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铅锑锌铁硫化矿-丁胺黑药诱导浮选行为的研究*
2012-03-28
考查了丁铵黑药为捕收剂时, 磁黄铁矿、脆硫锑铅矿和铁闪锌矿的浮选行为。发现磁黄铁矿和脆硫锑铅矿在pH 10后, 回收率开始下降。铁闪锌矿只有在酸性条件下才可有很好的可浮性, 当pH> 5以后, 浮选回收率急剧下降而不可浮。通过用氧化剂过硫酸铵, 还原剂硫代硫酸钠调节矿浆电位, 考查了磁黄铁矿、脆硫锑铅矿和铁闪锌矿在不同pH 值下, 可浮性与矿浆电位的关系, 得出了矿物可浮的电位2pH区间。研究表明, 三种硫化矿存在可分离电位区间。
矿业快报 Serial No. 436  EXPRESS IN FORMA T ION 总 第 436 期 2005年 10 月 第 10 期 O ctober. 2005 O F M IN IN G INDU STRY 3 铅 锑 锌 铁 硫 化 矿 2丁 胺 黑 药 诱 导 浮 选 行 为 的 研 究 1 张芹 徐兢 王 昌 安 陈 铁 军 2 1 1 1 2 武 汉 科 技 大 学 化 工 与 资 源 环 境 工 程 学 院 ; 中 南 大 学 资 源 加 工 与 生 物 工 程 学 院 ) (   摘 要 : 考 查 了 丁 铵 黑 药 为 捕 收 剂 时 , 磁 黄 铁 矿 、脆 硫 锑 铅 矿 和 铁 闪 锌 矿 的 浮 选 行 为 。 发 现 磁 黄 铁 矿 和 脆 硫 锑 铅 矿 在 pH < 10 范 围 内 均 有 较 好 的 可 浮 性 , 当 pH > 10 后 , 回 收 率 开 始 下 降 。铁 闪 锌 矿 只 有 在 酸 性 条 件 下 才 可 有 很 好 的 可 浮 性 , 当 pH > 5 以 后 , 浮 选 回 收 率 急 剧 下 降 而 不 可 浮 。 通 过 用 氧 化 剂 过 硫 酸 铵 , 还 原 剂 硫 代 硫 酸 钠 调 节 矿 浆 电 位 , 考 查 了 磁 黄 铁 矿 、脆 硫 锑 铅 矿 和 铁 闪 锌 矿 在 不 同 pH 值 下 , 可 浮 性 与 矿 浆 电 位 的 关 系 , 得 出 了 矿 物 可 浮 的 电 位 2pH 区 间 。 研 究 表 明 , 三 种 硫 化 矿 存 在 可 分 离 电 位 区 间 。 关 键 词 : 磁 黄 铁 矿 ; 脆 硫 锑 铅 矿 ; 铁 闪 锌 矿 ; 丁 铵 黑 药 ; 电 化 学 浮 选 中 图 分 类 号 : TD 923. 14 文 献 标 识 码 : A文 章 编 号 : 100925683 (2005) 1020010203 Study of Electrochem istry Flotation Behavior of lead-an timony-zinc- iron Sulf ide Ores-ADD P 1 2 1 1 Zang Q inXu J ing W ang Chang’an Chen T iejun 1 ( Co llege of Chem ical Engineering, R esources and Environm ent, W uhan U niversity of Science and Tech2 2 no logy; Schoo l of R esources P rocessing and B io2engineering, Central South U niversity) Abstract: The flo tation behavio r of pyrrho tite, jam esonite and m arm atite w as investigated WWW.KY114.CN 0. M arm atite exhibited good floatability only under acid conditions and its recovery decreased w hen ammonium dibuyldithiopho sphate (ADD P ) w as used as a co llecto r. It is show n that pyrrho tite and jam esonite had good floatability at pH < 10. The recovery began to reduce at pH > 1 suddenly at pH > 5. The oxidant ammonium persulfate and the reductant sodium thio sulfate w ere used to adjust pulp po tential. It studied the relationship betw een floatability and pulp po tential of the pyrrho tite, jam esonite and m arm atite under different pH values, and the po tential2pH range fo r these m inerals w as established. The research results show that these m inerals have po tentical ranges suitable fo r separation. Keywords: Pyrrho tite; Jam esonite; M arm atite; Ammonium dibuyldithiopho sphate; Electro2 chem ical floatation   铅 锌 硫 化 矿 的 分 离 一 直 是 选 矿 界 研 究 的 热 点 , 离 的 参 数 之 一 , 使 得 矿 物 更 加 有 效 的 分 离 。丁 铵 黑 药 是 硫 化 矿 浮 选 非 常 重 要 的 捕 收 剂 之 一 , 具 有 在 弱 碱 性 条 件 下 , 捕 收 黄 铁 矿 和 磁 黄 铁 矿 能 力 弱 等 特 点 。在 广 西 大 厂 , 脆 硫 锑 铅 矿 、 磁 黄 铁 矿 和 铁 闪 锌 矿 共 生 , 由 于 其 可 回 收 金 属 种 类 多 , 流 程 长 等 , 长 期 以 来 , 其 硫 化 矿 的 分 离 始 终 不 太 理 想 , 一 直 未 能 实 现 无 氰 浮 选 分 离 。 笔 者 考 察 了 在 丁 铵 黑 药 为 捕 收 剂 时 三 种 硫 化 矿 的 电 化 学 浮 选 行 为 , 旨 在 探 索 三 种 矿 物 是 否 存 在 可 分 离 的 矿 浆 电 位 区 间 , 为 更 加 有 效 的 分 离 三 种 硫 化 矿 提 供 指 导 依 据 。 其 难 点 在 于 这 些 矿 物 性 质 相 似 , 可 浮 性 相 近 , 矿 物 彼 此 间 相 互 活 化 和 相 互 影 响 的 现 象 比 较 严 重 , 硫 化 矿 电 位 调 控 浮 选 技 术 的 出 现 较 成 功 地 解 决 了 这 个 难 [ 1~ 4 ] [5~ 6 ] 和 铁 闪 锌 矿 的 电 化 学 行 题 。 关 于 磁 黄 铁 矿 为 及 浮 选 行 为 研 究 很 多 , 而 关 于 脆 硫 锑 铅 矿 , 由 于 其 矿 体 较 少 , 对 其 的 研 究 报 道 也 很 少 。电 化 学 调 控 浮 选 是 将 矿 浆 电 位 引 入 浮 选 过 程 、 作 为 调 控 矿 物 浮 选 分   国 家 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 (50234010) 张 芹 (1966- ) , 女 , 河 北 晋 州 人 , 博 士 , 副 教 授 , 主 要 从 事 矿 物 1 矿 样 、药 剂 及 试 验 方 法 加 工 理 论 与 工 艺 研 究 , 430081 湖 北 省 武 汉 市 。 1 0 3   张芹徐兢 等 : 铅 锑 锌 铁 硫 化 矿 2丁 胺 黑 药 诱 导 浮 选 行 为 的 研 究2005 年 10 月 第 10 期 1 . 1 样 品 与 试 剂 下 , 回 收 率 仍 接 近 70%。 铁 闪 锌 矿 只 有 在 酸 性 条 件 下 才 可 有 较 好 的 可 浮 性 , 回 收 率 在 95% 左 右 。 当 pH > 5 以 后 , 浮 选 回 收 率 急 剧 下 降 到 20% 以 下 , 不 再 可 浮 。 三 种 矿 物 的 矿 浆 电 位 均 随 pH 值 的 升 高 而 降 低 。 试 验 所 用 三 种 矿 物 磁 黄 铁 矿 、 脆 硫 锑 铅 矿 和 铁 闪 锌 矿 的 矿 样 均 取 自 广 西 大 厂 的 100 号 矿 体 , 破 碎 后 , 手 选 除 杂 , 经 瓷 球 磨 矿 、 干 式 筛 分 , - 0. 1mm 粒 级 为 浮 选 试 验 用 样 。经 化 学 分 析 , 磁 黄 铁 矿 矿 样 纯 度 为 93. 86% , 化 学 计 量 式 为 Fe0. 88 S; 脆 硫 锑 铅 矿 含 : Pb 34. 5%、Sb 30. 7%、Fe 6. 3%、 S 21. 2%; 铁 闪 锌 矿 含 : Zn 56. 22%、 Fe 15. 05%、 S 27. 61%、 Pb 1 . 02%。 浮 选 用 水 为 一 次 蒸 馏 水 预 先 配 制 好 的 各 相 [7 ] 应 pH 值 缓 冲 溶 液 。 缓 冲 溶 液 配 制 的 原 则 是 尽 可 能 选 择 最 低 缓 冲 试 剂 的 浓 度 而 又 不 失 缓 冲 能 力 。 缓 冲 溶 液 配 制 见 表 1。 矿 浆 电 位 调 节 所 用 药 剂 为 过 硫 图 1  pH 值 和 矿 浆 电 位 对 磁 黄 铁 矿 浮 选 回 收 率 的 影 响 S O S O 4 2 2 8 2 2 4 酸 铵 ( (N H ) ) ) 和 硫 代 硫 酸 钠 ( (N a ) )。 实 验 所 用 药 剂 除 起 泡 剂 丁 基 醚 醇 和 丁 胺 黑 药 (纯 度 约 为 86% ) 为 工 业 级 之 外 , 全 部 为 分 析 纯 试 剂 。 丁 基 醚 醇 用 量 为 10m göL。 表 1  缓 冲 溶 液 调 制 药 剂 pH 值 调 制 药 剂 pH 值 2. 2 4. 7 710 N a2HPO 4+ KH 2PO 4 HCl HAC+ N aAC 818 11 1211 调 制 药 剂 NH3发 H2O + NH4Cl N a2CO 3+ N aHCO 3 N aOH 图 2  pH 值 和 矿 浆 电 位 对 脆 硫 锑 铅 矿 浮 选 回 收 率 的 影 响 1. 2试 验 方 法 WWW.KY114.CN 每 次 矿 样 重 2. 2g, 加 水 50mL , 用 JCX250W 型 超 声 波 清 洗 机 清 洗 表 面 5m in 澄 清 , 倒 去 上 面 悬 浮 液 , 用 相 应 pH 值 缓 冲 溶 液 冲 入 25mL 挂 槽 式 浮 选 机 中 , 根 据 实 验 要 求 加 入 相 应 药 剂 调 节 矿 浆 , 加 起 泡 剂 前 , 测 量 矿 浆 电 位 。 测 量 电 位 仪 器 为 PH S23C 精 密 pH 计 , 用 甘 汞 电 极 和 铂 电 极 组 成 电 极 对 , 测 量 矿 浆 电 位 。 测 量 的 电 位 数 值 均 换 算 为 标 准 氢 标 电 位 。 浮 选 时 间 为 4m in, 单 矿 物 浮 选 判 据 为 : 图 3  pH 值 和 矿 浆 电 位 对 铁 闪 锌 矿 浮 选 回 收 率 的 影 响 2. 1. 2铅 锑 锌 铁 硫 化 矿 丁 胺 黑 药 诱 导 浮 选 回 收 率 与 矿 浆 电 位 的 关 系 m 1 R = m 1 + m 2 总 100% , - 4 图 4、图 5、图 6 分 别 给 出 了 丁 胺 黑 药 (10 mo lö L ) 为 捕 收 剂 时 , 磁 黄 铁 矿 、 脆 硫 锑 铅 矿 和 铁 闪 锌 矿 的 pH 值 分 别 为 4. 7、 8. 8、 12. 1时 , 矿 浆 电 位 与 浮 选 回 收 率 关 系 曲 线 。 由 图 4、图 5、图 6 可 以 看 出 , 在 一 定 的 pH 值 下 , 磁 黄 铁 矿 和 脆 硫 锑 铅 矿 在 一 定 的 电 位 区 域 内 上 浮 。 以 回 收 R = 50% 所 对 应 的 电 位 定 为 浮 选 电 位 上 限 E h (u) 和 电 位 下 限 E h (l) , 即 : 在 某 一 pH 值 下 , 只 有 当 矿 浆 电 位 E h (l) < E h < E h (u) 时 , 磁 黄 铁 矿 和 脆 硫 锑 铅 矿 才 可 上 浮 。 磁 黄 铁 矿 在 弱 碱 性 pH 范 围 , 可 浮 电 位 区 间 很 宽 , 在 pH = 12. 1时 , 可 浮 电 位 区 间 很 窄 。 脆 硫 锑 铅 矿 则 在 所 研 究 的 3 个 pH 范 围 均 有 一 定 的 可 浮 电 位 区 间 , 在 酸 性 和 弱 碱 性 条 件 下 可 浮 电 位 区 间 很 宽 。 铁 闪 锌 矿 只 在 酸 性 条 件 下 可 浮 , 在 pH = 8. 8和 pH = 12. 1不 具 有 可 浮 电 位 区 1 2 式 中 , R 为 回 收 率 ; m 、m 分 别 为 泡 沫 产 品 和 槽 内 产 品 质 量 。 2 结 果 和 讨 论 . 1  浮 选 实 验 . 1. 1  pH 值 对 矿 浆 电 位 和 丁 胺 黑 药 浮 选 铅 锑 锌 铁 硫 化 矿 的 影 响 2 2 - 4 以 丁 胺 黑 药 (10 mo löL ) 为 捕 收 剂 时 , pH 值 对 矿 浆 电 位 和 磁 黄 铁 矿 、 脆 硫 锑 铅 矿 及 铁 闪 锌 矿 浮 选 回 收 率 的 影 响 见 图 1、图 2、图 3。 由 此 可 以 看 出 , 磁 黄 铁 矿 和 脆 硫 锑 铅 矿 在 丁 胺 黑 药 为 捕 收 剂 时 , 在 pH < 10 范 围 内 均 有 较 好 的 可 浮 性 。当 pH > 10 后 , 回 收 率 开 始 下 降 。 脆 硫 锑 铅 矿 在 整 个 pH 值 范 围 内 可 浮 性 均 略 好 于 磁 黄 铁 矿 , 即 使 pH = 12. 7的 高 碱 条 件 1 1 总 第 436 期矿 业 快 报 2005 年 10 月 第 10 期 间 , 在 pH = 4. 7时 , 在 药 剂 所 能 调 剂 的 矿 浆 电 位 范 围 均 有 很 好 的 可 浮 性 , 浮 选 回 收 率 达 90% 左 右 。 铅 矿 有 可 能 实 现 电 位 调 控 分 选 , 铁 闪 锌 矿 只 在 酸 性 条 件 下 才 可 浮 , 在 pH = 4. 7 时 , 在 药 剂 所 能 调 控 的 矿 浆 电 位 范 围 均 有 很 好 的 可 浮 性 , 回 收 率 高 达 90% 左 右 。 图 4  矿 浆 电 位 与 磁 黄 铁 矿 浮 选 回 收 率 的 关 系 1 - 磁 黄 铁 矿 ; 2- 脆 硫 锑 铅 矿 图 7  硫 化 矿 浮 选 电 位 上 、下 限 与 pH 值 的 关 系 2 . 2  结 论 1) 当 丁 铵 黑 药 为 捕 收 剂 时 , 磁 黄 铁 矿 和 脆 硫 锑 铅 矿 在 pH < 10 范 围 内 均 有 较 好 的 可 浮 性 , 当 pH 10 后 , 回 收 率 开 始 下 降 。 铁 闪 锌 矿 只 有 在 酸 性 条 ( > 件 下 才 可 有 很 好 的 可 浮 性 , 当 pH > 5 以 后 , 浮 选 回 收 率 急 剧 下 降 而 不 可 浮 。 图 5  矿 浆 电 位 与 脆 硫 锑 铅 矿 浮 选 回 收 率 的 关 系 ( 2) 磁 黄 铁 矿 、 脆 硫 锑 铅 矿 和 铁 闪 锌 矿 存 在 一 定 的 可 分 离 电 位 区 间 。 参考文献 : WWW.KY114.CN [ [ [ [ 1 ]  Buckley, A. N. and W oods, R. , App l. X2Ray Photoelectron Spectroscopy of O xidized Pyrrhofite Surfaces[J ]. É Exposure to A ir, App l. Surf. Sci. , 1985, 22ö23: 280~ 287. 2 ]  Buckley, A. N. and W oods, R. , App l. X2Ray Photoelectron Spectrp scopy of O xidized Pyrrhotite Surfaces[J ]. Ê Exposure to A queousolutions, App l. Surf. Sci. , 1985, 20: 472~ 480. 3 ]  Ham ilton, I. C. and W oods, R. , A n Investigation of Surface O xidation of Pyrite and Pyrrhotite by L inear Potential Sw eep Voltamm etry[J ]. J. Electroanal Chem. , 1981, 118: 327~ 343. 4 ]  Steger, H. F. , O xidation of sulfide m inerals, V II. Effect of Temperature and Relative Hum idity O n the O xidation in of Pyrrhotite[J ]. Chem. 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