矿物加工中化学药剂的作用研究

2020-02-15赵明霞

山西化工 2020年6期

李丽，赵明霞

(山西工程技术学院，山西阳泉 045000)

引言

矿物加工是利用重选、磁选和浮选等方法对原矿进行处理，获取人造富矿的一种方法。在矿物加工的不同阶段通常需要加入多种药剂，来实现对矿物的快速分选并提高分选浓度。因此化学药剂的使用合理性直接决定了矿物分选的效率和经济性。目前用于矿物分选的药剂种类很多，这些化学药剂之间具有较大的差异性，一旦使用错误将导致严重的事故。因此本文对矿物加工不同阶段常用的化学药剂的种类和机理进行了分析，可以帮助相关人员快速的了解各化学药剂的类型和使用情况，对提高矿物加工的效率和经济性具有较大的指导意义。

1 矿物加工中无机药剂

无机药剂是相对于有机药剂而言的，目前矿物加工中常用的无机化学药剂主要包括H2SO4、NaOH、CaCO3及氰化物等。在矿物加工的过程中H2SO4主要用于对矿物分选液的酸碱度进行调剂，同时通过化学反应来析出原矿中的铁元素或者铜元素。NaOH同样可以调剂矿物分选液内的酸碱度，同时还主要用于置换出原矿中的铝元素。CaCO3在矿物分选的过程中主要是作为凝结剂使用，用于将置换后无用的成分快速凝结、沉淀。氰化物则主要是用于对含金的矿物进行分选，析出矿物内的金元素，具有析出效率高，经济性好的优点[1]。

其他无机化学药剂还包括水玻璃、明矾等，用于矿物分选时的分选剂、澄清剂等，提高矿物分选效率和经济性，但应用范围较小，一般只有当矿物内的目标元素含量极低时，才使用以上两种物质进行多次分选，提高分选率。

2 合成聚合化学药剂

矿物分选中的合成聚合化学药剂主要包括絮凝剂、黏合剂、分散剂和防垢剂。该类型的化学药剂主要用于加速矿物分选过程中的聚合反应，提高矿物分选效率，具有用量少、效果明显的特点。

目前常用的絮凝剂为聚丙烯酰胺，该絮凝剂能够实现分子的自由排列，可以根据不同的分析对象进行有机调节，能够加快分选对象和矿物分选液的分离。由于该合成化学药剂的分子构成特点，在分选液中其官能团能够根据分选液的特性进行相互取代，实现由单组分向双组分的转换。而且由于絮凝剂的分子量相对较少，呈现出较为明显的阳离子特性，在反应过程中极易出现电中和，因此在转换过程中能够对分选液的浓度进行自动调节，使矿物分离过程中保持最佳的分选环境[2]。

分散剂主要是用于促进矿物析出目标元素的结合，其特性和絮凝剂有着本质的区别，其主要是附着在目标元素的外侧促使分选液内的目标元素快速的结合成大的颗粒。目前常用的分散剂主要是聚丙烯酸钠，广泛应用在金矿提取、矿物颜料制备等，能够改变析出金元素的流变性，提高稳定性和结合效率。降低矿物颜料制备时的色彩不稳定性，提高颜料利用效率。

黏合剂主要是用于加强析出目标元素的稳定性、提高颗粒度，主要用于铁矿分选中，可以根据对分选需求的不同通过调整黏合剂来调节铁矿石基团的干式强度，增强其抗裂性。通过合理设置黏合剂能够避免在分选过程中出现硅石，提高后续炼钢中的反应效率，提高炼钢质量。

防垢剂主要是为了防止在分选过程中产生污垢，影响分选效率和设备稳定性。特别是在进行铁矿、金矿分选过程中，会产生大量的矿渣，若没有防垢剂将导致大量的结渣现象，不仅容易堵塞分选系统的管路，而且还会导致结渣附着在分选目标颗粒的表面，影响目标颗粒的析出和凝结，严重降低矿物分选的效率和质量。目前最常用的除垢剂主要是聚丙烯酸钠，在工作过程中能够对结晶物的晶核就那些破坏，促使发现变形，阻止其形成固态附着物[3]。

3 浮选药剂的选用

浮选药剂对液体和气体具有较强的亲和性，主要包括起泡剂和有机抑制剂及捕收剂。起泡剂的结构相对特殊具有极强的极性基团，当在浮选剂内加入起泡剂后能够在水和空气之间形成一个张力界面，在界面上产生非常多的泡沫，在进行矿物分选时，能够将漂浮的矿物颗粒裹入到泡沫内，使矿物颗粒能够和浮选剂发生有机反应，提高反应效率，避免分选矿物颗粒加大后快速回到分选剂中，影响矿物的分选效果。通过合理控制起泡剂的使用量能够根据浮选液的情况合理调整反应速度，降低浮选成本。

有机抑制剂包括了多糖类的有机抑制剂和多酚类的有机抑制剂，多糖类了有机抑制剂主要是淀粉，多酚类抑制剂主要是木质素，在有机抑制剂中含有大量的氢氧根，可以改善浮选剂的酸碱性，增强目标离子的亲水性[4]。

在对硫化矿进行加工的过程中还需要加入以二硫代磷酸盐为主的捕收剂，在浮选过程中能够提升矿物的回收率。在对萤石矿进行分选的过程中需要加入脂肪酸类捕收剂，该类型的捕收剂具有极长的羟基链，使其具有较大的亲水性，能够有效的提高萤石矿颗粒的分选效率。