 选 是 基 于 固 、液 、气 三 相 界 面 的 复 杂 反 应 体 理 效 果 有 时 并 不 一 致 ,不 同 矿 物 的 磁 处 理 效 果 有 时 甚 至 相 反 ,最 优 工 艺 参 数 也 各 不 相 同 。 虽 然 磁 化 浮 选 还 存 在 着 机 理 不 清 楚 ,效 果 有 时 不 一 致 等 问 题 ,但 由 于 磁 处 理 具 有 简 单 、环 保 、不 消 耗 能 源 等 突 出 优 点 ,磁 化 浮 选 作 为 一 项 应 用 型 新 技 术 仍 具 有 广 阔 的 前 景 。 铜 硫 矿 石 是 最 为 常 见 的 一 种 铜 矿 类 型 ,笔 者 以 两 种 不 同 类 型 的 铜 硫 矿 石 为 研 究 对 象 ,开 展 磁 处 理 对 铜 硫 矿 石 浮 选 的 影 响 规 律 研 究 ,探 讨 磁 场 强 度 、 磁 化 时 间 、磁 化 方 式 、循 环 磁 化 等 因 素 对 铜 硫 矿 石 浮 选 的 影 响 。 系 ,其 基 本 原 理 是 通 过 加 入 药 剂 改 变 浮 选 三 相 体 系 中 的 固 相 ——— 矿 粒 表 面 的 润 湿 性 以 实 现 不 同 矿 物 的 分 离 。 水 是 浮 选 的 载 体 ,同 时 也 是 浮 选 所 有 物 理 2化 学 过 程 的 参 与 者 。 磁 场 可 改 变 水 系 的 某 些 性 质 ,如 表 面 张 力 、溶 解 度 、黏 度 、pH值 等 ,关 于 这 些 方 面 已 经 有 大 量 的 文 献 报 道 。 由 于 水 系 性 质 的 变 化 会 对 矿 物 浮 选 过 程 产 生 影 响 ,因 此 磁 处 理 也 会 影 响 浮 选 的 某 些 参 数 进 而 影 响 浮 选 过 程 。 前 苏 联 和 东 欧 等 国 家 在 20世 纪 60~ 70年 代 进 [ 1 ] ,主 要 结 论 为 : ① 磁 处 行 了 大 量 的 磁 化 浮 选 研 究 1 矿 石 性 质 矿 石 浮 选 所 用 的 样 品 分 别 取 自 德 兴 铜 矿 和 新 桥 理 会 影 响 矿 物 浮 选 过 程 ; ② 磁 处 理 对 于 提 高 矿 物 的 回 收 率 效 果 明 显 ; ③ 磁 处 理 提 高 了 浮 选 速 度 ; ④ 磁 处 硫 铁 矿 ,德 兴 铜 矿 矿 石 类 型 为 斑 岩 型 原 生 硫 化 铜 矿 , 新 桥 硫 铁 矿 矿 石 类 型 为 高 硫 次 生 硫 化 铜 矿 。 试 样 化 学 分 析 结 果 见 表 1。   方 夕 辉 (1972 - ) ,女 ,讲 师 ,湖 南 宁 乡 县 人 , 341000江 西 省 赣 州 市 。 2 3 总 第 464期 矿 业 快 报 2007年 12月 第 12期 表 1试 样 主 要 元 素 化 学 分 析 (% ) 同 磁 场 强 度 下 进 行 磁 处 理 而 后 进 行 浮 选 ,磁 化 时 间 30m in,浮 选 试 验 结 果 见 图 3、图 4。 从 试 验 结 果 ① ① 试 样 单 位 德 兴 铜 矿 Cu S Fe Al2O3 SiO2 Au Ag 为 0. 349 3. 18 4. 72 14. 23 62. 37 0. 26 0. 79 看 ,磁 化 处 理 浮 选 用 水 、浮 选 捕 收 剂 溶 液 以 及 浮 选 矿 浆 均 能 提 高 铜 回 收 率 ,德 兴 铜 样 回 收 率 提 高 了 5~ 6 个 百 分 点 ,新 桥 铜 样 回 收 率 提 高 了 2~ 3个 百 分 点 。 磁 场 强 度 为 0. 3T时 ,对 乙 黄 药 溶 液 磁 处 理 时 德 兴 铜 样 铜 回 收 率 出 现 一 极 大 值 ;磁 场 强 度 为 0. 5T时 ,新 桥 样 铜 回 收 率 有 极 大 值 。 新 桥 硫 铁 矿 0. 77 40. 99 38. 27 1. 70 9. 75 0. 83 12. 40   ① Au,Ag单 位 为 g/ t。 2 试 验 方 案 浮 选 试 验 采 用 实 验 室 型 3L挂 槽 式 浮 选 机 进 行 , 磁 化 浮 选 试 验 程 序 为 :首 先 采 用 自 行 设 计 的 永 磁 式 磁 化 器 根 据 试 验 要 求 对 矿 浆 、水 、药 剂 溶 液 进 行 磁 化 预 处 理 ,然 后 在 常 规 浮 选 条 件 下 进 行 磁 化 浮 选 。 平 行 的 磁 化 浮 选 和 常 规 浮 选 试 验 中 的 充 气 量 、矿 浆 浓 度 等 参 数 均 严 格 保 证 一 致 。 德 兴 铜 矿 样 和 新 桥 矿 样 浮 选 流 程 见 图 1、图 2。 磁 处 理 是 在 自 制 的 电 磁 式 磁 化 器 中 进 行 的 ,其 流 程 见 图 3。 图 4磁 场 强 度 (新 桥 样 )对 铜 矿 物 浮 选 行 为 的 影 响 从 试 验 结 果 还 可 知 ,对 同 一 矿 样 ,无 论 是 对 水 还 是 矿 浆 、药 剂 溶 液 磁 处 理 最 佳 磁 场 强 度 均 相 同 ,而 对 于 不 同 矿 石 其 最 佳 磁 场 强 度 不 同 。 磁 化 方 式 以 药 剂 溶 液 磁 处 理 为 最 佳 。 磁 处 理 后 无 论 是 德 兴 铜 样 还 是 新 桥 铜 样 铜 精 矿 品 位 均 降 低 1个 百 分 点 左 右 。 3. 2  磁 化 时 间 对 铜 品 位 和 回 收 率 的 影 响 - 1 磁 场 强 度 0. 5T,循 环 磁 化 次 数 2m in 时 ,对 捕 收 剂 溶 液 进 行 磁 处 理 ,考 察 磁 化 时 间 对 铜 硫 矿 石 浮 选 指 标 的 影 响 ,试 验 结 果 见 图 5。 从 试 验 结 果 来 看 , 起 初 随 磁 化 时 间 的 延 长 ,铜 回 收 率 有 所 提 高 ,但 磁 化 时 间 超 过 30m in后 铜 回 收 率 没 有 明 显 的 提 高 ,磁 化 时 间 超 过 30m in,铜 品 位 略 有 降 低 。 3 试 验 结 果 及 讨 论 图 5磁 化 时 间 对 铜 浮 选 行 为 的 影 响 3. 3  循 环 磁 化 次 数 对 浮 选 指 标 的 影 响 磁 化 次 数 是 指 一 分 钟 内 磁 化 介 质 (水 、矿 浆 、捕 收 剂 溶 液 ) 切 割 磁 力 线 的 次 数 。 在 磁 场 强 度 为 0. 5T,捕 收 剂 溶 液 磁 处 理 ,磁 化 时 间 为 30m in条 件 下 ,考 察 了 循 环 磁 化 次 数 对 铜 硫 矿 石 浮 选 行 为 的 影 图 3磁 场 强 度 (德 兴 铜 样 )对 铜 矿 物 浮 选 行 为 的 影 响 3 . 1磁 场 强 度 对 铜 回 收 率 及 铜 品 位 的 影 响 分 别 对 浮 选 用 水 、捕 收 剂 溶 液 和 浮 选 矿 浆 ,在 不 2 4   方 夕 辉 邱 廷 省 :磁 处 理 对 铜 硫 矿 石 浮 选 行 为 影 响 的 研 究 2007年 12月 第 12期 - 1 响 ,试 验 结 果 见 图 6。 循 环 磁 化 次 数 2m in 时 ,可 获 得 较 好 的 磁 化 效 果 ,新 桥 样 铜 回 收 率 提 高 了 4~ 5个 百 分 点 ,德 铜 样 铜 回 收 率 提 高 了 3个 百 分 点 ,而 铜 品 位 都 稍 有 降 低 。 药 剂 在 矿 物 表 面 的 吸 附 。 通 过 对 方 铅 矿 及 六 方 硫 镍 [ 6 ] 矿 进 行 了 X. P. S测 试 ,表 明 磁 化 处 理 后 这 两 种 矿 物 表 面 的 Pb (4f)及 N i (2p)的 扩 展 图 发 生 了 变 化 , 特 别 是 有 黄 药 存 在 的 情 况 下 , Pb (4f)及 S(2p)的 结 合 能 峰 值 增 加 ,另 外 磁 处 理 还 能 增 大 药 剂 组 分 如 捕 收 剂 在 矿 物 表 面 的 吸 附 密 度 。 这 些 说 明 磁 化 处 理 后 矿 物 表 面 的 表 面 性 质 、物 质 成 分 将 发 生 改 变 ,提 高 了 某 些 矿 物 的 表 面 疏 水 性 ,促 进 捕 收 剂 与 矿 物 表 面 的 相 互 作 用 ,从 而 提 高 浮 选 回 收 率 。 5 结 论 (1)针 对 原 生 矿 和 次 生 矿 两 种 不 同 类 型 的 铜 硫 矿 石 ,磁 处 理 能 提 高 其 粗 选 铜 回 收 率 2~ 6个 百 分 点 。 图 6循 环 磁 化 次 数 对 铜 浮 选 行 为 的 影 响 ( 2)磁 场 强 度 、磁 化 时 间 、磁 化 方 式 以 及 循 环 磁 4 磁 化 浮 选 机 理 分 析 化 次 数 是 影 响 铜 硫 矿 石 磁 化 浮 选 的 主 要 因 素 。 不 同 矿 石 类 型 最 佳 磁 场 强 度 也 各 不 相 同 ,对 于 德 兴 铜 矿 磁 场 强 度 以 0. 5T为 最 佳 ,而 新 桥 铜 样 以 0. 3T为 最 佳 。 而 磁 化 方 式 无 论 是 新 桥 铜 样 还 是 德 兴 铜 样 均 以 药 剂 溶 液 磁 化 为 佳 ,矿 浆 磁 化 和 浮 选 用 水 磁 化 稍 差 。 随 磁 化 时 间 的 延 长 ,铜 回 收 率 也 增 加 ,但 是 磁 化 时 间 超 过 30m in后 ,铜 回 收 率 没 有 明 显 的 提 高 。 循 环 磁 以 上 对 两 种 不 同 性 质 铜 硫 矿 石 进 行 磁 化 处 理 的 浮 选 试 验 结 果 表 明 ,磁 化 处 理 的 效 果 是 明 显 的 ,不 管 是 原 生 硫 化 铜 矿 石 还 是 次 生 硫 化 铜 矿 石 ,磁 处 理 均 能 明 显 提 高 铜 回 收 率 。 根 据 文 献 资 料 的 研 究 和 实 验 数 据 的 分 析 ,笔 者 认 为 磁 处 理 提 高 铜 硫 矿 石 的 浮 选 行 为 的 原 因 可 能 有 以 下 几 个 方 面 。 ( 1)磁 化 可 能 改 变 了 水 或 药 剂 溶 液 的 性 质 ,增 [ 2 ] - 1 化 次 数 以 2m in 为 佳 。 加 了 溶 液 中 氧 浓 度 ,进 而 提 高 了 铜 回 收 率 。 文 献 ( 3)磁 处 理 提 高 铜 硫 矿 石 铜 回 收 率 的 可 能 机 理 研 究 了 磁 铁 横 向 切 割 水 ,发 现 △ pH随 流 速 的 变 化 而 是 矿 浆 中 的 溶 解 氧 量 增 加 使 硫 化 矿 表 面 生 成 更 多 的 疏 水 物 质 ,有 利 于 硫 化 铜 矿 物 的 上 浮 ;在 磁 场 的 作 用 下 浮 选 药 剂 的 离 解 度 、分 散 度 增 加 ,有 利 于 浮 选 药 剂 与 矿 物 表 面 形 成 更 多 的 疏 水 物 质 ,因 而 磁 处 理 能 提 高 铜 硫 矿 石 铜 回 收 率 。 [ 3 ] 有 所 改 变 , Evdokimov V. B. 研 究 了 磁 化 自 来 水 的 粘 度 ,发 现 △ = n - n 有 变 化 。 改 变 场 强 后 , △ 在 0~ 20m in改 变 最 大 。 Klassen 研 究 了 磁 化 水 的 结 p n [ 4 ] 1 构 和 密 度 变 化 ,认 为 水 经 磁 化 后 水 分 子 结 构 及 水 的 润 湿 性 均 发 生 变 化 ,溶 液 中 氧 的 浓 度 增 加 , pH值 也 发 生 改 变 。 因 为 氧 的 参 与 是 硫 化 矿 浮 选 过 程 中 很 重 要 的 一 个 因 素 ,矿 浆 中 氧 浓 度 增 加 有 利 于 硫 化 矿 表 面 疏 水 性 提 高 ,特 别 是 硫 化 矿 石 的 氧 化 ,表 面 略 有 氧 化 能 使 硫 化 矿 表 面 可 浮 性 增 加 ,因 此 水 经 磁 化 后 水 分 子 结 构 的 改 变 ,粘 度 及 pH 值 的 改 变 和 溶 液 中 氧 浓 度 的 增 加 ,是 磁 处 理 提 高 铜 回 收 率 的 主 要 原 因 之 一 。 参 考 文 献 : [ [ [ [ 1 ] 克 拉 辛 著 ,毛 钜 凡 等 译 . 磁 化 水 [M ]. 北 京 :计 量 出 版 社 , 1982: 39~ 140. 1 2 ] V. A. Martynenko, Effect ofmagnetic field on the physical proper2 ties of water, Tsvet. Metal, 1966, 39 (9) , 8~ 9. 3 ] V. B. Evdokimov, Effect of a constant magnetic field on water, Vestn. Mosk. Univ. Khim , 1969, 19 (11). 4 ] V. I. Klassen, Effect of the magnetic treatment of water on the wettability and solubility of various mine2rals, GoR. Zh. , 1968, 11 ( 2)药 剂 溶 液 经 磁 化 后 ,其 性 质 也 会 发 生 变 化 , [ 5 ] ( 12 ) , 128~ 131. 如 粘 度 、离 子 成 分 、 pH 值 等 发 生 变 化 。 A irpor 研 究 了 油 酸 钠 溶 液 磁 化 后 其 水 解 程 度 、离 子 周 围 定 向 分 子 的 数 量 、药 剂 的 分 散 程 度 都 增 加 ,说 明 磁 处 理 不 但 可 改 变 水 溶 液 的 物 化 性 质 ,而 且 能 够 使 药 剂 分 散 , 促 进 药 剂 与 矿 物 表 面 之 间 的 相 互 作 用 ,强 化 对 目 的 矿 物 的 浮 选 ,从 而 提 高 回 收 率 。 [ 5 ] R. A. Airpor, Effect of magnetic treatment on the properties of a sodium oleates solution. Uzb. Khim. Zh. 1967, 11 (5) , 66~ 68. [ 6 ]   付 丽 珠 等 . 磁 浮 力 场 中 矿 物 浮 选 机 理 研 究 [ J ]. 南 方 冶 金 学 院 学 报 , 1998 (20). (收 稿 日 期 2007211215) ( 3)磁 化 可 能 改 变 矿 物 表 面 的 物 质 成 分 ,促 进 2 5
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