草酸抑制黑钨矿细泥的浮选试验及机理.PDF

伯 氖 ． 锄 j 乎 I 1 5 远，， 一 1] 草酸抑制黑钨矿细泥的浮选 试验及机理 墨 ‘ 差．矗庆 1 提蔓 通过单矿物、连选试验研究了草酸对黑钨矿细圮的抑制作用，试验结果表明， 草酸 是黑钨矿鲴琵的有攘抑制 i } 4 。 通过溶液忧学计算及分子轨道理论讨论了草酸的抑制机理． 并用酸碱 电离理论解释了其用量较大的鼠因。 关t 词 草酸黑钨矿鲴诧浮选抑制剂溶液化学分子轨道理论； 一 电位软 硬 酸 碱 规尉 近 年来， 国内有关 黑钨 矿细 泥捕 收剂 的 报 道很多，而 黑钨 矿细 泥的抑 制剂报 道ij l 很 少 本 文将报道草 酸抑 制黑钨矿细 泥的浮 选 试验结果并讨论其 作用机理 ，试 图找出起抑 制 作用的主要 形式 并解 释其 用量 大的问舾。 1 浮选试 验 方 法及结 果 t ． t 单 矿物浮选 方法 爱结果 Ⅲi 围 1 草酸 作抑制剂 ，■ 钨矿 细泥 可浮性 与p H的关系 1 一苄基胂酸1 5 0 0 mg ／ L i 2 --草 酰5 1 0 mg ／ L - 。 苄基胂酶1 5 0 0 mg ／ L。 黑钨矿取 自某 矿山 晶体矿物 。经人工破 碎 后，放入瓷 球磨 机 中磨至 一7 4 m备用。 试验所用草酸 、盐 酸 、氢氧 化钠 为化学 纯试剂， 用蒸 馏水 配制 成I 浓 度 备 用。苄 基胂酸为将工 业品经重 结 晶法提 纯的产品， 用氢氧化钠溶解后 配制 成1 浓度备用 。 试验 在6 5 r a l 挂槽式浮 选 机 中进 行，试 验流程为 ，给 矿搅 拌 5rai n ，加 草 酸 搅 拌 3 m n ，加 苇基 肿酸搅 拌l O mi n ，浮 选 黑 钨 矿S tai n 。试验结果见 图 1。 t ． 2连琏试鞋 方法 爱结果 连选试验浮选设 备 为 XFL 一 8 0 型3 L环 射式浮选机 ，使 用六 联槽 2台 苄 基胂酸 、 蛤矿 啦 丰 草酸 ∞k g 苄薹砷酸 1 | 湖 南有 色 盘属 研 究所 工 程师 蝴南 长沙 ‘ 1 o o 7 围 2 连 端 试 嘧 漉 曩 维普资讯 1 B t 草酸 、松 醇油及 p H调 整剂均 为 工 业品。给 矿 量为9 k g I h 。 试验流 程见图 2， 试 验 结果 见 下表 。 ． 连续 试验结果 0黑钨精 矿为 腰 2 中钨 精矿 1 与 钨精 矿2 的合并值 2试 验 结 果 及机 理 讨论 由图 1可 以看 出， 在未加草酸时 ， 黑钨 矿 细 泥在介 质p Hl ～7 范 围内可 浮性 相当好 ， 在 p H 大 于 9以 后儿乎不 浮。加入草酸后 ，在 p H3时 开 始 发 生 明显 的抑 制作 用 ， 在p H 5 ～8 及 更大，黑钨 矿被抑制 效果 为最佳 。这 与连 选试验 中矿浆 p H为2 ． 2 相 对应 。 由表 l看 出，草 酸 在抑 黑钨矿浮 锡石的 浮选过程 中效果是明显 的，只是 用量 偏高。 2 ． 1 簟t的溶液 化学 为 了弄 清楚草 酸对 黑钨矿的 抑制 机理 ， 必 须弄清楚草 酸在产生抑制作 用时 的主要 存 在形式。根据溶渡化学原理，我们可以绘出 草 酸在各 个p H条件下 的存在形式，见 图3 。 田 3簟t溶液 中各种存在 形式的 分布 系敷 与溶液p H的关 系 对照 图 1和 图 3的结果 ，可以得 出草酸 的抑制效罘为下列不等式 C O 一 I { C H 一 H C 0 C o 一 是抑制黑钨矿的 最件 形式 ． ． 2． 2分 子轨 道理论 的应 用 笔者在 期 的研究中曾指 出黑钨矿细 据 浮选 ， 捕 收剂主要在 矿粒表 面F e 及Mn 区域吸 附。如果草酸要 起抑 制作 用，必 定在 捕收剂 吸附之前就吸附 于矿 物 表 面Fe 。 ’ 及 Mn “区域 ，并 产生 罩盖层，才 能有 效。分 子轨道 理论 为草 酸 吸 附于 ”及 Mn 区域 提供 了理论依据 。 络和物 化学理论 指 出，F e 和Mn 1 三 成 的配 合物大多数是 八面体型的 。结构 化学 理论指 出 ， 第一 系列过渡金属离 子的3 d 3 d z ，4 s ，4 p ，4 p ， ，4 p z 等六 条轨 道 都可 参与组成 6键 的分子轨道。根据上述化 学理 论 ，可 以画 出Fe “与草酸作 用的 分 子 轨道 能级 图，见 图 4。 类似 也可 画 出Mn 与草 酸作 用的分子轨道 能级 图。 ／趸 、 、 、 t 、 一 ， * 圈 4 草 t与悬钨 矿作 用 的分子 轨 道 圈 由图 4可 以看 到，草酸根 中 的 羧 基与 Fe “生 成 电子构型 为a 咄e t o的稳定络 和 物。此 结果 为解释草酸 在黑钨矿表面吸 附提 供 了可 靠的理论依据 。 2． 3 t效应作用 从 选矿试验的结果可知 ，草 酸抑制黑钨 矿发生 明显作 用的用量 6 0 k g ／ t 是 相 当大 的。这可 由草酸 的结 构得以说明。草酸是 二 元 羧酸，第一个羧基 上H 解离 之 后 ，羧 酸 根带负电，对第二个羧基 上来解 离 的H 有 维普资讯 ． f 予． 吸 引作用，使H 不容 易脱 离 羧 酸分 子。也 就 是说 ，在有效浮选 过程 中，要 使草酸分 子 完全 电离 生成C 0 一 是较 困难 的 只有增大 草 酸 的总浓度 ，c O 一 的浓度才会 增大，抑 制 效果 才好 。 2 ． 4裹酉 电位硬 化学吸附 黑钨矿在纯水 中的 0一 电位见 图 5。 一 6 。 塞 一 4 。 三 f P H 圈 5 p H与f 一 电位的美 系 由图 5可 知， 当p H为2 ． 2 时 ，黑 钨矿表 面 一 电位 为零。 当p H犬于2 ． 2 时 ，表 面 电 位 虽有各种变 化，但均为负值。 由此 可以说 明， 明离子草酸根 在黑钨矿 表 面吸附 ， 是以化 学吸附为主 的。 2 ． 5软硬 酸碱 理论 0 Mn “为硬酸， F e 为中间酸， 一 c ＼ O 为硬碱 ，椴 据 “ 软亲软 ，硬亲硬，中 间软 硬 都适宜 的软 硬酸碱规则 ，草 酸与黑钨矿表 面板 易发 生化 学吸 附，这也 给草酸抑制 黑钨 矿提供 了理 论依据。 3结 语 可浮性选 矿试验及连选 试验 均证 明，草 酸 是黑 钨矿细泥 的有效 抑制剂。分子轨道理 论 、表 面 一 电位理论 、软硬酸碱规则均证 明， 草 酸抑制黑钨矿主要是 他学吸附 草酸的 溶液化 学证 明，草 酸抑制 黑钨 矿的主要 形式 是C O 一 。草酸抑制黑钨 矿其 用量大 的主要 原 囡是酸 效应 所致 。 上 接第3 6 页 M ／ s 2 5 第 1个元素的 回收 率 ， M ， ／ M n 2 6 在 式 2 0 至 2 6 中，下 标 n表 示矿 流的标号 ， F 是矿 流n 中第 f 粒级第 ，种矿 物分量组分的第 种浮选速率物料的流量， 。 ． 。 是第 种矿物分量组分 中第 1种 元 素 的 含量 。 5结 语 所建 立的 非线性状 态空间模型 是一个半 机 理的 呈递 阶结构的大 系统 动态 模型 。在模 型的结构上充分考虑了浮选回路的非线性、 多 变量 、长时 滞、大系统等特征 。可 用于 浮 选 回路 的动态 仿真 及控制嚣设计 ，不过还需 要解决仿真模型的建立及数值计算方法的选 择问题 。 参考 文 献 1 s i gh M G，Ti t U A．Pe nmO n P r e s s ． 1 9 7 8 ． 2 J a r n s h i di M ．No nh H0 l hnd l 9 8 3． 3 尹蒂，李粒 仁，张 国祥， 胡为柏、 有 色 金属 季 刊 ， 1 9 8 7 ，3 9 4 4 1 1 ． 4尹蒂 ，李松 仁 ，胡 为柏 、 有 色金 属 选 矿部 分 ，1 9 9 2 ，3 3 S 3 8 ． 维普资讯