孔令宇,呂晉芳,,魏民,鄭永興

1.昆明理工大學(xué) 國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093；2.省部共建復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650093

鎳是我國重要的戰(zhàn)略性有色金屬，在航天工業(yè)、國防工業(yè)、合金材料等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用[1]。我國鎳礦可開采儲(chǔ)量為399.64萬t，分布于11個(gè)省(區(qū))，其中甘肅省的可開采儲(chǔ)量高達(dá)263.62萬t，占全國的65%。甘肅的金川鎳礦是國內(nèi)規(guī)模最大的鎳生產(chǎn)基地，其主要利用鎳黃鐵礦生產(chǎn)鎳。由于蛇紋石等含鎂硅酸鹽充填于鎳黃鐵礦晶體裂隙中，導(dǎo)致蛇紋石難以受抑制進(jìn)入精礦中，使得精礦中鎂含量較高[2]。精礦中鎂含量超標(biāo)，因鎂熔點(diǎn)高需升高溫度將其去除，無形之中增加了冶煉成本，同時(shí)降低了冶煉回收率以及對(duì)冶煉設(shè)備造成損壞[3]。由此可見，降低鎳精礦中鎂的含量，對(duì)于提升精礦品質(zhì)和降低生產(chǎn)成本具有十分重要的意義，因此在鎳黃鐵礦浮選中對(duì)蛇紋石的抑制一直是金川鎳礦亟需解決的問題。

目前，眾多學(xué)者在酸浸降鎂、電化學(xué)調(diào)控和浮選藥劑等方面研究出多種降鎂方法及措施，但都有一定的局限性。酸浸法降鎂酸耗大、對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，實(shí)際應(yīng)用困難；電化學(xué)調(diào)控存在設(shè)備配置復(fù)雜和難以工業(yè)化應(yīng)用的缺點(diǎn)。浮選降鎂工藝流程短、生產(chǎn)成本低、降鎂效果佳，所以在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。目前，降鎂藥劑可分為有機(jī)抑制劑和無機(jī)抑制劑兩大類。常見的無機(jī)抑制劑包括水玻璃和六偏磷酸鈉，但其抑制效果不理想，選擇性差；有機(jī)抑制劑主要包括羧甲基纖維素、淀粉類、殼聚糖、瓜爾膠等。由于有機(jī)抑制劑具有成本低廉、易降解、來源廣、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，而且可通過藥劑合成或改性提高其選擇性[4]。通過總結(jié)有機(jī)抑制劑在鎳黃鐵礦浮選過程中對(duì)蛇紋石的抑制機(jī)理，對(duì)研發(fā)新型高效有機(jī)抑制劑具有指導(dǎo)和借鑒作用，實(shí)現(xiàn)蛇紋石和鎳黃鐵礦的高效分離具有重要的實(shí)際意義。

1 蛇紋石晶體結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)

蛇紋石[Mg6Si4O10(OH)8]是輝石和橄欖石在熱液變質(zhì)過程中的典型蝕變產(chǎn)物[5]，富含鎂，鎂含量一般為43.6%。由于蛇紋石具有特殊的晶體結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)，可通過機(jī)械夾帶[6]、雜合聚集(黏液涂層)[7]和“異相凝聚”作用[8]等方式進(jìn)入鎳精礦，造成鎳精礦中鎂含量超標(biāo)。

1.1 蛇紋石晶體結(jié)構(gòu)

蛇紋石的晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示，其屬于TO型的層狀晶體結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，由硅氧四面體(T層)與氫氧鎂石八面體(O層)組成結(jié)構(gòu)單元層，在單元層結(jié)構(gòu)中，原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，層間以氫鍵連接[9]。多個(gè)四面體連接成網(wǎng)狀且朝向一致，四面體角頂?shù)难蹩扇〈嗣骟w中含有的羥基，兩者大小尺寸不一致，故單元層可卷曲成管狀[10]。由于單元層間氫鍵作用力小，蛇紋石主要沿層間解離，使得蛇紋石易于泥化。蛇紋石泥化后，粒度小、黏性強(qiáng)，易吸附于其他礦物表面，使得其他礦物的表面性質(zhì)發(fā)生改變，同時(shí)降低礦粒與氣泡的附著概率，影響礦物的浮選分離[11-12]。

圖1 蛇紋石晶體結(jié)構(gòu)

1.2 蛇紋石表面性質(zhì)

蛇紋石是特殊的層狀晶體結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，層與層之間以氫鍵連接，氫鍵作用力小、易斷裂，故蛇紋石解離時(shí)主要沿層間斷裂。蛇紋石解離之后表面暴露出大量的羥基、硅離子、鎂離子、氧離子和氫氧根離子，其中羥基、氧離子和氫氧根離子易與水分子形成氫鍵，故天然可浮性差[13]。此外，由于羥基能與水形成氫鍵則在水中優(yōu)先溶出，以及較多的鎂離子留在蛇紋石表面，使得蛇紋石表面荷正電[14]。解離后的蛇紋石，大量的氫鍵殘存在基面上，端面則有羥基存在，較高的表面電荷和殘存的表面氫鍵賦予其極好的吸附陰離子(團(tuán))及有機(jī)物性能[9]。在pH=10.1時(shí)，鎳黃鐵礦表面荷負(fù)電荷，蛇紋石與鎳黃鐵礦因表面電荷不同，產(chǎn)生靜電引力，形成“異相凝聚”現(xiàn)象，阻礙鎳黃鐵礦與捕收劑的吸附和向氣泡黏附，從而對(duì)鎳黃鐵礦浮選產(chǎn)生影響[15]。

2 蛇紋石進(jìn)入鎳精礦的原因

對(duì)蛇紋石進(jìn)入鎳精礦的原因進(jìn)行分析，從而 “對(duì)癥下藥”，可有效地降低鎳精礦中的鎂含量。目前，對(duì)于蛇紋石進(jìn)入精礦的原因主要?dú)w咎于四方面：(1)泥化后罩蓋鎳黃鐵礦表面以機(jī)械夾帶的方式進(jìn)入精礦中；(2)被金屬離子活化后吸附在精礦表面進(jìn)入精礦；(3)具有一定的天然可浮性一同被浮起進(jìn)入精礦；(4)蛇紋石與鎳黃鐵礦以連生體方式進(jìn)入精礦中。

2.1 泥化罩蓋鎳黃鐵礦表面

蛇紋石是層狀硅酸鹽礦物，碎磨時(shí)易從層間解離，加之硬度較小，使之易于泥化。泥化后的蛇紋石因表面電性不同，與鎳黃鐵礦產(chǎn)生 “異相凝聚”作用，所以蛇紋石泥化后吸附于鎳黃鐵礦表面進(jìn)入精礦中。此外，蛇紋石松散易碎，在破碎磨礦過程之中會(huì)產(chǎn)生大量的次生礦泥，而礦泥間 “自凝聚”的現(xiàn)象使礦漿黏度增加，導(dǎo)致蛇紋石礦泥包裹在鎳黃鐵礦顆粒表面，形成“黏液涂層”，并黏附在氣泡表面，夾雜于泡沫之中，進(jìn)入鎳精礦[16-18 ]。

2.2 金屬離子活化作用

Cu2+、Ni2+等金屬離子對(duì)蛇紋石會(huì)產(chǎn)生活化作用，活化后的蛇紋石能夠被黃藥捕收進(jìn)入精礦中[19]。其活化作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：(1)在偏中性和弱堿性條件下，Cu2+、Ni2+的氫氧化物夠增大蛇紋石表面電位，且隨離子濃度的增大，Zeta電位也隨之增大，但加入黃藥后，黃藥與Cu2+、Ni2+的氫氧化物發(fā)生反應(yīng)，蛇紋石表面電位降低，使得蛇紋石被活化，而在酸性條件下，沒有活化作用；(2)部分金屬離子會(huì)覆蓋于蛇紋石表面，加入黃藥捕收劑后，與之反應(yīng)生成相應(yīng)的黃原酸鹽，使蛇紋石的浮選活性得到提高，活化了蛇紋石[20]。

2.3 天然可浮性

蛇紋石因其特殊的晶體結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)，具有一定的天然可浮性，浮選時(shí)會(huì)因捕收劑的選擇性差，隨鎳黃鐵礦一起被捕收。試驗(yàn)證明，在pH=7時(shí)，只添加起泡劑蛇紋石的回收率達(dá)到18%[18]。此外，蛇紋石層間價(jià)鍵較弱，當(dāng)?shù)V物表面的化學(xué)鍵弱化時(shí)，不易與極性很強(qiáng)的水分子結(jié)合[21]，且其斷裂面含有的大量Si-O-Si、O-Si-O等化學(xué)鍵活性強(qiáng)，但堿性條件下極性會(huì)減弱，疏水性增強(qiáng)，使礦物顆粒不易被水潤濕，從而蛇紋石具有一定的天然可浮性[22]，在藥劑的作用下會(huì)隨鎳黃鐵礦浮起進(jìn)入精礦。

2.4 單體解離困難

在金川鎳礦中鎳黃鐵礦是主要的含鎳礦物，由于地質(zhì)條件的差異，導(dǎo)致原生礦物與次生礦物蝕變共存，使得礦石成分復(fù)雜、嵌布粒度較細(xì)[23]。金川鎳礦受地質(zhì)條件的影響，導(dǎo)致鎳黃鐵礦的嵌布粒度較細(xì)，在0.02～0.417 mm的范圍內(nèi)；此外鎳黃鐵礦與黃鐵礦等礦物形成共伴生集合體以海綿狀充填于蛇紋石晶粒間隙，部分鎳黃鐵礦則以浸染狀嵌布于蛇紋石之中[2]。這就造成蛇紋石與鎳黃鐵礦難以單體解離，最終兩者連生體共存，一同進(jìn)入精礦中。

3 有機(jī)抑制劑對(duì)蛇紋石的抑制機(jī)理

有機(jī)抑制劑是抑制劑的重要類型，也是近年來研究的重點(diǎn)，其憑借種類多、選擇性好、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)在硫化礦浮選中得到廣泛應(yīng)用[24]。在鎳黃鐵礦浮選中，羧甲基纖維素、淀粉類、殼聚糖、瓜爾膠等常用于對(duì)蛇紋石的抑制，也有將有機(jī)抑制劑與無機(jī)藥劑組合使用的組合藥劑，以增強(qiáng)對(duì)蛇紋石的抑制效果。

3.1 羧甲基纖維素

羧甲基纖維素(CMC)是由纖維素羧基化得到的一種多糖，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。從圖2可看出，羧甲基纖維素的每個(gè)葡萄糖結(jié)構(gòu)單元都含有三個(gè)-OH，羥基上的氫原子與羧甲基能發(fā)生取代反應(yīng)，氫原子被取代的數(shù)目則定義為取代度(DS)；聚合度(DP)表示羧甲基纖維素中結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量，即n值[25]。CMC含有大量的-COOH和-OH，-COOH在水中可水解成-COO-， CMC的表面電性發(fā)生變化并且能與一些金屬離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，抑制脈石礦物；-OH是一種極性基團(tuán)，能與水分子發(fā)生氫鍵作用，改變礦物的表面親水性，使礦物得到抑制、分散和絮凝。在鎳黃鐵礦浮選中，CMC對(duì)蛇紋石的抑制機(jī)理研究也主要圍繞這兩個(gè)基團(tuán)展開。

圖2 羧甲基纖維素的結(jié)構(gòu)

羧甲基纖維素通過氫鍵作用吸附于蛇紋石表面，從而引入親水基團(tuán)，使蛇紋石受抑制。李治華[12]認(rèn)為，羧甲基纖維素含有-OH和-COOH兩大官能團(tuán)，其中-COOH水解產(chǎn)生的-COO-使CMC表面帶負(fù)電，在弱堿性條件下，羧甲基纖維素與蛇紋石因表面電性不同發(fā)生靜電吸附，從而蛇紋表面會(huì)吸附上一層羧甲基纖維素。羧甲基纖維素包裹于蛇紋石表面，包裹在外層的羧甲基纖維素含有的-OH又與水形成氫鍵作用，在氫鍵的作用下羧甲基纖維素外層又形成一層

圖3 CMC氫鍵作用機(jī)理

薄薄的水化膜，從而形成了一個(gè)中心為蛇紋石、中間為羧甲基纖維素、外層為水化膜的包裹體，使得蛇紋石的表面親水性得到增強(qiáng)，抑制了蛇紋石，抑制劑機(jī)理如圖3所示。邱顯揚(yáng)[26]結(jié)合實(shí)際認(rèn)為，在鎳黃鐵礦浮選體系中使用六偏磷酸鈉或水玻璃藥劑，這些藥劑解離產(chǎn)生的磷酸陰離子、膠態(tài)硅膠、HSiO3-和 SiO32-等離子，使得弱堿性(pH為10)條件下蛇紋石與羧甲基纖維素不發(fā)生靜電吸附，羧甲基纖維素通過化學(xué)吸附和氫鍵作用抑制蛇紋石。

CMC與蛇紋石因表面電性的差異產(chǎn)生“異相凝聚”，改變蛇紋石表面電位，也是抑制蛇紋石的重要機(jī)理之一。王德燕等[17]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蛇紋石表面荷正電，CMC中含有的-COOH水解后能產(chǎn)生-COO-陰離子，-COO-陰離子使得CMC表面荷負(fù)電，兩者因電性相反產(chǎn)生靜電吸附，蛇紋石的表面電位由正變負(fù)，因此與荷負(fù)電的鎳黃鐵礦產(chǎn)生靜電斥力，減少了蛇紋石礦泥黏附硫化鎳礦表面，有益于鎳黃鐵礦的浮選，抑制機(jī)理如圖4所示。馮博等人[27]通過分析紅外光譜發(fā)現(xiàn)，蛇紋石與CMC作用后，蛇紋石的吸收峰發(fā)生了變化，分別在MgO-H處和Mg-O處發(fā)生位移變化，從而推測(cè)CMC與蛇紋石不僅產(chǎn)生靜電吸引作用，還產(chǎn)生了化學(xué)吸附，這是由于CMC中羧基與蛇紋石表面暴露出的鎂離子發(fā)生了反應(yīng)。

圖4 CMC靜電作用機(jī)理

在鎳黃鐵礦浮選中CMC對(duì)蛇紋石的影響是多方面的，除抑制作用外，還具有分散、絮凝作用，分散和絮凝能夠減少蛇紋石礦泥對(duì)鎳黃鐵礦浮選的影響[28]。M．C．Pietrobon等[29]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CMC是大分子的陰離子聚合物，含有大量的羥基和羧基官能團(tuán)，這些基團(tuán)使得CMC可通過氫鍵與蛇紋石礦物形成穩(wěn)定黏附，降低它的ζ電位，從而使蛇紋石從鎳黃鐵礦中分離出來。此外，CMC可以起到空間位阻劑的作用，阻止蛇紋石顆粒間的范德華力，減少了顆粒間的凝聚，增加了蛇紋石礦泥的分散性，改善泡沫排水性能，相應(yīng)降低蛇紋石的回收率[30]。CMC不僅能對(duì)蛇紋石礦泥產(chǎn)生分散作用，也具有絮凝作用。馮博等人[26]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，羧甲基纖維素對(duì)蛇紋石具有絮凝作用，CMC通過靜電吸附和蛇紋石表面的鎂質(zhì)點(diǎn)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生絮凝作用，微細(xì)粒蛇紋石聚集在一起增大了表觀粒度，減少了泡沫夾帶現(xiàn)象。不同的溫度條件下，由于CMC在水中的狀態(tài)不同，導(dǎo)致在礦物表面有不同的吸附行為，在25 ℃條件下，CMC通過氫鍵作用溶解于水中，但在礦物表面吸附量較低；當(dāng)溫度升至65 ℃時(shí)，溶液中會(huì)析出部分CMC，析出的CMC在蛇紋石表面沉積，導(dǎo)致吸附量增加，增強(qiáng)了CMC對(duì)蛇紋石的絮凝作用[31]。

羧甲基纖維素是一種纖維素醚類聚合物，隨聚合度的不同其含有的羥基和羧基數(shù)量也不同，對(duì)于鎳黃鐵礦浮選中蛇紋石的抑制、分散和凝聚作用，主要得益于-OH和-COOH兩大官能團(tuán)，其抑制機(jī)理目前認(rèn)為也主要是氫鍵作用、靜電吸附和化學(xué)反應(yīng)[32-36]。

3.2 淀粉類

淀粉是自然界中最豐富的物質(zhì)之一，大量?jī)?chǔ)存于各種植物根莖和果實(shí)中，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。淀粉分直鏈淀粉和支鏈淀粉，其中支鏈淀粉占75%～ 80%，隨支鏈數(shù)量的增加，淀粉中羥基數(shù)量隨之增加，羥基可與水分子形成氫鍵，有利于增加淀粉的溶解度[37]。此外，通過氫鍵作用淀粉能吸附于礦粒表面，使礦粒表面的親水性發(fā)生改變，從而使礦粒受到抑制或絮凝[38]。人們根據(jù)對(duì)浮選藥劑的需求，對(duì)天然淀粉進(jìn)行切斷、重排、氧化以及引入化學(xué)基團(tuán)，從而得到性質(zhì)不同的改性淀粉[39]。目前，淀粉類抑制劑已廣泛用于硫化礦浮選和抑制含鎂硅酸鹽礦物[40]。

圖5 淀粉的結(jié)構(gòu)

陰離子淀粉是在天然淀粉基礎(chǔ)上經(jīng)過酯化、醚化等化學(xué)反應(yīng)引入羧基、磺酸等基團(tuán)制得的淀粉衍生物，與天然淀粉相比，陰離子淀粉具有較好的可溶性、對(duì)蛇紋石的抑制效果更佳[41-42]。ZD-1型陰離子淀粉，具有淀粉的通性，對(duì)蛇紋石的抑制機(jī)理與CMC相似[43]。ZD-1陰離子淀粉中含有羧基，羧基水解后產(chǎn)生的-COO-離子使其表面荷負(fù)電，從而通過靜電作用吸附蛇紋石表面，改變蛇紋石ζ電位，使其受到抑制，作用機(jī)理如圖6所示[44-45]。

圖6 淀粉靜電作用機(jī)理

利用原淀粉上的羥基與有機(jī)酸或無機(jī)酸進(jìn)行酯化反應(yīng)，會(huì)生成一類新的淀粉——酯化淀粉。酯化淀粉由于在反應(yīng)時(shí)會(huì)比原淀粉多引入一些陰離子官能團(tuán)，從而使其親水性提高[46]。酯化淀粉與蛇紋石作用后，酯化淀粉含有的-OH以氫鍵作用的方式吸附在蛇紋石的表面，增強(qiáng)蛇紋石的親水性，使蛇紋石得到抑制[47-48]，其作用機(jī)理如圖7所示。淀粉枝接聚合物在酸性的條件下，酸性越強(qiáng)，其與蛇紋石表面作用更強(qiáng)，這是由于淀粉枝接聚合物里面含有羥基和羰基，發(fā)生了酸堿中和反應(yīng)。礦漿pH=8時(shí)，淀粉枝接聚合物通過氫鍵作用吸附于蛇紋石表面，使蛇紋石表面荷負(fù)電，鎳黃鐵礦與蛇紋石礦物顆粒之間作用力由靜電引力變?yōu)殪o電斥力，從而抑制了蛇紋石[49]。

圖7 淀粉氫鍵作用機(jī)理

淀粉類抑制劑是高分子聚合物，其所帶官能團(tuán)可根據(jù)礦物表面性質(zhì)引入，使其具有一定的選擇性，從而可以通過物理吸附、絡(luò)合作用和鍵合作用[42,50-51]等對(duì)脈石和礦物有抑制作用，這也是淀粉類抑制劑能廣泛應(yīng)用于浮選中的重要原因。

3.3 殼聚糖類

殼聚糖是由甲殼素脫去乙酰胺而形成的有機(jī)高分子化合物，是自然界中唯一的天然堿性多糖，其具有優(yōu)良的生物相容性和金屬螯合性，在醫(yī)藥、食品、紡織、化妝品工業(yè)、廢水處理等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用[52-53]，結(jié)構(gòu)如圖8。殼聚糖類有機(jī)物在浮選領(lǐng)域也有應(yīng)用，根據(jù)浮選藥劑對(duì)官能團(tuán)的需要，在原殼聚糖的基礎(chǔ)上進(jìn)行改性，從而使其擁有羧基官能團(tuán)，加強(qiáng)了其對(duì)蛇紋石的抑制效果。

圖8 殼聚糖的結(jié)構(gòu)

殼聚糖對(duì)蛇紋石的作用與其溶解性質(zhì)和官能團(tuán)有關(guān)，其對(duì)蛇紋石的抑制主要有兩方面：酸性條件下的分散作用和弱堿性條件下的凝聚作用。酸性條件下，在礦漿中加入殼聚糖，溶于水中的殼聚糖通過羥基與蛇紋石形成氫鍵，使殼聚糖吸附于蛇紋石表面，分散了蛇紋石礦泥；而隨pH值慢慢升高至9時(shí)，由于溶解度變小，導(dǎo)致部分殼聚糖從溶液中析出，而析出的殼聚糖在蛇紋石表面發(fā)生沉積，使得蛇紋石礦泥凝聚成團(tuán)，從而產(chǎn)生較強(qiáng)的絮凝作用[54-55]，作用機(jī)理如圖9所示。

圖9 殼聚糖氫鍵作用機(jī)理

羧化殼聚糖是由殼聚糖改性而來，通過-CH3COOH官能團(tuán)取代原有的-NH2官能團(tuán)，使其與CMC一樣含有-COOH。在鎳黃鐵礦浮選中，在弱堿性條件下鎳黃鐵礦與蛇紋石表面電性相反，兩者產(chǎn)生靜電吸附；而加入羧化殼聚糖，其含有的乙酰胺基和羧基官能團(tuán)與蛇紋石表面暴露出的鎂離子發(fā)生絡(luò)合，使蛇紋石表面電位由正變負(fù)，蛇紋石與鎳黃鐵礦產(chǎn)生較強(qiáng)的靜電斥力，減少了二者的異相凝聚[56-58]，作用機(jī)理如圖10所示。

圖10 殼聚糖絡(luò)合作用機(jī)理

殼聚糖類多糖常作為絮凝劑、分散劑用于浮選領(lǐng)域以及對(duì)選礦廢水的處理，這是與其所含官能團(tuán)和溶解性質(zhì)分不開的，在堿性條件下可產(chǎn)生凝膠，且隨pH值的變化凝膠能消失也可重現(xiàn)。在鎳黃鐵礦浮選中，其通過氫鍵作用和絡(luò)合作用對(duì)蛇紋石主要起絮凝、分散作用。

3.4 瓜爾膠

瓜爾膠，又稱古爾膠，是一種以半乳甘露聚糖為基本結(jié)構(gòu)單元的多糖，其結(jié)構(gòu)如圖11所示。瓜爾膠的結(jié)構(gòu)單元半乳甘露聚糖中含有大量的羥基，在這些羥基中有一些順位羥基，這些羥基可彼此加固，有益于氫鍵的形成。瓜爾膠具有天然親水性，在浮選中可用于對(duì)蛇紋石、滑石等硅酸鹽脈石的抑制[59-60]。瓜爾膠作為抑制劑抑制蛇紋石，通過紅外光譜分析發(fā)現(xiàn)：蛇紋石在和瓜爾膠反應(yīng)后，除了蛇紋石的吸收峰外， N-H吸收峰和O-H吸收峰也出現(xiàn)了位移變化，從而推測(cè)蛇紋石與瓜爾膠之間發(fā)生了化學(xué)吸附[61]。

圖11 瓜爾膠的結(jié)構(gòu)

3.5 組合藥劑

礦漿中的Cu2+、Ni2+對(duì)蛇紋石的活化是造成其進(jìn)入精礦中的重要原因之一，對(duì)此采用絡(luò)合劑+抑制劑的組合藥劑，既可消除離子的活化作用，又能抑制蛇紋石。絡(luò)合劑中含有大量的羧基和羥基等官能團(tuán)，這些官能團(tuán)與銅、鎳等金屬陽離子發(fā)生絡(luò)合形成絡(luò)合物，去除吸附于蛇紋石表面的活化離子，減少對(duì)捕收劑浮選活性的影響；在鎳黃鐵礦表面生成的氧化薄膜，絡(luò)合劑能夠?qū)⑵淙芙?，使得鎳黃鐵礦浮選活性得到改善。同時(shí)抑制劑和分散劑通過物理吸附、化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)等作用，使蛇紋石的表面電位發(fā)生改變，親水性增強(qiáng)，有效抑制蛇紋石[62-63]。張亞輝等[64]認(rèn)為，檸檬酸、EDTA和草酸等可作為金屬離子的絡(luò)合劑，能夠有效地去除吸附于蛇紋石、綠泥石等含鎂硅酸鹽礦物表面的Cu2+和Ni2+，減少金屬離子對(duì)蛇紋石的活化作用，配合抑制劑或分散劑一起使用能夠顯著降低鎳精礦中的MgO含量。張亞輝等[65]基于檸檬酸+六偏磷酸鈉組合藥劑對(duì)金川鎳礦進(jìn)行浮選降鎂試驗(yàn)，最終鎳精礦中鎂含量由7.67%降至6.33%。李玄武等[66]以檸檬酸為絡(luò)合劑配合改性淀粉進(jìn)行試驗(yàn)，將鎳的回收率從81.89%提高至85.30%，而鎂含量由6.76%降至6.18%。黃俊瑋等[67]在EDTA二鈉+六偏磷酸鈉+JC的藥劑體系下，對(duì)銅鎳混合精礦進(jìn)行降鎂提質(zhì)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)流程工藝相比，鎳的回收率提高了0.35百分點(diǎn)，精礦中的鎂含量下降了0.59百分點(diǎn)。

EP組合藥劑是在已知結(jié)構(gòu)的化合物基礎(chǔ)上進(jìn)行復(fù)配組合形成的新藥劑，其對(duì)蛇紋石的抑制作用依賴于含有的官能團(tuán)能與蛇紋石產(chǎn)生靜電吸附和絡(luò)合作用。EP中含有羧基和羥基，羧基水解產(chǎn)生-COO-，進(jìn)而通過靜電吸附于蛇紋石表面，使蛇紋石的表面電位發(fā)生改變；蛇紋石解離后表面會(huì)暴露出許多金屬離子，EP 組合藥劑能與金屬離子產(chǎn)生絡(luò)合反應(yīng)，生成穩(wěn)定、可溶的產(chǎn)物，有效抑制蛇紋石[68]。

FY組合藥劑是一種由無機(jī)分散劑與有機(jī)抑制劑按配比混合而成的新型抑制劑，其對(duì)蛇紋石的抑制作用主要有以下兩方面：一是分散了蛇紋石的礦泥，減少泥化罩蓋現(xiàn)象；二是能夠吸附于蛇紋石礦泥表面來增強(qiáng)其表面的親水性，提高對(duì)蛇紋石的抑制效果。試驗(yàn)證明以FY組合藥劑作為抑制劑，最終精礦中鎂含量降低了6.03百分點(diǎn)[69]。

3.6 其他藥劑

國外學(xué)者發(fā)現(xiàn)，通過對(duì)苔蘚(地衣)的水溶液進(jìn)行加熱可提取得到苔聚糖和異苔聚糖，經(jīng)試驗(yàn)證明該類物質(zhì)對(duì)蛇紋石有非常好的抑制效果，可以替代淀粉和 CMC[70]；彼得羅維奇發(fā)現(xiàn)含有一個(gè)胺基和3～7個(gè)羥基的多羥基胺對(duì)蛇紋石也有抑制作用，它能與蛇紋石反應(yīng)生成親水性化合物，使其受到抑制[71-72]。

4 結(jié)語

蛇紋石因其特殊的晶體結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)，在鎳黃鐵礦浮選中因泥化罩蓋吸附、受金屬離子活化作用、天然可浮性以及難解離原因進(jìn)入鎳精礦，導(dǎo)致精礦中鎂含量超標(biāo)，給后續(xù)的冶煉帶來影響。有機(jī)抑制劑對(duì)鎳黃鐵礦和蛇紋石浮選分離的影響及抑制，其主要源于所含有的羥基、羧基等官能團(tuán)，這些官能團(tuán)能與蛇紋石表面以氫鍵作用、物理吸附和化學(xué)吸附等方式結(jié)合，使蛇紋石受到抑制、分散和絮凝。近年來，也有學(xué)者研究新型的組合藥劑，在對(duì)蛇紋石的抑制方面，取得了良好的效果。未來應(yīng)加強(qiáng)對(duì)有機(jī)抑制劑對(duì)蛇紋石抑制機(jī)理研究，探索更多的抑制途徑，從而針對(duì)性地開發(fā)選擇性高、效果好的新藥劑，與此同時(shí)不斷改進(jìn)現(xiàn)有藥劑，使其性能更優(yōu)。