一、联合用药
各种捕收剂联合使用,是以矿物表面不均匀性和药剂间的协同效应为根据,在工业 实践中已得到广泛应用。主要方式有:
(1) 同系列药剂的混合使用 如低级黄药与高级黄药共用,不同黑药的混合剂(208 号黑药),捕收力和选择性都得到改善。
(2) 同类药剂的混合使用 常见的各种硫化矿捕收剂的共用,包括强捕收性与弱捕 收性药剂的混合,可溶与不可溶药剂的混合、价昂与价廉药剂的混合使用等。如31号黑 药是25号黑药中溶入6%的不溶性固体的白药的混合剂,400号系列是在价廉的黑药水 溶液中溶入价昂而捕收性较强的巯基苯骈噻唑钠盐的混合剂;4037号药剂是黑药中加入 Z - 200号硫胺酯的混合剂。
(3) 阳离子与阴离子捕收剂共用如十二胺与油酸钠共用及十二胺与戊黄药共用作 白钨矿捕收剂,乙二胺与黄药共用作氧化铜矿捕收剂都能提高选矿指标。这种混合用药 的机理有两种解释:一种认为是阳离子药剂先在荷负电的矿物表面吸附,并使矿物表面 电荷符号变正,以利于阴离子药剂吸附;另一种看法是在酸性介质中阳离子捕收剂为离 子吸附,阴离子为中性分子吸附(或者在碱性介质中情况相反)。前者简称为"电荷补偿” 机理,后者就是分子离子共吸附。
(4)大分子与小分子药剂共用或混用如所谓”聚-复捕收剂”是将水不溶性的高 分子聚合物与普通捕收剂混合制成的水溶性复合物,包括将聚乙烯醋酸酯加入十二胺盐 酸盐及十二烷基磺酸钠水溶液中的制剂。据认为捕收剂分子沿聚合物烃链发生定向吸 附构成覆合物,其捕收性能比原有的更高。
此外,抑制剂的联合使用就更为常见,其结果都能大幅度提高药效,改善过程选择 性。作为一种新的用药工艺,当前已在生产实践中得到广泛应用并不断取得新的发展。
二、矿浆中药剂最佳用量的控制与调节
浮选回路中药剂制度最佳化和控制,对浮选过程的稳定和最大限度降低药耗是重要 的因素。
矿浆中药剂最佳用量的控制与调节,主要通过实验室试验和工业实验,了解浮选回 路中各种药剂与矿物之间以及各种药剂浓度之间的相互关系,确立在不同条件下的函数 式(或称数学模型),从中可掌握其特征参数。
例如,用黄药浮选硫化铜矿时,经实验研究确定,矿浆中拥有的黄药浓度与硫化铜矿 物浮选必须的浓度比例是一重要参数(见图6-1-2,图6-1-3),必需的黄药浓度可用 表6-1-3中所列方程式计算。
由图6-1-2及图6-1-3和表6-1-3数据可见,用黄药浮选硫化铜、铁矿时,主 要的硫化矿物的可浮性规律是:
(1) 硫化铁浮选要求矿浆中的捕收剂浓度远比硫化铜浮选高,按充分浮选所必需的黄药浓度递增的顺序排列:辉铜矿-铜蓝-斑铜矿-黄铜矿-白铁矿-黄铁矿-磁黄铁 矿。
(2)当浮选任一硫化铜、铁矿物时,矿浆中必需的黄药浓度是随pH值增大而提高的。 根据表6-1-3中的方程式,在不同pH条件下,对优先浮选或混合浮选所必需的黄 药浓度均可进行确定。浮选回路中黄药的最佳用量则可用一自控体系来调节。药剂用 量自控体系原则流程如图6-1-4所示。
图6-1-3矿浆中拥有的黄药浓度与必需浓度比例对
硫化铜、铁矿可浮性的影响
1—黄铁矿-乙黄药;2一白铁矿-乙黄药;3一原生磁黄铁矿-乙黄药;
4一次生磁黄铁矿-乙基黄药;5一黄铜矿-乙黄药;6一斑铜
矿-乙黄药;7—铜蓝-乙黄药;8—辉铜矿-乙黄药
表6-1-3浮选硫化铜、铁时,必需的黄药浓度的计算方程
辉铜矿 |
=〔一16.43 — J 十—pH — —也 |
-24.50 |
铜蓝 |
|
—22.50 |
斑铜矿 |
igtKX->〔 +1.07斗寺 IgCCu+XKX-) +普 lg(Fe(OH)*K KX“〕〕+ 另pH + |
|
|
~lgCs2o32-) |
-13.20 |
黄铜矿 |
IgCKX-J-^+0.96 + ^lgtCu^(KX-) + 昔敏FNOH)+)〔KX-〕〕+-^-pH + |
|
|
|
-11.53 |
|
,A_jg(s2o33-) |
|
黄铁矿 |
ig〔KX-〕=〔一0.29~Hg〔Fe(OH)+KKX-)〕pH + —" IgtSeOa2-) |
—10.46 |
白铁矿 |
lg〔KX-〕=〔iO・51 + lg〔F(OH)+)〔KX-〕J + ±pH +-|- lg(S2O32-) |
-10.66 |
磁黄铁 矿 |
魇〔KX-〕h〔一l.98 + JHFe(OH)+〕〔KX・)〕+-|—PH+=¥ lg(S2O32-) |
-9.85 |
由图6-1-2及图6-1-3和表6-1-3数据可见,用黄药浮选硫化铜、铁矿时,主 要的硫化矿物的可浮性规律是:
(1) 硫化铁浮选要求矿浆中的捕收剂浓度远比硫化铜浮选高,按充分浮选所必需的黄药浓度递增的顺序排列:辉铜矿-铜蓝-斑铜矿-黄铜矿-白铁矿-黄铁矿-磁黄铁 矿。
(2)当浮选任一硫化铜、铁矿物时,矿浆中必需的黄药浓度是随pH值增大而提高的。 根据表6-1-3中的方程式,在不同pH条件下,对优先浮选或混合浮选所必需的黄 药浓度均可进行确定。浮选回路中黄药的最佳用量则可用一自控体系来调节。药剂用 量自控体系原则流程如图6-1-4所示。
图6-1-4浮选回路黄药最佳用量
自控体系原则流程图
自控体系的工作原理是:浮选回路1中的pH值和黄药浓度〔KX-〕分别由〔H+〕离子 检测仪2和黄药离子〔KX-〕检测仪4进行检测,由2检测到的pH值数据送到电脑控制 器3,在此就该pH值的条件下算出充分浮选必需的黄药浓度(按表6-1-3中计算方程 式1-〔KX-〕=f(pH))。控制器5的职能是将来自4(浮选回路中黄药〔KX-〕实际浓度数 据)与来自3(回路中在当时pH条件下的最佳浓度数据)的数据进行比较,并将指令黄药 给料器6执行调整。为此,浮选回路总是处于最佳药剂浓度条件下工作。
矿浆温度
矿浆温度在浮选过程中常常起着重要的作用,也是影响浮选的一个重要因素。调节 矿浆温度条件主要来自两个方面的要求:一是药剂的性质,有些药剂要在一定温度下才 能发挥其有效作用;二是有些特殊的工艺,要求提高矿浆温度以达到分选矿物的目的。
一、非硫化矿加温浮选
在非硫化矿浮选实践中,使用某些难溶的、且其溶解度随温度而变化的捕收剂(如脂 , 肪酸和脂肪胺类)时,提高矿浆温度可以使他们的溶解度和捕收力增加,常能大幅度降低 药耗和提高回收率。
用脂肪酸类捕收剂浮选萤石时,浮选技术指标与矿浆温度密切相关。试验表明,在 矿浆温度5 ~ 350%范围内,矿浆温度对萤石浮选将产生影响(见表6-1-4)。
表6-1-4矿浆温度对萤石浮选的影响
矿浆温度,% |
精矿指标 |
||
精矿产率,% |
精矿品位,%Ca-2 |
精矿回收率,% |
|
5 |
30.3 |
89.65 |
49.8 |
8 |
35.6 |
89.39 |
58.4 |
10 |
45.0 |
91.66 |
75.7 |
15 |
47.5 |
91.50 |
79.7 |
20 |
54.1 |
91.74 |
91.1 |
25 |
57.9 |
89.53 |
95.1 |
30 |
59.2 |
89.73 |
97.1 |
35 |
59.5 |
89.33 |
97.5 |
欲得到相同的选矿指标(精矿品位89.36% 土 1.04%,回收率96% 土 1.30%),当矿 浆温度为5%时,油酸用量需高达1000克/吨,在温度为35%时,油酸用量仅需250克/ 吨。
此外,白钨粗精矿精选的”彼德罗夫法",就是在高温的浓矿浆中,利用水玻璃的选择 解吸作用,捉高白钨与方解石、萤石分选的工艺。
作用,捉高白钨与方解石、萤石分选的工艺。
二、硫化矿加温浮选
用黄药类捕收剂浮选多金属硫化矿时,将混合精矿加温至一定的温度,可以促使矿 物表面捕收剂的解吸,强化抑制作用,解决了多金属混合精矿在常温下难以分选的问题。 加温浮选的实质系利用各种硫化矿表面氧化速度的差异、扩大待分选矿物可浮性差别。 目前采用的硫化矿加温浮选有如下各类方法。
A铜-铅混合精矿的加温浮选分离
(1) 矿浆直接加温法;
(2) S0$ -矿浆加温法;
(3) 亚硫酸-蒸气加温法;
(4) 硫酸-矿浆加温法。
在上述工艺中矿浆加温的作用,主要认为是选择性解吸方铅矿表面的捕收剂,并使 其表面氧化亲水,在有抑制剂(S0$,H$S03和H2SO4等)存在下,进一步强化对方铅矿的 抑制作用,故能改善铜、铅浮选分离效果。
B铜-钼混合精矿的加温浮选分离
(1) 硫化钠-蒸气加温法;
(2) 石灰-蒸气加温法;
(3) 氰化物加温法;
(4) 组合用药(NaHS/Na2SO3 + NaCN)-矿浆加温法。
上述工艺中,矿浆加温的作用主要加强选择性解吸铜矿物表面的捕收剂,并促进抑 制剂对铜矿物的抑制作用。因此,能有效地提高铜-钼分离浮选的效果。
铜-锌混合精矿的加温分离浮选
(1) 自然氧化-热水浮选法;
(2) 石灰-蒸气加温法。
上述工艺适用于抑铜浮锌。矿浆加温有利于铜矿物表面捕收剂解吸及表面氧化,而 锌矿物受铜离子活化,不易受抑制,故加温矿浆有利于铜-锌分选。
加温浮选工艺虽然有很多优点,但尚存在一些技术性问题。在实践中应加以注意并 进一步解决。
(1) 要防止中矿的恶性循环。石灰-蒸气加温法或用其他抑制剂加温法,对矿物的 抑制作用较强,但不加药剂的加温法,主要是靠选择性解吸,因而对矿物的抑制作用较 弱。因此常常造成大量中矿循环。为了减少中矿循环,应严格控制矿浆温度,如精选、扫 选作业的温度、应略高于粗选温度。
(2) 应注意改善劳动条件。由于矿浆加温,会使厂房温度升高,水蒸气和药物分解产 物(如CS2等)增多。因而使劳动条件变坏。
(3) 要注意机械的润滑和防腐。由于加温,浮选机受热,轴承润滑油会溶化流出,应 采用耐高温润滑脂来代替黄油,防止润滑油流入矿浆,损坏浮选机部件和破坏浮选过程 的稳定。