石灰在铜硫矿石无捕收剂浮选中的作用

石灰在铜硫矿石无捕收剂浮选中的作用

2010-5-28 15:50:18 中国选矿技术网浏览149 次收藏我来说两句

黄开国邹晓平王淀佐

在硫化铜矿石无捕收剂浮选中，以石灰作为调整剂取得了很好的效果，并显示出它有利于调控矿浆pH和氧化还原电位(Eh)，有利于铜－硫矿石的优先浮选，便于在工业生产上实施，有重要现实意义。然而，石灰在无捕收剂浮选中的作用机理并不十分清楚，本文将对此进行探讨。

一、试样、药剂及仪器设备

试样。单矿物黄铜矿取自湖南湘东钨矿，黄铁矿取自广东云浮硫铁矿，经人工挑选，手捶碎至－3mm，入瓷球磨干磨，经干筛和水筛得到－0.075＋0.045mm部分，用蒸馏水清洗滤后，放入真空干燥箱干燥、贮存，供试验用。每次试验前经超声波处理。

单矿物，据化学分析结果计算，黄铜矿样纯度为95.46%，黄铁矿样纯度为97.98％。实际矿样：斑岩铜矿取自德兴铜矿，浸染型铜矿取自白银铜矿，矽卡岩铜矿取自铜绿山。

药剂。丁基醚醇、丁基黄药为工业品级，CaO、CaCl

2、NaOH，HCl、H

2

SO

4

等为化学纯。

仪器设备。单矿物及人工混合矿浮选用40ml挂槽浮选机。每次用样2g，加水15ml先经超声波处理5min，后移入浮选槽，按顺序加药搅拌1～2min，浮选5min。实际矿石浮选用单槽浮选机，1.5L粗选、0.5L精选。磨矿用实验室锥型球磨机。超声波清洗器为CQ50型。pH测定用pHS－2型酸度计。ζ电位测定仪器为日本产显微电泳仪和DDS－11型电导仪。矿浆氧化还原电位（Eh）用光亮铂电极和饱和甘汞电极组成的电极对及pHS－29型酸度计mV档测定。光电子能谱XPS检测设备为英国产ESGALAMK = 2 \* ROMAN II型XPS仪。

二、试验结果及机理探讨

（一）石灰对pH－回收率的影晌

从图1与图2对比可看出，无捕收剂浮选中用CaO调控pH，黄铁矿在弱碱性矿浆中受到强烈的抑制，对黄铜矿的可浮性无明显影响；而用NaOH调控pH时，在相同的pH下，对黄铁矿的抑制作用弱。这明显是Ca2＋在起作用。下面有两个试验可以进一步证实；一是在试验时先加入石灰将矿浆pH调至11.4，然后加入不同量的盐酸改变pH，考察不同pH下石灰的抑制作用，见图3。很明显，黄铜矿在加入盐酸后上浮率更高，而黄铁矿在pH7以上均不浮，只有当pH降到7以下时，上浮率才随pH的降低而有所上升。二是将Ca2＋（用CaCl

2

）浓度固定为5×10－6mol/L，用NaOH调节pH，考察它对黄铜矿和黄铁矿可浮性的影响，见图

4。很明显，随着pH升高黄铁矿的上浮率迅速下降，至pH8以后便受到强烈的抑制，而黄铜矿上浮率几乎不受影响，与直接用CaO调pH的效果（见图2）一致。可见，在铜－硫矿无捕收剂浮选中，用石灰调节pH（或有Ca2+存在时），的效果比用NaOH好，前者在弱碱性矿浆中就可以抑硫浮铜。

图1 NaOH调pH无捕收剂浮选回收率与pH的关系

图2 CaO调pH无捕收剂浮选回收率与pH的关系

图3 pH对石灰作用的影晌

图4 pH对Ca2＋作用的影晌

〔Ca2＋〕＝5 ×10－6M

（二）石灰对pH－Eh的影响

在无捕收剂选浮中，用石灰调节pH时的矿浆氧化还原电位（Eh）不同于用NaOH调节pH时的Eh，见图5、图6。石灰调节时，黄铜矿或黄铁矿矿浆在很宽的pH（从6.5到11）范围内Eh变化缓慢，电位较低，黄铜矿从320～230mV，黄铁矿从360～240mV，电位差100mV 左右；而NaOH调节时，在相应的pH范围内Eh高，Eh变化大，黄铜矿从540～230mV，黄铁矿从570～270mV，电位差300mV左右。联系到图1、2，不难理解，用NaOH调节pH时对黄铁矿的抑制作用弱，这与Eh有关。因为图1中用NaOH调pH为10时的黄铁矿回收率与图2中用石灰调pH为7时的黄铁矿回收率相当，均为5％。而图5中用NaOH调pH为10时的Eh

与用石灰调pH为7时的黄铁矿矿浆Eh相近，均为300mV，小于300mV时黄铁矿受抑制，大于300mV较好浮。而黄铜矿却能在很宽的Eh范围内很好浮，不受抑制。

图5 黄铁矿的Eh－pH关系

NaOH或CaO调浆

图6 黄铜矿的Eh－pH关系

NaOH或CaO调浆

在实际硫化铜矿石无捕收剂浮选中，也充分显示出石灰对Eh的调控作用，见图7。当石灰用量为0时，矿浆电位变化很大，从几十mV很快上升到425mV，而后又下降到300mV，再上升至360mV，选别指标较低，铜回收率92.0％。石灰用量从500g/t增至2000g/t，氧

化还原电位从365mV降到260mV，但基本上都在适合于硫化铜矿石无捕收剂浮选的范围内。用量为1000g/t时，氧化还原电位为315～325mV，非常稳定。此时，铜精矿品位19.57％、回收率96.1％，两者都比较高。

图7 CaO用量对Eh（和Cu回收率）的影响

CaO用量g／t. 回收率％

1－0 92.0

2－500 94.3

3－1000 96.1

4－2000 96.0

（三）石灰对pH－ζ与的影响

分别用Ca0和NaOH调节矿浆pH时，黄铜矿、黄铁矿表面的ζ电位见图8。很明显，用CaO时黄铜矿和黄铁矿的表面ζ电位都比用NaOH时的ζ电位高。尤其是CaO对黄铁矿的表面ζ电位影响更大，在pH 11以后，电位由负变正。而用NaOH时，两矿物表面ζ电位均随pH增大而继续下降。显然是，Ca2＋的存在与否对pH－ζ的关系有影响。图9进一步说明，随着Ca2＋浓度增加，黄铁矿的表面ζ电位变化大，浮选回收率的下降也很大；而黄铜矿的ζ电位变化较小，浮选回收率很高，保持不变。

图8 CaO和NaOH对黄铜矿和黄铁矿表面ζ电位的影响

图9 钙离子浓度对矿物可浮性及表面ζ电位的影晌

（四）石灰对铜－硫分离的影响

石灰用量增大，矿浆pH随之提高。图10表示黄铜矿与黄铁矿按1∶1混合，进行无捕收剂浮选分离时的矿浆pH与分离效率E*的关系。图11表示有捕收剂(KEX 5×10－5mol/L）时，同样的人工混合矿浮选分离效率E与pH (CaO调节）的关系。对比图10与图11可知，有捕收剂时，尽管黄铜矿的回收率很高，但由于黄铁矿与黄铜矿一起上浮，精矿中铜的品位低、分离效率低。分离效率随pH上升（CaO用量增加）而提高的幅度不大，直至pH 11.4