趙 濤，劉迎春，康建雄

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司，陜西 華縣 714102)

0 前 言

百花嶺選礦廠使用浮選機(jī)和浮選柱聯(lián)合應(yīng)用的生產(chǎn)方式，自2007 年開(kāi)始穩(wěn)定生產(chǎn)含鉬57%以上的高品位鉬精礦，在國(guó)內(nèi)屬首創(chuàng)，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。目前，百花嶺選礦廠主要選鉬抑制劑為巰基乙酸鈉和磷諾克斯2 種。每逢夏季，高品位鉬精礦指標(biāo)會(huì)波動(dòng)較大，鉬精礦含雜時(shí)常超標(biāo)(冶煉要求:鉬精礦含銅≤0.2%;鉛≤0.1%)，精礦含銅高時(shí)，抑制劑用量最多可達(dá)平時(shí)的4 倍，不但大大增加了選礦藥劑成本，而且抑制效果并不明顯。因此降低夏季生產(chǎn)中鉬精礦中銅、鉛含量已成為百花嶺選礦廠乃至金堆城鉬業(yè)股份有限公司急需攻克的技術(shù)難題。

國(guó)內(nèi)鉬選廠應(yīng)用較多的銅、鉛金屬抑制劑主要有巰基乙酸鈉、磷諾克斯、硫化鈉、硫代硫酸鈉、F100－7 和株洲藥劑廠生產(chǎn)的銅、鉛抑制劑等。前期的試驗(yàn)研究證明該6 種抑制劑在一定用量范圍內(nèi)均能較好地實(shí)現(xiàn)鉬精選過(guò)程中銅、鉛等金屬的有效抑制。但是由于四季的交替，四季氣溫存在著較大的差異，而有一些研究表明以上幾種抑制劑在生產(chǎn)中應(yīng)用時(shí)，對(duì)溫度的波動(dòng)可能比較敏感，夏季高溫連續(xù)不斷，且選廠晝夜氣溫相差較大，因此有必要通過(guò)大量試驗(yàn)研究來(lái)選取對(duì)溫度適應(yīng)性較強(qiáng)的銅、鉛金屬單一抑制或組合抑制劑，以適應(yīng)夏季高溫季節(jié)的生產(chǎn)實(shí)踐。

1 試驗(yàn)礦樣及藥劑

試驗(yàn)礦樣:試驗(yàn)用原礦樣取自百花嶺選礦廠磨浮車間3#系統(tǒng)的鉬粗精礦產(chǎn)品。原礦樣見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)用原礦樣主要元素 %

主要試驗(yàn)藥劑:巰基乙酸鈉、磷諾克斯、硫化鈉、硫代硫酸鈉、F100－7 和株洲藥劑。巰基乙酸鈉為華光公司油藥廠生產(chǎn);F100－7 為沈陽(yáng)飛瑞化工所產(chǎn)品;磷諾克斯為選礦廠現(xiàn)用抑制劑，其余試劑是從不同廠家外購(gòu)所得。

2 試驗(yàn)方法

以3#鉬粗精礦產(chǎn)品為試驗(yàn)用原礦樣，按濕式縮分法縮取具有代表性的原礦樣若干份，每份約折合干礦量約250 g，盛入XDF 1L 掛槽浮選機(jī)進(jìn)行浮選試驗(yàn)研究。試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。

考察溫度對(duì)單一抑制劑影響情況的試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。

圖1 鉬精選抑制劑種類試驗(yàn)

3 試驗(yàn)結(jié)果及討論

3.1 溫度對(duì)抑制劑抑制效果的影響研究

為了考察上述6 種常用銅鉛抑制劑對(duì)溫度的適應(yīng)性情況，按照?qǐng)D1 流程進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)圖2 ～圖7。

圖2 溫度對(duì)巰基乙酸鈉抑制效果的影響規(guī)律

圖2 為溫度對(duì)巰基乙酸鈉抑制效果的影響。由圖2 可見(jiàn)，浮選溫度從室溫升高到22 ℃的過(guò)程中，輝鉬礦基本保持了良好的浮選效果，巰基乙酸鈉抑制效果較好，鉬精礦品位保持在30%以上，回收率90%以上，鉬精礦中銅品位2.23%以下，鉛品位在0.3%以下;當(dāng)溫度升高到22 ℃以上時(shí)，鉬精礦中鉬品位快速下降，并有繼續(xù)下降的趨勢(shì)，回收率略有升高，但在整個(gè)過(guò)程中變化不大;鉬精礦中銅品位迅速升高，雖在32 ℃時(shí)略有下降，但仍維持在2.3%以上的較高水平;鉛品位雖略有升高，但在整個(gè)溫度試驗(yàn)范圍中基本保持不變。由此可見(jiàn)，巰基乙酸鈉對(duì)溫度的最佳適應(yīng)范圍為7 ～22 ℃，其不適合作夏季高溫生產(chǎn)鉬精礦的最佳抑制劑。

圖3 溫度對(duì)磷諾克斯抑制效果的影響規(guī)律

圖3 為溫度對(duì)磷諾克斯抑制效果的影響。由圖3 可見(jiàn)，隨著溫度的升高，鉬精礦中鉬品位及回收率基本保持不變，鉬回收率略有升高。當(dāng)溫度從室溫至24 ℃的過(guò)程中，鉬精礦中銅品位先升高后降低，并穩(wěn)定在2.2%附近的較低水平。在很寬的溫度范圍內(nèi)，鉬精礦中鉛品位基本保持不變，并穩(wěn)定在0.25%以下的較好水平。試驗(yàn)結(jié)果表明，鉬精選中，磷諾克斯作銅鉛抑制劑時(shí)對(duì)溫度的適應(yīng)范圍很寬(8 ～37 ℃)，且有較好的抑制效果。因此，磷諾克斯是夏季高溫生產(chǎn)中鉬精礦降雜的良好抑制劑。

圖4 溫度對(duì)硫化鈉抑制效果的影響規(guī)律

圖4 為溫度對(duì)硫化鈉抑制效果的影響。由圖4可見(jiàn)，用一定量硫化鈉作抑制劑時(shí)，隨著溫度的升高，鉬精礦中鉬品位及回收率基本保持不變。當(dāng)溫度從室溫至11 ℃的過(guò)程中，鉬精礦中銅品位有所下降，之后溫度再升高，銅品位基本穩(wěn)定在2.55%的較低水平。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，鉬精礦中鉛品位基本穩(wěn)定在0.24%以下的較低水平。由此可見(jiàn)，硫化鈉的作用效果受溫度的影響不大，且當(dāng)溫度較高時(shí)，鉬精礦中的銅、鉛品位表現(xiàn)出較低水平。因此，在夏季高溫的情況下，可以使用硫化鈉作抑制劑。

圖5 溫度對(duì)硫代硫酸鈉抑制效果的影響規(guī)律

圖5 為溫度對(duì)硫代硫酸鈉抑制效果的影響。由圖5 中可看出，在整個(gè)溫度試驗(yàn)過(guò)程中，鉬精礦中鉬品位呈逐漸降低的趨勢(shì)，回收率基本保持不變。當(dāng)溫度從室溫至10 ℃時(shí)，鉬精礦中銅品位迅速下降，繼續(xù)升高溫度，鉬精礦中銅品位又逐漸上升;鉬精礦中鉛品位隨著溫度的升高呈緩慢升高趨勢(shì)。由此可見(jiàn)，硫代硫酸鈉作為鉬精礦生產(chǎn)中銅、鉛抑制劑時(shí)，鉬精礦綜合指標(biāo)較差。

圖6 溫度對(duì)F100－7 抑制效果的影響規(guī)律

圖6 為溫度對(duì)F100－7 抑制效果的影響。由圖6 可見(jiàn)，浮選溫度從室溫升高至28 ℃的過(guò)程中，鉬精礦中鉬品位維持在較好水平，且基本平穩(wěn)，溫度繼續(xù)升高，鉬品位迅速下降;整個(gè)溫度試驗(yàn)過(guò)程中，鉬精礦回收率雖緩慢上升，但最高也只有82.2%;銅品位在24 ℃以后開(kāi)始緩慢升高，當(dāng)溫度升高至28 ℃以后呈迅速升高趨勢(shì);鉛品位在24 ℃以后也呈緩慢上升趨勢(shì)。由此可見(jiàn)，F(xiàn)100－7 可作為低溫下且對(duì)鉬精礦綜合指標(biāo)要求不高時(shí)的銅鉛抑制劑。F100－7 是沈陽(yáng)飛瑞化工為東北低溫地區(qū)開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種銅鉛抑制劑，有研究表明，其在0 ℃左右抑制效果較好。

圖7 溫度對(duì)株洲藥劑抑制效果的影響規(guī)律

圖7 為溫度對(duì)株洲藥劑抑制效果的影響。由圖7 可見(jiàn)，采用株洲藥劑作銅、鉛抑制劑，隨著溫度的升高，鉬精礦中鉬品位呈逐漸下降的規(guī)律，而鉬回收率先升高后降低，但在較寬的溫度范圍內(nèi)鉬回收率變化不明顯。隨著溫度的升高，鉬精礦中銅品位開(kāi)始變化不大，但溫度高于13 ℃后，銅品位持續(xù)居高，而鉬精礦中鉛品位先降低，當(dāng)溫度高于22 ℃后，鉛品位開(kāi)始呈逐漸升高的趨勢(shì)?？偟内厔?shì)表明，株洲藥劑在溫度較低時(shí)，對(duì)鉬精礦的總體指標(biāo)影響不大，而溫度較高時(shí)，應(yīng)用株洲藥劑會(huì)惡化鉬精礦指標(biāo)。

由以上的試驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合分析可以看出，6 種抑制劑受溫度影響的大小順序?yàn)?硫代硫酸鈉＞株洲藥劑＞F100－7 ＞巰基乙酸鈉＞硫化鈉≥磷諾克斯。

綜上可知，6 種抑制劑中抑制效果受礦漿溫度影響最小的是磷諾克斯和硫化鈉兩種抑制劑，因此夏季可以選用磷諾克斯或硫化鈉作銅、鉛金屬抑制劑。

3.2 最佳抑制劑組合應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果

為了更好地實(shí)現(xiàn)銅、鉛金屬的抑制，降低藥劑用量及其成本，亦研究了室溫下將硫化鈉與磷諾克斯組合使用的抑制效果，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖8，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

圖8 考察最佳組合抑制劑作用效果的試驗(yàn)流程

從表2 可以看出硫化鈉和磷諾克斯按照50 g/t+3 g/t 進(jìn)行添加時(shí)，相對(duì)單一的150 g/t 和5 g/t 使用，可以很好地發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，在組合藥劑的較低用量下，可以達(dá)到較好的抑制效果。

3.3 抑制劑機(jī)理分析

抑制劑對(duì)礦物的抑制方式和具體作用形式主要有以下幾種:

(1)在礦物表面形成親水覆蓋膜或親水膠粒，使礦物表面親水或削弱對(duì)捕收劑的吸附活性。

(2)溶去礦物表面由捕收劑所形成的疏水覆蓋膜。

(3)溶去礦物表面易與捕收劑作用的活性質(zhì)點(diǎn)或活化膜。

(4)除去礦漿中的活化離子。

巰基乙酸鈉在水中主要存在2 個(gè)極性基團(tuán)，即－SH 和－COOH。－SH 基能強(qiáng)烈地與硫化銅礦物反應(yīng)吸附在礦物表面親固，而－COOH 存在于小分子中不可能表現(xiàn)出捕收性能，但表現(xiàn)出強(qiáng)烈的親水性而形成水膜親水，從而對(duì)硫化銅產(chǎn)生抑制作用。可能由于溫度升高，在堿性溶液中非常容易被空氣氧化成雙巰基乙酸鹽而降低抑制作用。

硫化鈉的抑制機(jī)理一般認(rèn)為:硫化鈉水解產(chǎn)HS－離子，當(dāng)HS－離子濃度達(dá)到一定值后，在礦物表面發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附，HS－排擠已吸附在礦物表面的有機(jī)藥劑;同時(shí)親水的HS－離子又吸附在硫化礦物表面，增大了礦物表面親水性，使硫化礦物受到抑制，而輝鉬礦具有天然可浮性，不被抑制。硫化鈉抑制作用還可能與硫化鈉在水中電離S2－有關(guān)，S2－對(duì)硫化礦物具有很強(qiáng)的親和力，解吸礦物表面吸附的過(guò)剩油藥，從而改善分離效果。

表2 硫化鈉與磷諾克斯組合使用的抑制效果

磷諾克斯是五硫化二磷和氫氧化鈉按一定比例混合藥劑，它們反應(yīng)生成了硫代磷酸鹽，因它在分子結(jié)構(gòu)中不帶疏水性基因，吸附在硫化物礦物表面形成了親水難溶的硫代磷酸鹽覆蓋膜，致使礦物受到抑制。

硫化鈉和磷諾克斯是無(wú)機(jī)鹽抑制劑，受溫度影響較小，或受溫度影響的最低下限較高，所以在37 ℃下抑制效果基本不受溫度影響，而巰基乙酸鈉等有機(jī)抑制劑抑制效果受溫度變化影響大，或受溫度影響的最低下限較低，所以在夏季浮選溫度較高的條件下，無(wú)機(jī)抑制劑穩(wěn)定性較好。

4 結(jié) 論

(1)磷諾克斯、硫化鈉在鉬精選作業(yè)中對(duì)銅鉛的抑制效果受溫度的影響較小，最低下限溫度在37 ℃左右。

(2)磷諾克斯3 g/t+硫化鈉50 g/t 作為組合抑制劑對(duì)鉬精礦中銅、鉛的抑制效果比硫化鈉200 g/t或磷諾克斯5 g/t 單獨(dú)作用效果好。兩者的協(xié)同效果較好。

(3)將磷諾克斯和硫化鈉的組合藥劑作為夏季高溫季節(jié)鉬精礦降雜的抑制劑，具有進(jìn)一步的研究?jī)r(jià)值。

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