乙基黄药自然降解的影响因素研究

图4
硫化矿吸附作用下乙基黄药自然降解曲线
图3
实际生产中乙基黄药自然降解曲线
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自然降解动力学分析
自然降解动力学 由图 4 可以看出， 乙基黄药在水溶液中的自然降
由图 3 可以看出， 在实际生产中， 初始乙基黄药给 药浓度为 28 mg / L， 两种矿浆上清液在自然降解条件 下经过一周的时间， 黄药绝大部分已降解， 实际降解速 度非常快。 为验证硫化矿矿石吸附对黄药降解的影 进行了实验室研究。 响， 图 4 为乙基黄药初始浓度 27 mg / L、 加入矿石后 搅拌 3 min 条件下， 上清液中乙基黄药浓度随时间变 化曲线。从图 4 中看出， 对照试验中浓度变化的基本 规律是相同的。降解率开始增长明显， 随时间延长缓 慢增加。上清液中药剂浓度在短时间内相比初始浓度 有所减少， 这说明吸附是存在的， 但减少值非常小， 大 部分黄药没有吸附在矿石上， 这与矿物加工领域基本观 16 点相悖。水溶液中乙基黄药 8 d 的降解率为 18． 47% ， d 时降解率只有 31． 60% ， 第 55 d 降解率仅为 55． 10% ； 而 经过硫化矿吸附作用后上清液中的黄药降解速率明显加 7 d 降解率为 43． 44% ， 15 d 降解率达到 73． 16% ， 快， 第 22 d 降解率达到 95． 39% ， 第 51 d 降解率为 99． 26% 。这正 是许多硫化矿选矿厂排水中的黄药降解速度的实际情 况， 反映了硫化矿矿石对黄药降解有着直接影响 ， 然而 对于经硫化矿吸附后的上清液中乙基黄药自然降解的 研究， 目前尚无文献报道， 这仍是需要深入研究的问 题。
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结果与讨论
乙基黄药的紫外扫描图谱 乙基黄药的紫外扫描图谱如图 1 所示。
图2 水质和初始浓度对乙基黄药自然降解的影响
（ a） 10． 5 mg / L； （ b） 21． 0 mg / L； （ c） 31． 0 mg / L
从图 2 可知， 无论是去离子水还是自来水配制的 乙基黄药溶液， 都随自然降解时间延长浓度降低。 在 测定时间范围内绝大部分黄药降解， 相同初始浓度的 溶液在两种水质中降解完全所用时间基本一致 。 因 此， 水质对乙基黄药的自然降解影响不大。 但不同浓 度时影响规律略有不同， 浓度低时水质对降解过程影
比试验结果。
计了对照试验。 考虑到工业生产中黄药使用的浓度范围， 选取了 21． 0 ， 31． 0 mg / L 进行对比。用天平称 质量浓度 10． 5 ， 于 1 L 容量瓶中分别配制以自来 取不同质量的黄药， 、 水 去离子水为溶剂的初始浓度的黄药溶液。 溶液配 好后， 定期测量其吸光度。 为考察经硫化矿吸附作用后水中乙基黄药的自然 设计了以下试验： 为使试验接近浮选生产实 降解性， 践， 用天平称取若干份质量为 1 kg 的某铁矿原矿， 用 棒磨机磨细至 － 0． 074 mm 粒级占 70% ， 取 2． 3 L 初始 将 1 kg 磨细 浓度为 27 mg / L 的黄药溶液于浮选槽内， 调节浮选机叶轮转速 1 800 r / min， 后的样品加入其中， 搅拌时间 3 min， 静置 0． 5 h 后取矿浆上清液。 采用 UV － 2802S 紫外分光光度计（ 尤尼柯上海仪 器有限公司） 测定乙基黄药的浓度； 采用 XFD 型实验 室单槽浮选机（ 3 L） 进行吸附或浮选试验。
Analysis of Factors Affecting Natural Degradation of Ethyl Xanthate
3 LIU Yong1 ，SUN Tichang1 ，ZOU Anhua1 ，XU Chengyan1 ，MAO Xiangju2， （ 1 ． School of Civil and Environmental Engineering，University of Science and Technology Beijing， Beijing 100083 ， China； 2 ． Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Ｒesources，Chinese Academy of Geological Sciences， Zhengzhou 450006 ，Henan，China； 3 ． National Engineering Center for Multipurpose Utilization of NonMetallic Mineral Ｒesources，Zhengzhou 450006 ，Henan，China）
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试验方法
试验原料
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2 油 （ 松醇油 ） 均为某铁矿选 试验所用乙基黄药、 其矿物组成 矿厂生产使用的工业品； 矿石取自某铁矿， 及含量为假象赤铁矿 21． 96% 、 磁铁矿 3． 98% 、 碳酸盐 类 21． 94% 、 半假象赤铁矿 24． 3% 、 石英 4． 62% 、 黄铁 菱铁矿 6． 24% ， 其余为粘土类物质。 矿样 矿 6． 38% 、 经2 段破碎至 － 2 mm 保存。 对比试验过程中自来水 为北京市自来水， 去离子水为实验室制备。 1． 2 试验方法与仪器 为考察水质、 浓度对乙基黄药自然降解的影响 ， 设
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（ 1． 北京科技大学 土木与环境工程学院， 北京 100083 ； 2． 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所， 河南 郑州 450006 ； 3． 国家非金属矿资源综合利
摘
要： 运用紫外光谱检测水中黄药含量的方法， 研究了水质、 浓度、 硫化矿吸附作用对乙基黄药自然降解的影响， 并讨论了自然
乙基黄药在去离子水和自来水两种水质中发生自然降解的规律基本一致； 黄药初始浓度越高， 自然降 降解动力学模型。结果表明， 解完全所需时间越长； 硫化矿吸附作用可明显提高乙基黄药的自然降解速率 。在试验条件范围内， 乙基黄药自然降解过程符合一 在自然降解过程中只有中间产物过黄药产生 。 级动力学模型。自然降解机理初步探讨结果表明， 关键词： 乙基黄药； 自然降解； 动力学； 机理 中图分类号： X703． 1 文献标识码： A doi： 10． 3969 / j． issn． 0253 － 6099． 2016． 01． 009 文章编号： 0253 － 6099 （ 2016 ） 01 － 0036 － 05
第1 期
刘
勇等： 乙基黄药自然降解的影响因素研究
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然降解的影响， 并建立了黄药自然降解动力学方程 ， 也 对乙基黄药的自然降解机理进行了探讨分析 ， 旨在为 乙基黄药自然降解的规律研究提供参考 。
由图 1 可以看出， 乙基黄药在波长 200 ～ 400 nm 范围内共有 2 个吸收峰， 分别在 226 nm 和 301 nm 处。 选取最大吸收峰 301 nm 处作为测定乙基黄药质量浓 度的特征吸收峰。 2． 2 水质和浓度对乙基黄药自然降解规律的影响 图 2 为不同水质下黄药溶液浓度随时间变化的对
Abstract： The influence of water quality，initial xanthate concentration and adsorption of sulfide ore on the natural degradation of ethyl xanthate was investigated by measuring its concentration in water with ultraviolet spectrophotometry， and the kinetic model of natural degradation was discussed． The results indicate that natural degradation of ethyl xanthate in deionized water and tap water follows similar variation law． The higher initial xanthate concentration，the longer duration is required for complete degradation． The adsorption of sulfide ore can obviously accelerate the order kinetic model under the degradation of xanthate． Besides，the natural degradation of ethyl xanthate follows the firsttesting condition in this paper． Preliminary investigation on degradation mechanism shows that，ＲOCSSO － is the only intermediate product during the natural degradation process． Key words： ethyl xanthate； natural degradation； kinetics； mechanism 黄药是黄原酸钾盐或钠盐， 是金属矿尤其是有色 金属硫 化 矿 浮 选 中 最 有 效 也 是 最 常 用 的 捕 收 剂 之 ［1 － 2 ］ 。工业应用中加入的黄药有相当数量进入到选 一 矿废水中， 外排会造成水污染， 被黄药污染的水往往呈 ［3 ］ ， 。 现恶臭 并易造成硫污染 对于选矿废水中黄药污 法 染的治 理 主 要 采 用 物 理 化 学 方 法 和生物处理 ［9 ］ ， 然而， 这些方法有明显不足之处， 不能完全消除 污染， 能耗 大， 运 行 费 用 高 昂， 且很可能产生二次污 ［10 － 12 ］ 染 等。造成上述结果的一个重要原因就是对黄 药降解缺乏足够认识。目前国内外关于黄药降解的研
收稿日期： 基金项目： 作者简介： 通讯作者：
2015 － 09 － 20 中国地质调查局地质调查子项目（ 12120113006900 ） 刘 勇（ 1989 － ） ， 男， 河北唐山人， 硕士研究生， 主要研究方向为浮选药剂的降解规律及机理。 孙体昌（ 1958 － ） ， 男， 河北保定人， 博士， 博士研究生导师， 主要从事难选铁矿石直接还原焙烧工艺及其机理 、 矿产资源综合利用 研究、 矿山废水处理理论与工艺研究 。