熊 立， 葉雪均， 胡 城， 劉子帥， 邱振忠

（1.江西理工大學資源與環(huán)境工程學院，江西 贛州 341000；2.華錫集團設(shè)計研究院，廣西 柳州 545000）

SA-3對銅鉍硫化礦分選分離的作用及機理研究

熊 立1， 葉雪均1， 胡 城1， 劉子帥1， 邱振忠2

（1.江西理工大學資源與環(huán)境工程學院，江西 贛州 341000；2.華錫集團設(shè)計研究院，廣西 柳州 545000）

利用單礦物試驗研究了SA-3對輝鉍礦和黃銅礦浮選行為的影響，研究表明：SA-3對輝鉍礦的抑制能力極弱；當SA-3用量為50 mg/L時，黃銅礦受到強烈抑制.紅外光譜分析表明：SA-3是一種包含-SH、-OH、-COOH的多官能團抑制劑，文中對SA-3在黃銅礦表面的作用進行了分析.

銅鉍分離；SA-3；機理研究

輝鉍礦和黃銅礦都具有良好的自誘導可浮性和捕收劑誘導可浮性.銅鉍分離方法分為抑銅浮鉍和抑鉍浮銅，其中抑銅浮鉍的關(guān)鍵在于強化抑制劑對黃銅礦的抑制能力[1-2].

目前國內(nèi)外用于抑銅浮鉍的抑制劑主要有3種：一種是氰化物，其分離效果較好，但是氰化物有劇毒，產(chǎn)生二次污染且廢水難以處理；一種是硫酸鋅、亞硫酸（鈉）、石灰、碳酸鹽等，這些藥劑存在抑制作用弱、用量大、對浮選操作技術(shù)要求高等缺陷；另外一種是小分子有機抑制劑，如巰基乙酸，其特點是抑制能力遠強于無機抑制劑、用量較小、便于操作控制，但部分藥劑穩(wěn)定性不如氰化物.基于黃銅礦抑制劑的以上特點，多年來國內(nèi)外對黃銅礦的新型抑制劑的研究比較活躍，且主要集中在小分子抑制劑上[3-9].

SA-3即是一種新型小分子有機抑制劑，應用在銅鉍分離實踐中取得了較好的效果，對該種藥劑在抑銅浮鉍過程中的浮選行為和抑制機理進行了研究分析.

1 試驗方法

輝鉍礦、黃銅礦的純礦物均來自贛南地區(qū)某鎢礦，經(jīng)過提純、除雜、干燥后化學分析，輝鉍礦的純度接近80%，黃銅礦純度大于90%.試驗所用SA-3、鹽酸、氫氧化鈉均為分析純，乙基黃藥、2#油為工業(yè)純.

每次試驗取5 g純礦物，用稀鹽酸進行清洗，再用超聲波清洗器清洗20 min，靜置片刻，倒去上層懸浮液，然后用蒸餾水反復清洗5次，將礦物倒入50 mL浮選槽中，在XFGC-80型掛槽浮選機上進行浮選試驗，按照圖1的加藥順序進行調(diào)漿，試驗用水為蒸餾水，試驗流程見圖1[10].

單礦物數(shù)據(jù)處理如下：

式中，r為回收率；ma、mb為泡沫產(chǎn)品、槽內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量.

礦物表面的黃藥吸附量由UNIC UV-2100紫外可見分光光度計測定計算得出，紅外光譜則由傅立葉紅外光譜儀AVATAR 370FITR測定.

2 純礦物試驗

2.1 介質(zhì)pH對輝鉍礦和黃銅礦可浮性的影響

乙基黃藥用量為10 mg/L，用HCl和NaOH調(diào)節(jié)礦漿pH，考察不同pH條件對黃銅礦和輝鉍礦可浮性的影響，試驗結(jié)果見圖2.

圖2 介質(zhì)pH對2種礦物可浮性的影響

由圖2可知，輝鉍礦在弱堿性和弱酸性介質(zhì)條件下均能保持較好的可浮性，其中pH在7～9之間，輝鉍礦的可浮性相對較好；黃銅礦在較為廣泛的pH值(4～12)范圍內(nèi)可浮性均比較好，回收率基本不受pH的影響.因此，在后續(xù)試驗中，溶液的pH值均控制在7～9之間.

2.2 SA-3對輝鉍礦和黃銅礦可浮性的影響

固定乙基黃藥用量，改變SA-3的用量，分別考察不同SA-3用量對輝鉍礦和黃銅礦可浮性的影響，試驗結(jié)果如圖3所示.

圖3 SA-3對2種礦物可浮性的影響

由圖3試驗結(jié)果可知，SA-3在上述用量范圍內(nèi)，對輝鉍礦的可浮性影響較弱，說明SA-3對輝鉍礦幾乎沒有抑制作用；SA-3對黃銅礦抑制作用較明顯，當用量在50 mg/L時，黃銅礦僅上浮15.26%.

2.3 輝鉍礦、黃銅礦人工混合礦浮選分離

根據(jù)大部分實際礦物中輝鉍礦與黃銅礦的品位關(guān)系，黃銅礦、輝鉍礦按1∶1比例配比，共10 g.乙基黃藥用量為10 mg/L，2#油適量，浮選時間為3 min，試驗流程如圖1，試驗結(jié)果如表1所示.

表1 人工混合礦浮選分離試驗結(jié)果/%

由表1可知，SA-3對黃銅礦的抑制作用較為明顯.鉍精礦中還有少量的銅，可精選提純鉍精礦；尾礦中含有的部分鉍，可在后續(xù)加鉍掃選提純銅精礦，由此SA-3可以順利實現(xiàn)銅鉍分離.

3 SA-3對黃銅礦抑制機理研究

圖4為不同SA-3用量對黃銅礦和輝鉍礦表面黃藥吸附量的影響.由圖4可知隨著SA-3用量在試驗范圍內(nèi)增大，輝鉍礦表面的黃藥吸附量變化平緩，而黃銅礦表面黃藥吸附量急劇減小，說明SA-3在黃銅礦表面與黃藥發(fā)生競爭吸附，并由此降低了黃銅礦的可浮性從而使黃銅礦受到抑制.

圖4 SA-3對兩種礦物表面黃藥吸附的影響

圖5 SA-3與黃銅礦作用后紅外光譜圖

SA-3與黃銅礦作用后紅外光譜圖如圖5，圖5中1754～1639 cm-1的吸收譜帶為羧酸類化合物，在乙基黃藥存在的情況下，2560 cm-1附近是-SH引起的伸縮振動；1710 cm-1附近是形成了金屬鹽，出現(xiàn)了對稱和不對稱延伸振動的羧基，所以能夠說明SA-3是羧酸類化合物；3390 cm-1附近是-OH引起的伸展振動[11-13].說明SA-3在礦物表面發(fā)生了化學吸附，從而使黃銅礦受到抑制.

SA-3含有-SH、-OH、-COOH 3個基團，為巰基化合物群體，與黃藥在黃銅礦表面存在競爭吸附，-SH能牢固地吸附在黃銅礦表面，并借助-COOH、-OH使礦物與藥劑之間形成一層親水膜，增加了礦物表面的親水性，從而使礦物受到抑制；又由于SA-3是小分子有機物，連接巰基和羧基烴鏈原子數(shù)低，COO-對HS-誘導效應更好，所以抑制效果較好[14-15].

4 結(jié) 論

（1）SA-3對黃銅礦的抑制作用強，對輝鉍礦的抑制能力極弱，是抑銅浮鉍的有效抑制劑.

（2）SA-3 有多個官能團， 如-SH、-OH、-COOH等，與黃藥在礦物表面存在競爭吸附，-SH能牢固地吸附在黃銅礦表面，并借助-COOH、-OH在礦物表面形成親水膜，從而阻止了捕收劑在礦物表面的吸附，使黃銅礦受到抑制.

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Sorting effects and mechanism of SA-3 on copper bismuth sulphide

XIONG Li1,YE Xue-jun1,HU Cheng1,LIU Zi-shuai1,QIU Zhen-zhong2

(1.School of Resource and Environmental Engineering,Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000,China;2.Design and Research Institute of China Tin Group Co.Ltd.,Liuzhou 545000,China)

This paper studies the effect of chalcopyrite and bismuthinite’s floatation with SA-3.The results show that the inhibitory ability of SA-3 to bismuthinite is very weak.Chalcopyrite

strong inhibition when the dosage of SA-3 is 50 mg/L.Infrared spectrum analysis demonstrates SA-3 is a kind of functional organic inhibitors.-SH,-OH and-COOH are SA-3’functional groups.

separation of cuprum and bismuth;SA-3;mechanism analysis

TD952

A

1674-9669（2011）06-0083-03

2011-11-01

熊 立（1990－ ），男，碩士研究生，主要從事礦物分選理論與工藝方面研究，E－mail:xiongli227@126.com.