駱 任

（1.湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100；2.中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，湖南長沙 410083）

某銅鉛混合精礦電位調(diào)控浮選分離試驗(yàn)的研究

駱 任1，2

（1.湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100；2.中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，湖南長沙 410083）

硫化礦物經(jīng)磨浮作業(yè)后，以礦漿的形式進(jìn)入到浮選體系中，該體系中的各種組分多達(dá)上百種，是一個(gè)極為復(fù)雜的動(dòng)態(tài)氧化還原體系。礦漿中的各種礦物在不同的電位條件下所表現(xiàn)出來的可浮性有較大的差異，通過一定的電位調(diào)控手段可以控制體系中的電位，使之保持在適宜分選某一種或者多種礦物的區(qū)間，從而加強(qiáng)不同的硫化礦物分選效果。通過向體系中加入化學(xué)試劑的手段來控制體系中的礦漿電位，對四川某銅鉛混合精礦進(jìn)行了單一電位調(diào)控浮選分離和電位調(diào)控＋抑制劑輔助浮選分離對比試驗(yàn)，獲得了不同的試驗(yàn)指標(biāo)，證明了在該浮選體系下，電位調(diào)控技術(shù)可在一定程度上強(qiáng)化分選效果，為復(fù)雜多金屬硫化礦分選研究提供了一個(gè)可能的方向。

浮選；體系；氧化還原；電位調(diào)控；礦漿電位；抑制劑

浮選過程是根據(jù)不同礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異，在氣－液－固三相界面分選礦物的復(fù)雜的物理和化學(xué)過程，礦物表面的物理化學(xué)性質(zhì)是決定其可浮性的主要因素。與其它非硫化礦物相比，硫化礦物除了具有一些基本的物理化學(xué)性質(zhì)以外，還具有兩個(gè)顯著特征：半導(dǎo)體性和氧化還原性。硫化礦浮選體系中的各種組分多達(dá)上百種，是一個(gè)極為復(fù)雜的動(dòng)態(tài)氧化還原體系。電位調(diào)控浮選的根本特征就是通過礦漿電位與礦漿的pH值匹配，調(diào)節(jié)和控制導(dǎo)致硫化礦物表面疏水或親水的電化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而通過礦漿電位－礦漿pH值－捕收劑的相互匹配，調(diào)節(jié)和控制礦物表面的電極反應(yīng)，達(dá)到浮選分離的目的。

試驗(yàn)研究對象為四川某銅鉛鋅礦選礦廠生產(chǎn)的銅鉛混合精礦，研究通過向體系中加入化學(xué)藥劑的手段來控制體系中的礦漿電位，并進(jìn)行了單一電位調(diào)控分離、電位調(diào)控＋抑制劑輔助分離和單一抑制劑分離浮選法研究，通過對比試驗(yàn)研究，確定了采用電位調(diào)控手段對該銅鉛混合精礦浮選分離體系中的銅和鉛礦物進(jìn)行浮選分離的可行性以及強(qiáng)化分離的效果，為復(fù)雜多金屬硫化礦采用電位調(diào)控技術(shù)進(jìn)行分選提供了一個(gè)可能的研究方向。

1 礦石性質(zhì)

試樣采至自川西高原某銅鉛鋅多金屬礦選礦廠，目前該廠采用的原則工藝流程為銅鉛混合浮選＋銅鉛分離浮選（抑鉛浮銅）＋銅鉛尾礦浮鋅。本次試驗(yàn)研究的對象取自該廠銅鉛混合精礦濃密機(jī)底流。為了盡可能避免試樣的自氧化發(fā)生，在獲取試樣后迅速將試樣混勻縮分并分裝入真空袋中放入冷柜進(jìn)行保存。試樣多元素分析結(jié)果見表1。

表1 試樣多元素化學(xué)分析結(jié)果 %

對試樣進(jìn)行的篩分結(jié)果表明：試樣的細(xì)度為－74μm占88%左右，鏡下檢測查明，混合精礦中的銅礦物和鉛礦物單體解離度均在90%以上。礦樣中金屬礦物以硫化礦物為主，主要礦物有方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦等，還有部分含銀礦物。銅鉛混合精礦的篩分結(jié)果表明：約有15%左右的含鉛礦物集中在－10μm粒級中；對目前生產(chǎn)上銅鉛分離的銅精礦進(jìn)行篩分的結(jié)果表明：銅精礦中損失的鉛礦物主要分布在－10μm粒級，其原因可能是由于含鉛礦物性質(zhì)較脆，導(dǎo)致在磨礦過程出現(xiàn)部分過磨現(xiàn)象，在后續(xù)的分離作業(yè)中難以抑制，這也是影響分離指標(biāo)的重要因素。

2 試驗(yàn)部分

2.1 主要儀器設(shè)備及藥劑

溶液電位測定儀，pH值測定儀，XFD型0.5 L掛槽式浮選機(jī)，NaOH、H2SO4、Z－200、MIBC（試驗(yàn)所用化學(xué)試劑均為工業(yè)品）。

2.2 試驗(yàn)方法及步驟

1.首先通過調(diào)節(jié)浮選體系的礦漿pH值并確定不同的礦漿pH值與礦漿原生電位之間的關(guān)系。

2.在確定礦漿pH值與礦漿原生電位的關(guān)系后，在不同的pH值環(huán)境下，通過往體系中加入氧化劑高錳酸鉀的方法改變其原生電位，并確定三者之間的相互關(guān)系。

3.從電位調(diào)控的角度出發(fā)，在pH值分別為中性和強(qiáng)堿性的條件下，考察不同礦漿電位對銅鉛分離浮選的影響，以確定適合的匹配電位和相關(guān)參數(shù)（考察單一電位調(diào)控法條件下的銅鉛分離效果）。

4.分別采用單一抑制劑法和電位調(diào)控＋抑制劑輔助法進(jìn)行浮選分離的條件試驗(yàn)，并獲得相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)果；對浮選對比試驗(yàn)獲得銅精礦分別進(jìn)行篩分試驗(yàn)，以確定細(xì)粒級鉛的去向，考察此方法對細(xì)粒級鉛的抑制效果。

5.對獲得的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

2.3 條件試驗(yàn)研究

條件試驗(yàn)研究是在XFD型0.5 L掛槽浮選機(jī)內(nèi)進(jìn)行的，每次試驗(yàn)的給礦量為70 g左右，采用自動(dòng)刮板進(jìn)行刮泡。此處僅對礦漿pH值與礦漿電位匹配試驗(yàn)進(jìn)行描述和分析。該試驗(yàn)研究中的電位，均是指在刮泡作業(yè)前礦漿的綜合電位。

2.3.1 pH值與礦漿電位的關(guān)系

首先分別以NaOH和H2SO4作為礦漿pH值調(diào)整劑，對不同pH值條件下的礦漿電位進(jìn)行測定，測定結(jié)果如圖1所示。

圖1的測定結(jié)果表明，該研究體系中礦漿的pH值與礦漿電位之間存在一定的相互關(guān)系；隨著pH值的增加，礦漿電位呈下降趨勢。

2.3.2 氧化劑用量－pH值－礦漿電位的關(guān)系

以強(qiáng)氧化劑高猛酸鉀為礦漿電位調(diào)整劑，考察不同高猛酸鉀用量與pH值和礦漿電位三者之間的相互關(guān)系。

不同pH值條件下高錳酸鉀用量與礦漿電位的關(guān)系測定結(jié)果如圖2所示。

圖1 不同pH值下的礦漿電位

圖2 不同pH值下高錳酸鉀用量與礦漿電位的關(guān)系圖

從圖2可知，在不同pH值條件下，氧化劑的添加，對礦漿電位確有影響；隨著高錳酸鉀用量的增加，礦漿電位總體呈上升趨勢。

2.3.3 礦漿電位－pH值－銅鉛分離效果的關(guān)系

為了考察礦漿電位－pH－銅鉛分離效果之間的相互關(guān)系，分別選取pH值為7.3和12.3的條件，分別在不同電位下進(jìn)行銅鉛分離的電位調(diào)控浮選分離試驗(yàn)。試驗(yàn)均采用一次粗選分離，試驗(yàn)固定每次添加的Z－200＃和MIBC用量分別為（15＋30）g／t（對給礦）。試驗(yàn)結(jié)果分別如圖3和圖4所示。

從圖3和圖4可知，在pH值分別為7.3和12.3的條件下，采用電位分離調(diào)控技術(shù)對礦漿中的銅礦物和鉛礦物進(jìn)行分離浮選，在不同電位的條件下，銅礦物和鉛礦物有一定的可浮性差異，特別是在pH值為12.3，礦漿電位為640 mV左右的條件下，二者的可浮性差異較為明顯，但是其分離效果仍然不是很理想。

圖3 不同礦漿電位對目的礦物浮選分離的影響

圖4 不同礦漿電位對目的礦物浮選分離的影響

2.3.4 鉛礦物輔助抑制劑種類及用量試驗(yàn)

在上述試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了鉛輔助抑制劑種類及用量條件試驗(yàn)，試驗(yàn)最終確定采用CMC＋亞硫酸納做為鉛的輔助抑制劑，并確定了其適宜的用量。

為了考察電位調(diào)控技術(shù)對分離浮選的影響，分別進(jìn)行了兩組對比試驗(yàn)。試驗(yàn)1的條件為：礦漿pH值為12.3左右、礦漿電位調(diào)節(jié)至640 mV左右、CMC＋亞硫酸鈉用量為220 g／t（對給礦）、Z－200＃和MIBC用量分別為（20＋30）g／t（對給礦）、刮泡時(shí)間為6 min；試驗(yàn)2的條件為：礦漿pH值為7.0左右（不調(diào)漿）、礦漿電位為原生電位約為220 mV、CMC＋亞硫酸鈉用量為220 g／t（對給礦）、Z－200＃和MIBC用量分別為（20＋30）g／t（對給礦）、刮泡時(shí)間為6 min。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

從表2的試驗(yàn)結(jié)果可知，同等抑制劑和捕收劑用量的條件下，采用電位調(diào)控＋抑制劑輔助技術(shù)手段所獲得試驗(yàn)指標(biāo)要明顯優(yōu)于采用單一抑制劑分離獲得的試驗(yàn)指標(biāo)。

2.3.5 銅精礦篩分試驗(yàn)

將上述試驗(yàn)獲得的銅精礦分別進(jìn)行篩析，以考察細(xì)粒級鉛的去向，從而證明采用電位調(diào)控＋抑制劑輔助技術(shù)手段對細(xì)粒級鉛的抑制效果。銅精礦篩析試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表2 不同條件銅鉛分離試驗(yàn)結(jié)果 %

表3 銅精礦篩分試驗(yàn)結(jié)果 %

從表3的試驗(yàn)結(jié)果可知，兩個(gè)銅精礦在整體粒度分布上相似，2＃試驗(yàn)所獲得的銅精礦含Pb要低于1＃銅精礦，說明采用電位調(diào)控＋抑制劑輔助技術(shù)手段獲得的銅精礦中含鉛低，2＃銅精礦－10μm粒級中的Pb含量要遠(yuǎn)低于1＃銅精礦，從側(cè)面說明電位調(diào)控手段對細(xì)粒級的鉛礦物有較好的抑制效果。

3 結(jié)果與討論

1.在試驗(yàn)所研究的浮選體系中，礦漿的電位隨著pH值的升高，呈下降趨勢；同等pH值的條件下，氧化劑的添加可以調(diào)節(jié)礦漿的電位，隨著氧化劑用量的增加，礦漿的電位呈上升趨勢；不同礦漿電位情況下，銅礦物和鉛礦物存在一定的可浮性差異。

2.就該試驗(yàn)研究對象而言，采用單一的礦漿電位調(diào)控技術(shù)，難以較好地實(shí)現(xiàn)銅礦物和鉛礦物的有效分離。

3.就該試驗(yàn)研究對象而言，采用礦漿電位調(diào)控＋抑制劑輔助技術(shù)手段可在一定范圍內(nèi)，強(qiáng)化對鉛礦物的抑制，有利于銅礦物和鉛礦物的浮選分離。

4.同等抑制劑和捕收劑用量的條件下，采用電位調(diào)控技術(shù)手段所獲得試驗(yàn)指標(biāo)相對較好；從側(cè)面可以說明，礦漿電位調(diào)控技術(shù)可在一定程度上減小藥劑用量，優(yōu)化浮選指標(biāo)。

5.對銅精礦的篩析結(jié)果從側(cè)面說明：電位調(diào)控手段能有效強(qiáng)化對細(xì)粒級的鉛礦物的抑制效果。

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Study of a Flotation Separation of Copper and Lead Concentrates M ixed Potential Regulation

LUO Ren1，2
（1.Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China；2.School of Resource Processing and Bioengineering，Central South University，Changsha 410083，China）

After grinding and flotation of sulphide minerals mining，it gets into the flotation system in the form of pulp，and the various components of the system up to hundreds of species，which is an extremely complex and dynamic redox system.Pulp in a variety ofminerals under different conditions has shown a greater difference of potential flotability，through certain potential controlmeans to control the system＇s potential，so that it remains in a certain kind of appropriate sorting ormoreminerals range，thus strengthening different sulfidemineral separation effect.Bymeans of adding chemical agents to the system to control the system in the pulp potential，a single potential regulation and potential regulation＋flotation separation flotation separation inhibitor assisted comparison testwas carried，and won the different test indicators.It proved that in the flotation system in this study，the potential control technology could enhance the separation efficiency to some extent，and provided a possible direction for the complex polymetallic sulphide ore sorting study.

flotation；system；redox；potential regulation；pulp potential；inhibitors

TD862.1

：A

：1003－5540（2014）06－0017－03

2014－03－11

駱 任（1984－），男，助理工程師，主要從事有色金屬選礦工藝研究工作。