一、试样及研究方法
试验所用辉锑矿和毒砂分别取自锡矿山和瑶岗仙,经制备,得到粒度为0.053~0.106mm,纯度分别为97.3%和98.9%的试样,在真空干燥箱中存放,供浮选试验。
浮选采用40mL挂槽浮选机,每次用矿样2g,先经超声波处理5min,后入浮选槽,加药调浆,浮选5min。矿浆pH测定用pHS-29A型酸度计。矿浆氧化还原电位Eh用光亮的铂电极与饱和甘汞电极组成的电对测定。表面张力测定采用最大泡压法。起泡剂的吸附量用萃取比色法测定其残余浓度,再经计算得到。
二、试验结果及分析
(一)起泡剂的选择
在无捕收剂存在的情况下,起泡剂显得特别重要。用量均为7.5mg/L的15种起泡剂浮选辉锑矿与毒砂对比试验结果见表1。显然,不同的起泡剂浮选结果差别很大,常用的2号油浮选辉锑矿与毒砂的上浮率分别为74%和79%,而用丁基醚醇的上浮率达94%和96%,比MIBC、DOW250等起泡剂都好。
表1 不同起泡剂对辉锑矿和毒砂上浮率的影响 /%
起泡剂 |
辉锑矿上浮率 |
毒砂上浮率 |
2号油 MIBC 145 W02 乙醚 乙醇 Yarmar 正丙醇 异丙醇 混合醇 DOW250 乙二醇丁醚 丁基醚醇 异丁基醚醇 仲丁基醚醇 |
74 85 71 69 27 32 87 34 52 61 71 74 94 94 94 |
79 94 82 80 27 32 91 - - 89 89 81 96 96 96 |
(二)pH对2种矿物可浮性的影响
图1为无捕收剂时,矿浆pH对辉锑矿和毒砂可浮性的影响。可见,辉锑矿在pH<7时好浮;毒砂在pH<9时好浮。在碱性介质中两者可浮性有很大差别。
(三) Eh对2种矿物可浮性的影响
图2为无捕收剂时,矿浆氧化还原电位Eh对辉锑矿和毒砂可浮性的影响。当pH为5.4时,2种矿物在Eh为-500~+400mV内均有良好的可浮性。当Eh>400mV时,毒砂可浮性急剧下降,至800mV时完全不浮。辉锑矿在Eh为400~800mV好浮。因此,控制矿浆氧化还原电位Eh,可望实现2种矿物的无捕收剂浮选分离。
(四)KMnO4对2种矿物可浮性的影响
图3是KMn04为30mg/L时,2种矿物无捕收剂浮选的上浮率与pH的关系。与图1相比KMn04对毒砂有强烈的抑制作用,在酸性介质中,上浮率不超过10%,但对辉锑矿的抑制作用很弱,在酸性、弱酸性介质中,辉锑矿的上浮率均在90%以上。图4表明KMn04用量对毒砂的可浮性有明显影响。随着KMn04用量增加,毒砂上浮率急剧下降,但对辉锑矿的可浮性影响极小。
(五)起泡剂性能与无捕收剂浮选的关系
1、起泡剂性能与矿物可浮性的关系
表2列出几种起泡剂在溶液浓度均为30mg/L时的泡沫层高度、消泡速度,100mg/L时的表面张力和用量为7.5mg/L时的辉锑矿上浮率。
表2 起泡剂的性能与辉锑矿的上浮率
起泡剂 |
泡沫高度/mm |
消泡速度/mm·s-1 |
表面张力/10-3N·m-1 |
辉锑矿上浮率/% |
2号油 混合醇 MIBC Yarmor 丁基醚醇 DOW250 异丙醚 乙二醇丁醚 |
22.0 15.5 16.5 20.0 31.2 29.0 8.2 14.2 |
3.7 3.2 6.4 3.5 3.6 4.4 5.0 6.0 |
68.74 68.74 68.30 67.43 61.78 66.13 70.48 69.91 |
74 61 85 87 94 71 52 74 |
结果表明,表面张力越小,泡沫层高度越高,消泡速度越慢,辉锑矿的上浮率越高,但也有例外,如MIBC的泡沫层高度不太高,但矿物上浮率却较高,这可能与它的气泡直径较小而有利于浮选有关。
2、KMnO4对起泡剂性能的影响
表3列出KMnO4对丁基醚醇起泡性能的影响。随着KMnO4用量增大,丁基醚醇的起泡性能相应发生变化,泡沫层高度降低,消泡速度加快,并发现KMnO4对2号油(起始浓度为10.4mg/L)在2种矿物表面的吸附量有一定影响(见表4)。KMnO4加入后,辉锑矿表面2号油吸附量变化不明显,而毒砂表面吸附量有所降低。
表3 KMnO4对起泡性能的影响
药剂及浓度/mg·L-1 |
泡沫高度/mm |
消泡速度/mm·s-1 |
|
丁基醚醇 │ KMnO4 |
|||
30 30 30 |
0 80 120 |
31.2 31.0 28.5 |
3.6 4.0 4.2 |
|
|
|
|
表4 KMnO4对2号油在矿物表面吸附量的影响
矿物 |
KMnO4加入量/mg·L-1 |
2号油残余浓度/mg·L-1 |
吸附量/mg·L-1 |
辉锑矿 辉锑矿 毒 砂 毒 砂 |
0 100 0 100 |
5.38 5.45 5.29 5.90 |
5.02 4.95 5.11 4.50 |
三、结语
(1)辉锑矿与毒砂在一定条件(pH=5.4,Eh=690mV)下,可望实现无捕收剂浮选分离。
(2)无捕收剂浮选时,起泡剂极为重要。15种起泡剂对比试验结果,以丁基醚醇为最优。
(3)无捕收剂浮选时,起泡剂的性能与辉锑矿的上浮率有一定的对应关系。氧化剂如KMnO4对起泡剂的性能及在矿物表面的吸附量有一定影响。