脆硫锑铅矿无捕收剂浮选的研究.pdf

4 4 有色金属 选矿部分2 0 0 5 年第3 期 脆硫锑铅矿无捕收剂浮选的研究 张芹1 ，胡岳华2 ，徐兢2 ，陈铁军1 1 ．武汉科技大学4 匕- Y - - 与资源环境学院，武汉4 3 0 0 8 1 ； 2 ．中南大学资源加工与生物工程学院，长沙4 1 0 0 8 3 摘 要考察了脆硫锑铅矿的无捕收剂浮选行为，包括其自诱导浮选行为和硫诱导浮选行为。结果表明，脆硫锑铅 矿在p H 1 3 、一定电位范围内，具有自诱导可浮性，通过药剂调控矿浆电位，确定了不同p H 条件下，回收率与矿浆电位 关系和浮选电位上下限与p H 关系。通过矿物表面提取，发现不同p H 条件下，矿物表面均可提取到～定量的S o ，探讨了 脆硫锑铅矿表面氧化的机理，表明中性硫可能是脆硫锑铅矿表面的主要疏水体。结果还表明，脆硫锑铅矿不具有硫诱 导无捕收剂浮选现象。 关键词脆硫锑铅矿；无捕收剂；浮选；电化学 中图分类号T D 0 2 3 ．1 4 文献标识码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 5 0 3 0 0 4 4 0 3 具有良好电子传导能力的某些硫化矿，如黄铜 矿、方铅矿、黄铁矿等，在适当矿浆电化学条件下，不 加捕收剂也能浮选，这种可浮性文献上称之为无捕 收剂浮选。它的一个明显特征是，矿浆氧化还原电位 调控着硫化矿表面的疏水和浮选行为，硫化矿的无 捕收剂浮选需要一个适宜的电位范围[ 1 - 2 ] 。虽然 F u e r s t e n a u 和S a b a c k y t 3 】的试验结果表明常见贱金属 硫化矿 如辉铜矿、黄铜矿、方铅矿、黄铁矿 在“无氧 环境中可以进行无捕收剂浮选”，但实际上，难以实 现浮选系统中的无氧环境，矿浆中存在的氧足以产 生氧化电位，从而导致浮选。正如G a u d i n 指出的，在 中性p H 的水中建立一个氧化电位只需用极少量的 氧 例如1 0 - 2 0 大气压，一般试验条件下的氧量都高 于此值 。已有的研究表明，硫化矿无捕收剂浮选可 划分为自诱导浮选和硫诱导浮选两大类[ 4 】。所谓自诱 导浮选也称为第一类无捕收剂浮选，即用普通氧化 还原剂调控电位的无捕收剂浮选。所谓硫诱导浮选， 即第二类无捕收剂浮选，即用硫化钠做还原电位调 整剂时的硫化矿无捕收剂浮选。自诱导浮选，即第 一类无捕收剂浮选中的调整剂，如N a 2 S 0 4 ，通过改 变矿浆电位调控硫化矿的无捕收剂浮选行为。第Ⅱ 类无捕收剂浮选中的调整剂，如N a 2 s ，除改变矿 物溶液界面间的电位外，还能在硫化矿表面发生 明显吸附，促进某些硫化矿的无捕收剂浮选。 脆硫锑铅矿 P b 2 F e S b o S 。。 由于矿床相对较少，故 对其研究报道也很少。1 9 8 9 年，T h o m a s 和F o r s s b e r g 基金项目国家自然科学基金重点项目 5 0 2 3 4 0 1 0 收稿日期2 0 0 4 1 0 2 0修回日期2 0 0 5 - - 0 1 2 8 作者简介张芹 1 9 6 6 一 ，女，河北晋州人，博士，副教授。 [ 5 - 0 3 对脆硫锑铅矿的浮选行为及特性进行了研究，他 们认为，脆硫锑铅矿在一定程度上可无捕收剂浮选， 并且在以黄原酸盐为捕收剂时，在自然p H 值下，可 浮性好。在自然p H 值下，可用重铬酸盐进行抑制， 但他们研究的脆硫锑铅矿是以杂质的形式存在于黄 铜矿中的。本文对来自广西大厂的脆硫锑铅矿进行 了无捕收剂浮选的研究，考察了其无捕收剂浮选行 为，包括其自诱导浮选行为和硫诱导浮选行为，确定 了不同p H 条件下，自诱导浮选回收率与矿浆电位 的关系以及自诱导浮选的可浮电位区间，并通过矿 物表面提取，探讨了脆硫锑铅矿表面氧化的机理。 l 试验方法 1 ．1 样品与试剂 矿样取自广西大厂的1 0 0 号矿体，经手选除杂 后，瓷球磨矿、干式筛分，一0 ．1 m m 粒级为浮选用样。 化学分析结果表明，脆硫锑铅矿含铅3 4 ．5 ％、锑 3 0 ．7 ％、铁6 ．3 ％、硫2 1 ．2 ％。浮选用水为一次蒸馏水 预先配制好的各相应p H 值缓冲溶液，缓冲溶液的 配制如下印p H 2 ．2 为H C l 调制；p H 4 ．7 为H A C N a A C ；p H 7 ．0 为N a 2 H P 0 4 K H 2 P 0 4 调制；p H 8 ．8 为 N H 3 H 2 0 N I - L C l 调制；p i l l1 为N a 2 C 0 3 N a H C 0 3 调制；p i l l 2 ．1 为N a O H 调制。试验所用药剂除起泡 剂丁基醚醇为工业级之外，全部为分析纯试剂。 1 ．2 浮选试验 每次矿样重2 ．2 9 ，加水5 0 m l ，用J C X 一5 0 W 型超 万方数据 2 0 0 5 年第3 期张芹等脆硫锑铅矿无捕收剂浮选的研究 4 5 声波仪清洗表面5 m i n ，澄清，倒去上面悬浮液，用相 应p H 值的缓冲溶液冲人2 5 m l 挂槽式浮选机中，根 据试验要求加入相应药剂调节矿浆，加起泡剂前，测 量矿浆电位。丁基醚醇用量为1 0 m g ／L ，矿浆电位用氧 化还原剂过硫酸铵和硫代硫酸钠调节。测量电位仪 器为p H S 一3 C 精密p H 计，用铂电极和甘汞电极组成 电极对，测量的电位数值均换算为标准氢标电位。浮 选时间为4 m i n ，单矿物浮选判据如下回收率R 坐L 1 0 0 ％，m ，、m 2 分别为泡沫产品和槽内产品 m l - l - m 2 质量。 1 ．3 矿物表面中性硫量检测 先用四氯化碳提取矿物表面的中性硫，然后将 中性硫氧化成S 0 4 2 一，再用离子色谱仪测定。或用 N a 圣S O ，溶解C C l 。提取液中的中性硫，使之变成 N a 2 S 2 0 ，，然后用碘进行微量滴定8 | 。 2 结果和讨论 2 ．1 试验结果 2 ．1 ．1 脆硫锑铅矿的自诱导浮选行为 p H 图1 p H 值对脆硫锑铅矿自诱导浮选回收率的影响 F i g 1T h es e l f - i n d u c e df l o t a t i o nr e c o v e r yo fj a m e s o n i t ea s af u n c t i o n o fp H l 一回收率；2 - E n 图1 为p H 值对脆硫锑铅矿自诱导浮选回收率 的影响。可以看出，当矿浆p H 1 1 时，脆硫锑铅矿自诱导浮选回收 率下降，但当矿浆p i l l 3 时，脆硫锑铅矿的自诱导浮 选回收率仍在7 0 ％左右。由图l 还可看出，矿浆电 位随着矿浆p H 值增加而降低。 图2 给出了脆硫锑铅矿在p H 为2 ．2 、4 ．7 、8 ．8 、 1 2 ．1 时，浮选回收率与矿浆电位的关系曲线。可以 看出，在一定p H 值下，脆硫锑铅矿只在一定的电位 区域内才可实现自诱导浮选。矿浆p H 值越高，可 实现自诱导浮选的电位区间越窄。以回收率5 0 ％所 对应的矿浆电位定为浮选电位上限助 u 和电位下 限励1 0 0 零T o 薅e o 基5 0 蕾, 1 0 O 图2 脆硫锑铅矿自诱导浮选回收率与 矿浆电位的关系 F i g2D e p e d e n c eo fj a m e s o n i t e o fs e l f - i n d u c e d f l o t a t i o nr e c o v e r yo np u l pp o t e n t i a l 1 ，其二者与p H 值的关系见图3 ，可见，在某一p H 值下，只有当矿浆电位E h 1 E h 1 2 ，由 于O H 一强亲水性，尽管提取的S o 的量大于酸性介 质，但其自诱导可浮性仍低于酸性条件。 删 甾 璐 榕 艇 l R 恒 僻 p H 图5 不同p H 下脆硫锑铅矿的自诱导浮选回收率 与表面S o 提取量的关系 F i g5R e l a t i o n s h i po ft h ea m o u n to fn e u t r a ls u l p h u r e x t r a c t e df r o mi a m e s o n i t eS u r f a c ea n dt h es e l f - i n d u c e df l o t a t i o nw i t ht h ev a r i a t i o no fp H I 一回收率；2 - 元素硫提取量 3结论 1 ．当矿浆p H 值在小于1 3 的范围内，脆硫锑铅 矿均具有较好的自诱导浮选。 2 ．在特定的自诱导浮选的p H 条件下，只有在 合适的矿浆电位范围，即助 1 励 助 u 时，脆硫 锑铅矿才可自诱导浮选。 3 ．当添加硫化钠时，脆硫锑铅矿无硫诱导浮选 现象。 4 ．S o 是脆硫锑铅矿无捕收剂浮选的主要疏水 体。 参考文献 [ 1 ] H a y e sR A ．硫化矿无捕收剂浮选[ J ] ．国外金属矿选 矿，1 9 8 9 ，9 ，2 9 4 4 ． [ 2 ] W o o d sR ．硫化矿浮选的电化学[ J ] ．国外金属矿选矿， 1 9 9 3 ，4 ，1 - 5 6 [ 3 ] F u e m t e n a uM C ，S a b a c k yB ．O nt h en a t u r a lf l o t a b i l i t y o fs u l p h i d e s [ J ] ．J ．I n t ．M i n e r ．P r o c e s s ．1 9 8 1 ， 8 7 9 - 8 4 ． [ 4 ] 冯其明，陈荩，硫化矿物浮选电化学[ M ] ．长沙中南工业 大学出版社，1 9 9 2 ． [ 5 ] L a s e rT ，F o r s s b e r gK S E ，C o m p a r a t i v eS t u d yo ft h e F l o t a t i o nP r o p e r t i e so fJ a m e s o n i t e [ J ] ．S c a n d i n a v i a n J o u r n a lo fm e t a l l u r g y ，1 9 8 9 ，1 8 3 1 2 2 - 1 3 0 ． [ 6 ] L a g e rT ，F o r s s b e r gK S E ，B e n e f i c i a t i o nC h a r a c t e r i s t i c so f A n t i m o n ym i n e r a lAR e v i e w - P a r tI [ J ] ．M i n e r a l s E n g i n e e r i n g ，1 9 8 9 ，2 3 3 2 1 - 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i n d u c e df l o t a b i l i t y ．T h ee l e m e n t a ls u l p h u rw a s i d e n t i f i e dt ob ep r i m a r yh y d r o p h o b i ce n t i t y6 nj a m e s o n i t e ． K E YW o R D S i a m e s o n i t e ；c o l l e c t o r l e s s ；f l o t a t i o n ；e l e c t r o c h e m i c a l ∞驰∞m∞鲫∞∞伸o 。￡静娶回 万方数据