研究高嶺石對菱鋅礦浮選效果的影響

作者：紅星機器 發表于： 2016-04-28 13:30:39

楊帥軍老師 紅星技術工程師

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微細粒礦泥是影響氧化鋅選礦指標的重要因素之一，因此，本文主要探究微細粒高嶺土對菱鋅礦浮選的影響規律，為降低礦泥對氧化鋅礦的有害影響提供一定的指導作用。

一、試驗

1、礦樣與試劑

高嶺石礦樣取自山西孝義，菱鋅礦試樣取自云南某氧化鉛鋅礦。試驗用純礦物制備方法為人工選取塊礦，經錘式破碎機手選后用球磨機磨細，以粒度為－5μm的高嶺石和+38－75μm的菱鋅礦作為凝聚分散試樣。

2、浮選試驗

在浮選機上進行浮選試驗，每次試驗稱取2g單礦物礦樣置于浮選槽內，加蒸餾水到40mL刻度線處，加pH調整劑后攪拌3min，添加金屬離子攪拌3min，然后加入調整劑攪拌3min，經pH計測定礦漿pH后，加入捕收劑并攪拌3min，浮選3min。

3、沉降試驗

采用濁度來表征礦物顆粒間的凝聚與分散行為。沉降試驗采用100mL的沉降量筒，高嶺石礦漿質量濃度為0.5g/L，菱鋅礦礦漿質量濃度為10g/L，根據試驗條件進行調漿，然后沉降3min，抽取上部25ml礦漿，采用WGZ-3型散射光濁度儀測量礦漿濁度。采用相同的方法和質量濃度進行人工混合樣的沉降試驗。

二、試驗結果及討論

1、pH對礦物浮選行為的影響

菱鋅礦浮選時采用Na2CO3調漿比采用NaOH調漿效果好，在試驗研究的pH范圍內，高嶺石基本不浮，回收率高僅為9.6%。而對于菱鋅礦，在7＜pH＜8.5時，回收率基本不變，在pH=8.5左右時達到值96.7%，在8.5＜pH＜10時，回收率呈下降趨勢，在pH為10左右時回收率低為42.95%，在10＜pH＜11時，回收率升高。

2、捕收劑用量對礦物浮選的影響

根據Na2CO3調礦漿pH至9.5時，油酸鈉用量對礦物浮選的影響可以看出，油酸鈉用量對菱鋅礦的浮選影響顯著，加大油酸鈉的用量，可以提高菱鋅礦的回收率。油酸鈉用量為0.5×10－4mol/L時，菱鋅礦的回收率為25.6%，而油酸鈉用量為1.0×10－4mol/L時，菱鋅礦的回收率為65.5%，油酸鈉用量為2.0×10－4mol/L時，菱鋅礦的回收率為93.95%，而在此浮選條件下，微細粒高嶺石基本不浮，回收率高僅為2.21%。

3、捕收劑對礦物表面潤濕性的影響

礦物表面潤濕程度(即親水疏水程度)是礦物可浮性好壞直觀的標志。礦物表面接觸角的大小直觀地反映了礦物表面的親水疏水程度，接觸角越大，礦物表面的疏水性越好。隨著油酸鈉用量的增加，高嶺石表面的接觸角雖然會增大，但依然表現出較強的親水性，因此在油酸鈉作用下高嶺石基本不浮;菱鋅礦表面的接觸角會不斷增大，礦物表面的疏水性增強，因此在油酸鈉作用下，菱鋅礦表現出較好的可浮性。

4、高嶺石對菱鋅礦浮選的影響

單礦物浮選試驗表明，在試驗的pH條件下，菱鋅礦和高嶺石之間的可浮性差異較大，僅用捕收劑油酸鈉就可以實現二者的分離，然而由于微細粒礦物具有質量小、比表面積大的特性，在實際浮選機體系中，微細粒高嶺石的存在可能會影響菱鋅礦的浮選。由于高嶺石含量較低而且難浮，因此試驗采用混合礦的產率變化來表征菱鋅礦的回收率變化。隨著高嶺石含量增加，菱鋅礦的回收率顯著降低，在高嶺石的含量僅為5%時，菱鋅礦的回收率由65.5%降到29.4%。僅少量高嶺石的存在就會嚴重抑制菱鋅礦的浮選。

5、微細粒高嶺石影響菱鋅礦浮選的機制

（1）Al3+用量對菱鋅礦浮選的影響

高嶺石屬于鹽類礦物，溶解速度較快，其溶解產生的Al3+可能會對菱鋅礦的浮選產生影響，因此考察一下Al3+的加入是否會影響菱鋅礦的浮選。試驗結果證明高嶺石溶解產生的Al3+較少，對菱鋅礦浮選的影響較小，因此我們推斷高嶺石溶解產生的Al3+不是少量微細粒高嶺石抑制菱鋅礦的主要原因。

（2）高嶺石與菱鋅礦之間的異相凝聚

礦泥罩蓋也是微細粒對浮選不利的原因之一，因此考慮微細粒的高嶺石可能會吸附在菱鋅礦表面，從而抑制了菱鋅礦的浮選。菱鋅礦和高嶺石的浮選行為存在較大的差異，有無捕收劑作用時，微細粒高嶺石均不會上浮，菱鋅礦在捕收劑作用下具有較好的可浮性，微細粒高嶺石的存在會嚴重抑制菱鋅礦的浮選，這應該是因為高嶺石在菱鋅礦表面附著后，會使菱鋅礦表面性質發生一定的改變，從而使菱鋅礦在一定程度上表現出與高嶺石相似的表觀性質。由于高嶺石附著在菱鋅礦表面上，在油酸鈉作用下，混合礦體系中菱鋅礦的表觀疏水性低于單礦物體系中菱鋅礦的表觀疏水性，因此高嶺石的存在會抑制菱鋅礦的浮選。

6、微細粒高嶺石存在時提高菱鋅礦回收率的措施

（1）增加捕收劑用量

pH=9.5時，微細粒高嶺石與菱鋅礦人工混合礦(高嶺石2.5g/L，菱鋅礦50g/L)的浮選試驗中，油酸鈉用量與菱鋅礦回收率的關系表明，在高嶺石用量一定情況下，增加油酸鈉用量，被高嶺石抑制的菱鋅礦浮選回收率升高，當油酸鈉用量為3.5×10－4mol/L時，菱鋅礦浮選回收率與油酸鈉用量為1×10－4mol/L而不加高嶺石時候的菱鋅礦浮選回收率基本相同。說明高嶺石存在時增大捕收劑油酸鈉用量可以提高混合礦體系中菱鋅礦表面疏水性，從而增加被高嶺石抑制的菱鋅礦的浮選回收率。

（2）添加調整劑

六偏磷酸鈉是菱鋅礦浮選中常用的分散劑和調整劑，因此考察了pH=9.5，油酸鈉用量為1×10－4mol/L時，六偏磷酸鈉對人工混合礦(高嶺石2.5g/L，菱鋅礦50g/L)可浮性的影響，結果可以得出，六偏磷酸鈉用量越大，菱鋅礦回收率越高，說明了六偏磷酸鈉能夠減弱高嶺石對菱鋅礦浮選的抑制作用。這是因為六偏磷酸鈉對礦泥有較強的分散作用，從而使微細粒高嶺石從菱鋅礦表面脫附。

綜上，微細粒高嶺石存在時，增加捕收劑用量或者添加六偏磷酸鈉可以降低礦泥對菱鋅礦浮選的不利影響，以上試驗研究能夠有效促進氧化鋅礦浮選效果的提高。