江西有色金属  1992, Vol. 6 Issue (1): 28-32
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用西德絮凝剂对氧化锌矿絮凝行为的研究[PDF全文]
杨敖     
昆明工学院
摘要:本文介绍了用西德生产的六种絮凝剂对云南兰坪铅锌矿的氧化锌矿絮凝行为的研究,试验中还对氧化锌矿与石英的分离及其去活、活化等问题进行了探讨。
关键词絮凝剂    络合剂    氧化锌矿    
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0 前言

兰坪铅锌矿浮选的问题是锌的回收率低,精矿的品位也不高,特别是细粒锌的回收更是困难。本研究以选择性絮凝新工艺,处理兰坪铅锌矿中的主要含锌矿物—水锌矿,以期提高细粒锌的回收效果。

影响选择性絮凝的因素较多,其中最主要的是絮凝剂特性。据介绍,西德哈维森化学产品有限公司生产的絮凝剂,对铅锌矿有较强的絮凝作用,本研究便选用该种药剂作为锌矿物的絮凝剂进行试验。

对氧化锌矿物选择性絮凝的研究还不多,但已有工业生产的实例,南朝鲜的富平山矿氧化铅锌矿絮凝浮选厂就是例子之一。

1 试料、药剂和试验方法 1.1 试料

研究所用的水锌矿取自云南兰坪铅锌矿,其纯度为96%。石英取自山东招远县蚕庄石英矿,其纯度为98%。矿料均用瓷球磨至-20μm占95%以上。

1.2 药剂

絮凝剂由西德(Chemische Fabric Stockhawsen GmbH)供给,有六种类型,见表 1

表 1 西德絮凝剂类型
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研究所用六偏磷酸钠(SHMP)、三聚磷酸钠(STD)、乙二胺四乙酸(EDTA)等药剂均为市售化学纯或分析纯。

1.3 试验方法

单矿物的分散、絮凝试验在深型烧杯中进行,试样重3g,矿浆体积500mL;加矿,加药后搅拌,静置,抽取悬浮液用光电比色计测定其透光率;絮凝物烘干,称重,计算其絮凝率。混合矿样用化验品位定指标。

2 试验研究

由细微矿物颗粒组成的热力学不稳定体系,矿粒之间存在着同相絮凝和异相絮凝的趋势,为了达到选择性絮凝的目的,首先要使矿物充分分散,消除异相絮凝。

矿浆pH值对水锌矿和石英分散的影响

试验采用氢氧化钠和盐酸调节矿浆的pH值,试验结果见图 1

图 1 矿浆pH值对矿物分散的影响

图 1可见,在试验的pH值范围内,石英具有良好的分散性;水锌矿在pH值小于9,大于13时亦能较好的分散,但pH值为9-13时,水锌矿还有较高的絮凝率,最高时达90%,这说明水锌矿有较强的同相絮凝作用,用酸碱调整矿浆的pH值,虽能使水锌矿矿粒之间的静电斥力增加,但还不能完全克服同相絮凝作用。

从水锌矿和石英的分离效果看,矿浆pH值选用6-8为好,这种pH值正是蒸溜水的自然pH值的范围(水锌矿浆的自然pH值为7.4)。

水锌矿与石英互凝特性的考查

试验条件是固定矿浆pH为8.2,添加六偏磷酸钠8mg/L。

通过试验可知,3g水锌矿搅拌后沉降1分钟,沉降物产率为74%,3g石英搅拌后沉降1分钟,沉降物产率为23%,因此混合矿(1g水锌矿和2g石英)沉降物的最小理论产率应为40%,且若混合矿中水锌矿和石英存在互凝,则其沉降物产率必然大于40%,而我们的试验结果,得到的混合矿沉降物产率为35.6%,由此可以认为在此条件下,水锌矿和石英之间不存在异相凝结。

2.1 单矿物絮凝试验

絮凝剂选择性地吸附于目的矿物表面,并通过其桥联作用和极性吸附作用形成絮团,这是选择性絮凝分离矿物的关键,因而有必要考察絮凝剂对矿物的絮凝特性。

本试验固定矿浆pH为8.2,分散剂六偏磷酸钠用量为8mg/L,絮凝剂变量。

2.1.1 西德阳离子絮凝剂对水锌矿的絮凝

絮凝效果见图 2

图 2 阳离子絮凝剂对水锌矿的絮凝效果

图 2可以看出,该三种阳离子絮凝剂在分散剂存在的情况下,都能得到产率为97%以上的水锌矿的絮凝物,可见三种药剂都是水锌矿的良好絮凝剂,其中又以655BC效果最好,P411BC次之。而且达到较好的絮凝物产率时,用量也较低,不超过2-4mg/L。

2.1.2 西德阴离子絮凝剂对水锌矿的絮凝

絮凝效果见图 3

图 3 阴离子絮凝剂对水锌矿的絮凝效果

图 3看出,三种阴离子絮凝剂对水锌矿的絮凝效果也是好的,虽然比阳离子的絮凝效果稍差,但其絮凝物产率都在92%以上,而且是在添加了分散剂的情况下获得的。

三种絮凝剂中以2540的絮凝效果最好,当用量为2mg/L时,絮凝物产率达99%;而2500絮凝剂效果较差,但当其用量增加,效果递增;絮凝剂2360,在高用量和低用量时效果好而在中等用量时效果稍差。

2.1.3 对未活化石英的絮凝

对水锌矿絮凝效果较好的是阳离子絮凝剂655BC和阴离子絮凝剂2540,以此二种药剂作为石英的絮凝剂进行试验,试验结果见图 4

图 4 絮凝剂用量与石英絮凝产率的关系

图 4可见,阴离子絮凝剂2540对未活化的石英没有絮凝作用,而阳离子絮凝剂655BC却显现出很强的絮凝作用,且低用量和高用量时,絮凝率变化很小,均在90%以上。与图 3比较,在水锌矿和石英分离时,选用阴离子絮凝剂2540为好。

2.1.4 对已活化石英的絮凝

考虑到矿浆中含有多种矿物,存在多种离子,某些离子对目的矿物或脉石矿物有不同程度的活化作用,使絮凝过程失去选择性。矿浆中存在较多的锌离子,所以本试验主要考察石英被锌离子活化的情况下:2540(用量为2mg/L)对其的絮凝效果。试验结果见图 5

图 5 硫政锌用量与石英絮凝率的关系

图 5可看出,Zn2+对石英的活化能力很强,当ZnSO4用量增加到20mg/L时,石英的絮凝物产率达90%。

2.1.5 絮凝剂用量对活化后石英絮凝的影响

絮凝剂用量与石英絮凝的关系见图 6

图 6 絮凝剂用量与石英絮凝率的关系

图 6示出,絮凝剂2540对活化后的石英絮凝能力很强,其用量为1mg/L时,絮凝物产率达93%。所以,若使分离效果好,有去活的必要。

2.1.6 添加络合剂为石英去活

选用SHMP和EDTA作石英的去活剂,试验添加ZnSO440mg/L,絮凝剂2540 2mg/L,去活剂变量。结果如图 7

图 7 络合剂用量与石英絮凝率的关系

图 7示出了两种去活剂对石英的去活能力都较强,尤以SHMP效果最佳,其用量为8mg/L时,石英的絮凝物产率仅24%,此时,可认为Zn2+已被络合,而失去活化作用。

两种络合剂,对石英的去活能力都强,但对水锌矿效果如何,是否能在石英和水锌矿分离时采用,为了回答此问题,进行了试验。试验结果表明,在同样的絮凝条件下,SHMP和EDTA的用量分别为36和100mg/L时,水锌矿絮凝物产率分别为98.5%和98.2%。由此可见,若这两种药剂的用量不超过上述剂量时,对石英起到去活作用,而对水锌矿的絮凝,没有影响。

2.1.7 矿浆pH值对矿物絮凝的影响

矿浆pH与矿物絮凝的关系见图 8

图 8 矿浆pH与矿物絮凝的关系

试验中絮凝剂2540的用量为2mg/L,ZnSO4用量为40mg/L。

图 8看出,当pH值增加时,未活化的石英絮凝产率虽有所增加,但比起水锌矿絮凝产率来,相差甚大,特别是pH值为6-9时,尤其显著。活化了的石英,对pH值非常敏感,它的絮凝产率几乎随pH的增高而增加,pH值为8时,产率为84%,此时,它和水锌矿分离的效果不佳,而pH值在6以下,Zn2+失去了对石英的活化作用。可见,如果水锌矿、未活化石英和活化了的石英都存在时,pH值应选定为5;若石英已去活,pH值可用矿浆的自然pH值(约为8左右)。

2.2 混合矿物的絮凝分离试验

本研究进行了单一去活剂和混用去活剂对混合矿物的分离试验,结果认为混合使用SHMP与EDTA,比单独使用效果要好。表 2列出了混合使用去活剂对不同比例的混合矿样絮凝分离的指标。

表 2 混合矿物的分离指标
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絮凝分离的条件是SHMP8mg/L,EDTA6mg/L,絮凝剂用量2mg/L,矿浆pH为5.6。

从表中看出,药方和絮凝条件较合适,锌精矿和回收率指标尚好;同时还看出,原矿品位提高,锌精矿品位和回收率也大幅度增高。

3 结论

a.  西德的六种絮凝剂,对水锌矿的絮凝十分有效,其中三种阳离子絮凝剂絮凝效果略优于阴离子絮凝剂。六种絮凝剂的有效剂量为1-3mg/L。

b.  阳离子絮凝剂对未活化的石英絮凝产率较高,而阴离子絮凝剂对其絮凝产率较低。水锌矿与石英絮凝分离时宜选用阴离子絮凝剂2540。

c.  重金属阳离子对石英有活化作用,矿浆中存在20mg/L的ZnSO4时,石英的絮凝产率在90%以上;活化了的石英絮凝时,在絮凝剂2540用量为1mg/L时,其絮凝物产率达90%以上。石英的去活可添加SHMP或EDTA,也可二者混用。

d.  采用本试验的药方和絮凝条件,可得到水锌矿和石英混合矿物絮凝分离的良好指标。