组合抑制剂的应用实例分析

湖南有色金属研究院 湖南长沙 410100

浮 选药剂的研究分为两类，一类是研制或发现新药剂，另一类是组合使用药剂。其中，新药剂性价比较高，一般研究难度较大、周期较长，若研制成功且工业应用，则效果显著，不易被取代；组合用药即对现有药剂进行组合使用，一般研究周期相对较短，此类药剂种类较多，在工业生产上见效较快。

在 1957 年斯德哥尔摩国际选矿会议上，格林博茨基发布了组合捕收剂方面的综述性报告，引起了选矿科研工作者对组合用药的广泛关注，促进了组合用药如捕收剂、抑制剂、起泡剂、絮凝剂等研究和应用的发展。针对贫细杂难选矿物，因分离的具体矿物不同，可供选择的组合抑制剂的种类有很多[1-2]。笔者从无机抑制剂、有机抑制剂、无机与有机抑制剂的组合使用 3 个方面，结合应用实例，进行整理、归纳、总结和机理分析。

1 无机抑制剂的组合使用

选矿厂浮选作业常用的无机抑制剂组合有很多，如：Na2SO3、CaCl2、ZnSO4的组合，凌竞宏等人[3-4]对该组合药剂在黄铜矿、黄铁矿低碱浮选分离中的浮选行为进行了研究；水玻璃与 H2SO4、Al(SO4)3、FeSO4的组合，孙伟等人[5-6]研究了该组合药剂在萤石、重晶石、白钨矿浮选时抑制方解石的效果；ZnSO4、Na2SO3、Na2CO3、CaO、Na2S 的组合，其在铅锌硫浮选分离的实际生产中应用较多，笔者对该组合药剂做了纯矿物试验研究[7]。

文献 [7]分别研究了 ZnSO4、Na2SO3、ZnSO4+Na2SO3对硫化矿物(方铅矿、闪锌矿和黄铁矿)浮选行为的影响，分析抑制剂组合使用的协同效果。在[丁基黄药]=3 mg/L、[MIBC]=2 mg/L、矿浆 pH=7.0 的条件下，研究了 ZnSO4用量对硫化矿物浮选回收率的影响；在[丁基黄药]=3 mg/L、[MIBC]=2 mg/L、矿浆 pH=7.0 的条件下，研究了 Na2SO3用量对硫化矿物浮选回收率的影响；在 [ZnSO4]100=100 mg/L、[Na2SO3]100=20 mg/L、[丁基黄药]=3 mg/L、[MIBC]=2 mg/L、矿浆 pH=7.0 的条件下，研究了不同 ZnSO4+Na2SO3组合比对硫化矿物浮选回收率的影响。试验结果分别如图 1～3 所示。

图1 ZnSO4用量对硫化矿物浮选回收率的影响Fig.1 Influence of ZnSO4dosage on recovery ratio of sulphide flotation

图3 不同 ZnSO4+Na2SO3的组合比对硫化矿物浮选回收率的影响Fig.3 Influence of ratio of ZnSO4and Na2SO3on recovery ratio of sulphide flotation

由图 1 可以看出，随着 ZnSO4用量的增加，方铅矿和黄铁矿可浮性变化不大，闪锌矿呈快速下降后趋于相对稳定的趋势；当 ZnSO4用量较大时，闪锌矿浮选泡沫脆且易破，负载量很少。可见 ZnSO4可以实现铅锌的分离。

由图 2 可以看出，随着 Na2SO3用量的增加，方铅矿、闪锌矿和黄铁矿均呈快速下降后趋于稳定的趋势；当 Na2SO3用量较小时，存在铅锌分离的可能；当 Na2SO3用量较大时，方铅矿和黄铁矿浮选泡沫脆且易破，无法上浮。

由图 3 可以看出，ZnSO4+Na2SO3的组合使用对3 种矿物所产生的协同效应并不一致，其中方铅矿属于正-负协同效应，闪锌矿属于显著型负协同效应，黄铁矿属于零正协同效应。当 ZnSO4与 Na2SO3的用量组合比为 20∶80 时，方铅矿的回收率为 97.99%，闪锌矿的回收率为 25.98%，黄铁矿的回收率为87.38%。可见，组合药剂的浮选效果好于单一药剂，ZnSO4+Na2SO3的协同作用有利于铅锌分离。

2 有机抑制剂的组合使用

在矿浆 pH 值为 7～8 的低碱条件下，焦性没食子酸+单宁酸是硫化铁矿物的高效抑制剂，刘斌等人[8]利用该抑制剂实现了无石灰铜硫分离，明显提高了金银伴生组分的综合回收。在弱碱性条件下，黄朝德等人[9]对远安胶磷矿采用组合抑制剂(木质素磺酸钙、腐殖酸钠、羧甲基纤维素钠、聚氧乙烯碱)抑制脉石矿物(石英、白云石、方解石)，后进行捕收剂浮选磷的正浮选试验流程，取得了磷精矿 P2O5品位为27.80%、回收率为 86.20% 的选矿指标，浮选精矿呈弱碱性，为在酸性条件下进行反浮选降镁元素的试验提供了良好的原料。

笔者对 CaF2含量为 35.26%、CaCO3含量为29.85%、重晶石含量为 15.90%、SiO2含量为 10.18% 的试样进行了萤石浮选试验。在碳酸钠用量为 800 g/t、水玻璃用量为 300 g/t、油酸钠用量为 400 g/t 的条件下，考察淀粉、单宁酸、淀粉+单宁酸(1∶1)用量对萤石粗选作业的影响。试验结果如图 4 所示。

由图 4 可以看出，随着抑制剂淀粉和单宁酸用量的增加，粗选精矿中 CaF2的品位呈上升趋势，CaF2的回收率呈大幅下降趋势(不包括有机抑制剂用量为0 的数据)。淀粉和单宁酸用量试验表明：单宁酸的抑制能力强于淀粉，但回收率较低。

随着组合抑制剂用量的增加，粗选精矿中 CaF2的品位呈上升趋势，CaF2的回收率呈下降趋势，但变化幅度相对较小。可见，组合抑制剂的用量在较宽的范围内与回收率呈线性关系，用量敏感性较小。综合考虑，组合抑制剂淀粉+单宁酸(1∶1)的用量较低，对脉石矿物的选择性抑制效果好于单一抑制剂。

图4 不同抑制剂用量对萤石粗选作业的影响Fig.4 Influence of dosage of various inhibitors on roughing flotation of fluorite

3 无机与有机抑制剂的组合使用

无机抑制剂和有机抑制剂的组合使用，其目标是通过相互补充达到强化抑制的效果。如：在低碱条件下，CaCl2+单宁酸、KMnO4+单宁酸、Na2S2O3+焦性没食子酸、NaClO+焦性没食子酸、NaClO+腐殖酸钠的组合，进行黄铜矿、黄铁矿的浮选分离试验研究[10-12]；巯基化合物(以巯基乙酸为主)+Na2S 的组合，在工业应用中高效分离铜钼；对萤石与重晶石的人工混合矿进行选别，张德海等人[13]以 TF2-8 为捕收剂，使用组合抑制剂(硫酸钠、淀粉)，在 pH 值为 8.5 的条件下，经一次粗选，获得了萤石品位为95.61%、回收率为 98.33% 的粗精矿。

笔者针对 Sb 品位为 1.16%、S 品位为 3.72%、锑华中锑分布率为 27.59%、辉锑矿中锑分布率为43.10%、锑酸盐中锑分布率为 29.31% 的某高硫锑矿，在碳酸钠用量为 1 600 g/t、硝酸铅用量为 600 g/t、SN-9 用量为 50 g/t、2 号油用量为 10 g/t 的条件下，考察水玻璃、CMC、Na2SO3、水玻璃+CMC+Na2SO3用量对锑粗选作业的影响。试验结果如图 5 所示。

由图 5 可以看出，随着抑制剂用量的增加，粗选精矿中 Sb 的品位呈上升趋势，Sb 的回收率大致呈下降趋势(不包括抑制剂用量为 0 的数据)。单一抑制剂(水玻璃、CMC、Na2SO3)对黄铁矿的抑制作用不佳，粗选精矿中 Sb 的品位较低，组合抑制剂水玻璃+CMC+Na2SO3(10∶1∶5)对细粒黄铁矿的选择性抑制效果好于单一抑制剂。

采用组合抑制剂(水玻璃+CMC+Na2SO3)进行锑优先浮选闭路试验，工艺流程如图 6 所示，试验结果如表 1 所列。由图 6 和表 1 可知，采用 2 次粗选、3 次精选、3 次扫选、中矿顺序返回的工艺流程，可获得：产率为 1.06%，锑品位为 51.37%、回收率为 46.94% 的锑精矿；产率为 98.94%，锑品位为0.62%、回收率为 53.06% 的尾矿。

图5 不同抑制剂用量对锑粗选作业的影响Fig.5 Influence of dosage of various inhibitors on roughing flotation of antimony

图6 闭路试验流程Fig.6 Process flow of closed-circuit test

表1 闭路试验结果Tab.1 Results of closed-circuit test %

4 组合药剂的使用及展望

在硫化矿浮选领域，形成了一些经典的组合抑制剂。如：铜铅分离[14]和锑硫分离[15-17]的羧甲基纤维素、亚硫酸钠、水玻璃组合；铜锌分离[18-19]和铅锌分离[20]的硫酸锌、亚硫酸钠组合，或石灰、硫酸锌组合；钼铜浮选分离[21]的磷诺克斯、三硫代碳酸钠、巯基乙酸钠组合；硫化镍矿浮选分离[22]的六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、水玻璃组合，或糊精、生石灰组合等。

在氧化矿浮选领域，组合抑制剂的使用更为丰富。如白钨矿、萤石[23]浮选过程中的水玻璃、硫酸铝、硫酸组合，铝土矿[24]正浮选过程中的碳酸钠、六偏磷酸钠、改性淀粉组合，氧化铅锌[25]浮选分离过程中的水玻璃、腐殖酸钠组合等。

组合抑制剂的研究已成为药剂领域的重要发展方向，是一种技术创新行为，具有综合+创造属性，选矿工作者应利用这种综合+创造思维，对组合抑制剂进行研究并推广应用。

5 结语

(1)组合抑制剂的开发和研究越来越为人们所重视，已成为药剂研究领域的重要方向。组合抑制剂的发展呈现出由二元组合至多元组合、由同类型药剂组合至异类型药剂组合的趋势。

(2)进行抑制剂的组合使用试验，应避免各类抑制剂的海量组合筛选，可根据各抑制剂性能、目的矿物可浮性、非目的矿物组分、抑制剂组合使用实例等，进行整理归纳和科学组合。