浮选作业中调整剂的作用

浮选作业中调整剂的作用中国选矿技术网专家郑广岱【摘要】：在浮选工艺中所使用的各种药剂，总称为浮选药剂，在浮选药剂中除捕收剂和起泡剂外，都称为调整剂。

调整剂的作用是：调整捕收剂与矿物的作用，促进或抑制矿物的可浮性；调节矿浆的酸碱度及离子的组成。

按调整剂的作用效果分类，大致可分为pH调节剂、活化剂、抑制剂、分散剂，絮凝剂等。

在选矿过程中，利用矿物天然疏水性的不同，从磨矿分级溢流矿浆中浮选出矿物的富集过程称之为浮选。

在浮选作业中为使磨细矿石的各种矿物能有效的分离，必须经过药剂处理，并且在矿浆中加以搅拌、充气，易于与气泡粘附的矿物随气泡上浮，不与气泡粘附的矿物留在矿浆中，达到矿物富集的目的。

在浮选工艺中所使用的各种药剂，总称为浮选药剂，在浮选药剂中除捕收剂和起泡剂外，都称为调整剂。

调整剂的作用是：调整捕收剂与矿物的作用，促进或抑制矿物的可浮性；调节矿浆的酸碱度及离子的组成。

按调整剂的作用效果分类，大致可分为pH 调节剂、活化剂、抑制剂、分散剂，絮凝剂等。

一、pH调节剂（一）pH调节剂有：石灰、碳酸钠、硫酸、二氧化硫、苛性钠等。

1、石灰：石灰石（CaCO3）在1200℃高温条件下锻烧分解为生石灰（CaO）与二氧化碳，生石灰简称为石灰，生石灰易于吸水成为熟石灰（Ca（OH）2）。

熟石灰为白色粉状物质，不易溶解于水中，在浮选作业中通常直接添加到球磨机或者浮选前的搅拌槽中，也可以在搅拌中用水调成石灰乳，然后加入浮选机中，氢氧化钙是强碱，溶于水中的氢氧化钙完全电离，使溶液呈强碱性。

石灰是最便宜的矿浆pH调整剂，在多金属硫化矿床中，采用优先浮选时，常用石灰提高矿浆pH值，使黄铁矿受到抑制。

石灰是黄铁矿很典型的抑制剂，一般的说有的黄铁矿可以在弱酸性矿浆中浮选，有的也可以在中性或碱性矿浆中浮选。

黄铁矿表面氧化后，当pH大于7时就浮不好。

加入石灰黄铁矿便受到抑制。

石灰抑制黄铁矿原因是在矿物表面生成Fe（OH）2和Fe（OH）3的亲水薄膜。

被石灰抑制的黄铁矿，可以用碳酸钠和硫酸铜，或者加入硫酸将矿浆pH值调至6－7，黄铁矿就可以再浮选。

2、碳酸钠：苏打的学名叫碳酸钠，工业上叫纯碱，是一种弱酸强碱盐，无色固体，易溶于水。

在水溶液中电解为钠离子和碳酸根。

Na2CO3＝2Na＋＋CO32－碳酸根再水解使溶液呈碱性碳酸钠水溶液显弱碱性，pH值8－10之间。

在选硫化铅锌矿时采用优先浮选，选方铅矿抑制闪锌矿、黄铁矿，矿浆pH调整为8－10之间。

用碳酸钠而不用石灰，不仅是维持矿浆pH稳定，还避免Ca2＋对铅矿物的抑制作用。

3、硫酸工业上使用的硫酸呈褐色，常见的浓硫酸含H2SO496%～98%，稀硫酸63%～65%。

硫酸是浮选作业中最常用酸性调整剂，浓硫酸可以与水任意混溶。

硫酸是一种强酸，在水溶液中电离出大量的氢离子。

H2SO4＝2H＋＋SO42－在稀释使用时要特别注意将硫酸向水中慢慢注入，避免大量的热使加入的水沸腾，致使硫酸飞溅造成烧伤事故。

二、活化剂在浮选过程中增加矿物可浮性的作用叫活化作用，用来改变矿物表面组成，促进捕收剂与矿物表面作用的药剂叫做活化剂。

活化作用大致可分为：1、自发活化作用；2、予先活化作用；3、复活作用；4、硫化作用。

（一）自发活化作用：处理有色多金属矿石时，在磨矿过程中矿物表面与一些可溶性盐离子自发进行的作用，例如闪锌矿与硫化铜矿物共生时，在矿石开采出来以后的氧化作用总有少量硫化铜矿物被氧化成为硫酸铜，在矿浆中Cu2+离子与闪锌矿表面作用使之活化，给铜锌分离造成困难，需加入石灰或碳酸钠等调整剂沉淀某些可能引起活化的“难免离子”。

（二）予先活化作用，是指为了要选出某种矿物予先加一种活化剂使之活化。

当黄铁矿氧化较重时，在选黄铁矿前加硫酸溶去黄铁矿表面的氧化膜，使之露出新鲜表面，以利于浮选。

（三）复活作用是指原先被抑制过的某种矿物，如用氰化物抑制过的闪锌矿，可加硫酸铜使之复活。

（四）硫化作用是指金属氧化矿先用硫化钠进行处理，使之在氧化矿表面生成一层金属硫化矿物薄膜，然后用黄药进行浮选。

用做活化剂的选矿药剂有：硫酸、亚硫酸、硫化钠、硫酸铜、草酸、石灰、二氧化硫、硝酸铅、碳酸钠、氢氧化钠、铅盐、钡盐等。

三、抑制剂常用抑制剂有：硫化钠、硫酸锌、氰化钠、重铬酸钾、水玻璃、石灰、黄血盐、单宁、淀粉（糊精）、羧甲基纤维素等。

（一）硫化钠硫化钠是有色金属氧化矿的活化剂，当添加量足够大时又是硫化矿的抑制剂。

硫化钠的制取是以煤、木碳等燃烧作为还原性气体还原硫酸钠（Na2SO4）。

反应式为：Na2SO4＋2C＝Na2S＋2CO2↑硫化钠在浮选作业中做为硫化矿的抑制剂使用，在选钼的生产实践中利用硫化钠抑制黄铁矿，用煤油为捕收剂浮选辉钼矿，由于辉钼矿的天然可浮性好不受硫化钠的抑制，硫化钠使黄铁矿受到抑制，经过几次精选得到合格的钼精矿。

当矿浆中加入硫化钠时，矿浆呈碱性，使硫化矿物的表面生成一层亲水的氢氧化合物薄膜而亲水，使得硫化矿物受到抑制。

（二）硫酸锌硫酸锌的制取利用金属加工厂的锌屑与稀硫酸作用而制得。

硫酸锌是闪锌矿的抑制剂，单独使用效果不十分明显，在与碱、氰化钠、亚硫酸钠等共用时抑制作用强烈，矿浆的pH值越高抑制效果越好。

（三）氰化钠（钾）当多金属矿床采用优先浮选工艺流程时，使用氰化钠抑制黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿等硫化矿物，氰化钠与硫酸锌混合使用对闪锌矿的抑制效果十分良好，当氰化钠用量较少时就能抑制黄铁矿，用量稍多时便能抑制闪锌矿，用量加大时能抑制各种硫化铜矿物。

在生产实践中，由于氰化钠有毒性，时常采用二氧化硫或亚硫酸钠代替，二氧化硫、亚硫酸钠比氰化钠抑制效果弱，但由于毒性小，并且易被空气氧化，废水容易处理常被使用。

另外的优点是被二氧化硫、亚硫酸钠抑制过的矿物较容易被硫酸铜活化，而被氰化钠抑制过的矿物较难活化。

（四）石灰石灰对黄铁矿的抑制：石灰抑制黄铁矿是由于在其表面生成硫酸钙、碳酸钙和氧化钙的水合物薄膜所至。

活化被石灰抑制的黄铁矿，可以用碳酸钠和硫酸铜，也可以加入硫酸将矿浆pH值降低至6～7，加丁基黄药浮选黄铁矿。

（五）磷诺克斯磷诺克斯是由五硫化二磷和氢氧化钠为原料调制而成。

将氢氧化钠配制成10%的水溶液，然后加入五硫化二磷。

经搅拌20分钟后将配好的溶液稀释至0.5%～1%，即可投入使用。

氢氧化钠与五硫化二磷的比例为1∶1。

（六）水玻璃水玻璃是一种无机胶体，是浮选作业最常使用的抑制剂。

水玻璃对石英、硅酸盐类矿物以及铝硅酸盐矿物（如云母、长石、石榴子石等）有很好的抑制作用，做为脉石的抑制剂大量使用。

水玻璃是由石英砂和碳酸钠加温融熔而成水玻璃烧结块，烧结块溶于水形成一种糊状胶体。

它的成分复杂，含有偏硅酸钠Na2SiO3，正硅酸钠Na2SiO4，二偏硅酸钠Na2SiO5和SiO2胶粒。

常用Na2SiO3表示。

烧制水玻璃用料石英与碳酸钠，由于应用料的配制比例不同形成的水玻璃性质有些不同，一般常用Na2O与SiO2的比例来表示水玻璃的成分，mNa2O·nSiO2比值n/m叫水玻璃的模数，浮选用的水玻璃，模类n/m＝2.0～3.0，常用水玻璃质量标准模数为2.2。

模数小的水玻离碱性强，模数大的难于溶解而抑制作用较强。

水玻璃的抑制作用，主要是HSiO3－和H2SiO3，硅酸分子H2SiO3和硅酸离子HSiO3－具有较强的水化性，是一种亲水性很强的胶粒和离子，HSiO3－和H2SiO3与硅酸盐矿物具有相同的酸根，容易在石英及硅酸盐矿物的表面发生吸附，形成亲水性薄膜，增大矿物表面的亲水性，使之受到抑制。

（七）巯基乙酸钠巯基乙酸钠用于选钼精选作业，钼精矿含铜比较高时加入巯基乙酸钠抑制铜。

可以将钼精矿含铜由0.5%降至0.17%以下。

（八）草酸草酸的分子式为(COOH)2其结构式是一种饱和的二元酸称乙二酸，是一种有机抑制剂。

草酸是重晶石和石榴子石的有效抑制剂。

在萤石浮选中常用草酸来抑制脉石矿物，以保证含CaF2的品位在95%的萤石精矿。

（九）羧甲基纤维素羧甲基纤维素，工业产品为淡黄色絮状物质，化学性质比较稳定，可溶于水。

羧甲基纤维素是辉石、蛇纹石、角闪石、高岺土、绿泥石等含镁硅酸盐矿物的有效抑制剂。

对石英、碳质脉石、泥质脉石（硅酸盐矿物风化产物）等也有抑制作用。

镍矿浮选用羧甲基纤维素抑制辉石、角闪石，比用水玻璃效果好。

四、絮凝剂、分散剂（一）絮凝剂絮凝剂在浮选工艺中，应用十分广泛。

例如为防止精矿的流失，在精矿浓密机中加速精矿细粒的沉降，必要时要添加絮凝剂，以减少浓密机溢流中精矿的损失，有的精矿矿浆很难过滤，添加絮凝剂可以提高过滤速度，减少滤饼中水分，更重要的应用在尾矿水的净化，防止尾矿水对周边环境的污染，同时也为尾矿水的循环使用创造条件。

已投入使用絮凝剂有：聚丙烯酰胺、聚氧乙烯等。

应用最广泛的是聚丙烯酰胺称3号凝聚剂。

3号凝聚剂为人工合成的高分子化合物。

生产操作步骤分为水解、中和、过滤、离子交换、聚合等工序。

制取聚丙烯酰胺的定型工艺是硫酸水合法，单体水溶液聚合，成品聚丙烯酰胺的含量为7%～8%。

利用聚丙稀酰胺类药剂于白钨矿的浓密过滤，可以减少溢流中精矿损失。

原矿含WO3 0.3%～0.6%，溢流中固体含量为50～60g/L，含WO3 0.6%～0.8%。

聚丙稀酰胺类药剂还可以大大加速氢氧化铁、石膏、白钨矿及重晶石等的沉降速度。

总之，聚丙烯酰胺类药剂用途很广，效果很好，可作为脉石的抑制剂，粘土质的选择性捕收剂，也是良好的絮凝剂。

（二）分散剂在浮选作业中，最常用的分散剂是水玻璃。

水玻璃对矿泥有分散作用，对提高有价金属的精矿品位有明显效果。

同一种药剂在不同的浮选条件下，往往有不同的作用，水玻璃对矿泥有分散作用是分散剂，对石英有抑制作用是抑制剂，也能调整矿浆的pH值，是调节剂。

所以药剂的分类有它的灵活性，就水玻璃来说，既可以作分散剂，又可作抑制剂。

pH调节剂、抑制剂、活化剂、絮凝剂、分散剂通称调整剂。

总起说来，浮选药剂可分为捕收剂、起泡剂、调整剂三大类。

金属活泼性金属活泼性即该金属在化学反应中的活泼程度，化学家排列金属活泼性的依据有以下四点：1.与氧气反映的剧烈程度2.与酸反映的剧烈程度3.该金属是否能把其他金属从其化合物的溶液中置换出来。

4.是否能置换出盐酸，稀硫酸中的氢气较活泼的金属本身易失电子发生氧化反应，它的电势较低。

K Ca Ba Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb （H）Cu Hg Ag Pt Au钾钙钡钠镁铝锰锌铬铁镍锡铅（氢）铜汞银铂金以氢为标准，从左到右金属活动性由强减弱（1）排在前面的金属可以将排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来（2）理论上讲，排在氢（H）前的金属才能和盐酸，稀硫酸反应，置换出氢气（3）排在越后的金属越容易，也越先从它们的化合物中被置换出来。