礦物加工中化學(xué)藥劑的應(yīng)用

武良光++欒彥娜

摘 要：在礦物加工中，化學(xué)藥劑應(yīng)用廣泛且十分關(guān)鍵。該文分類闡述了在礦物加工中應(yīng)用的無機(jī)物、萃取物和聚合藥劑等多種化學(xué)藥劑，簡(jiǎn)要敘述了它們的使用方法，并探討了它們的反應(yīng)機(jī)理和在礦物加工中所起到的重要作用。

關(guān)鍵詞：礦物加工 化學(xué)藥劑 浮選藥劑

中圖分類號(hào)：TD923.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（c）-0226-02

化學(xué)藥劑是能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的試劑，在礦物加工中，應(yīng)用到了大量的無機(jī)物以及特殊合成的聚合物和萃取劑等。

1 無機(jī)藥劑

在礦物加工中，石灰和硫酸是應(yīng)用最大量的無機(jī)藥劑，其中，石灰可應(yīng)用為pH調(diào)整劑、重金屬沉淀劑、苛化劑和黃鐵礦的抑制劑；硫酸可應(yīng)用為氧化銅礦、鈦鐵礦、鈾礦等的浸出劑以及pH調(diào)整劑。氰化鈉和氫氧化鈉在礦物加工中用量也相對(duì)較大，氰化鈉可應(yīng)用為黃鐵礦和閃鋅礦的抑制劑，氫氧化鈉可應(yīng)用為pH調(diào)整劑，并可在拜耳法中從鋁土礦中浸出氧化鋁。其他無機(jī)藥劑也有重要作用，如重鉻酸鉀可應(yīng)用為方鉛礦的抑制劑，高錳酸鉀可應(yīng)用為毒砂和磁黃鐵礦的抑制劑。

2 溶劑萃取劑

溶劑萃取劑特效性很強(qiáng)，在銅礦加工中，所用萃取劑為含有對(duì)銅有特效性的配位基的螯合劑，它們一般是以酮肟和醛肟等為基礎(chǔ)的羥肟酸。

3 浮選藥劑

浮選起泡劑是中性高分子化合物，其含有中等長(zhǎng)度烴鏈和極性基團(tuán)，而極性基團(tuán)主要以醇或二醇形式存在，它們對(duì)水和空氣都有親合性。起泡劑有很多作用，首先，它可以形成泡沫，將浮起的礦粒帶入充氣礦漿的表面，刮到泡沫產(chǎn)品中，而防止其返回到礦漿中；其次，起泡劑可以影響浮選的速度；再次，起泡劑的類型和用量還能夠控制礦漿中氣泡的尺寸分布等。

烷基黃藥和二硫代磷酸鹽可應(yīng)用為浮選硫化礦的捕收劑，在一定條件下，同時(shí)使用黃藥和黑藥能夠提高精礦品位和回收率。脂肪酸可應(yīng)用在磷酸鹽礦石和螢石礦石的浮選，這類脂肪酸一般是從動(dòng)植物脂肪和油類中提取出來的天然混合物，即長(zhǎng)烴鏈羧酸混合物。脂肪酸也可應(yīng)用為捕收劑，在脂肪酸中添加氫氧化鈉后可制備生成鈉鹽，在浮選回路中創(chuàng)造堿性條件。

浮選非硫化礦物的陰離子捕收劑可應(yīng)用于浮選工業(yè)礦物和金屬氧化礦物，如重晶石、錫石和從玻璃砂等中除去的鐵、鈦污染物。在鉀礦石浮選中，脂肪胺和脂肪二胺可應(yīng)用為鉀鹽礦物的捕收劑；在鐵礦石反浮選中，醚胺和醚二胺可應(yīng)用為硅石的捕收劑。

有一類有機(jī)抑制劑是天然形成的，比如古爾膠、淀粉、糊精以及羧甲基纖維素和纖維素衍生物等多糖，烤膠、含羞草屬、木質(zhì)素等多酚。它們的共同點(diǎn)是在分子、離子或羧基中均含有多個(gè)羥基或酚基，它們的作用機(jī)理是堵塞脈石礦物表面，避免捕收劑吸附在表面上而具備親水性，有些抑制劑還具有分散劑的作用。

4 合成的聚合藥劑

在礦物加工中，合成聚合物的應(yīng)用也十分廣泛，它們都是以丙烯酸化學(xué)為基礎(chǔ)的。

4.1 絮凝劑和凝結(jié)劑

在有機(jī)藥劑中，以聚丙烯酰胺為基礎(chǔ)的絮凝劑種類最為豐富。聚丙烯酰胺分子可通過剪裁來適應(yīng)礦物加工中種類多樣的固液分離條件，其中陰、陽(yáng)離子官能團(tuán)的取代可形成多種藥劑，從而有效處理單組分和多組分礦物，還可以有效處理各種固體濃度的懸浮液、可溶性固體和各種pH條件下的礦漿。

4.2 粘結(jié)劑和防垢劑

合成粘結(jié)劑可有效提高球團(tuán)濕式和干式強(qiáng)度，使球團(tuán)具有優(yōu)良的抗干裂性和其它各類表面性質(zhì)。除此之外，它還可有效防止硅石添加到球團(tuán)中，這為煉鋼中鐵的直接還原提供了有利條件。防垢劑可有效防止顆粒附著，這一過程主要是通過結(jié)晶核的破壞、團(tuán)聚體的分散和晶體變形等作用實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)化學(xué)計(jì)量的添加量大于防垢劑用量時(shí)，大部分結(jié)垢物將存在于溶液中，而不會(huì)沉淀，防垢劑還可應(yīng)用在礦山當(dāng)?shù)氐哪茉春蜔崃υO(shè)施中。

4.3 分散劑和助磨劑

分散劑的作用與絮凝劑恰好相反，它吸附在礦物表面后可形成單個(gè)顆粒，多數(shù)分散劑是以低分子量的聚丙烯酸鈉為基礎(chǔ)的。分散劑主要用于分散礦物顏料和調(diào)節(jié)高黏土含量金礦石的流變性質(zhì)，在磨礦過程中，它還能夠有效降低礦漿的黏度，從而促進(jìn)磨礦過程順利進(jìn)行。對(duì)于固體含量高的礦漿，助磨劑可通過有效細(xì)磨，達(dá)到提高磨機(jī)處理量和減少磨機(jī)使用量的目的。

5 其他藥劑

在礦物加工中，還有很多藥劑具有關(guān)鍵作用和重要用途，如粉塵抑制劑可應(yīng)用為生物殺滅劑，脫水促進(jìn)劑可應(yīng)用為乳化劑，抗起泡劑可應(yīng)用為陰極平滑促進(jìn)劑，溶劑稀釋劑可應(yīng)用為整平劑等。目前，以應(yīng)用聚丙烯酰胺和其它合成聚合物分子為基礎(chǔ)的新興技術(shù)已將視線轉(zhuǎn)移到可泵送的高固體礦漿和可堆存的逐步脫水的尾礦，它能夠有效降低尾礦壩腳的高度并延長(zhǎng)尾礦壩的壽命。

在以上化學(xué)藥劑中，用量相對(duì)較多的是絮凝劑、凝結(jié)劑、浮選起泡劑和硫化礦物的捕收劑，萃取劑雖然產(chǎn)量相對(duì)較小，但特效性強(qiáng)，具有很高價(jià)值。很多藥劑在礦物加工中都起到關(guān)鍵作用，如無機(jī)藥劑、天然來源和合成的有機(jī)藥劑在泡沫浮選、固液分離和溶劑萃取中均有重要應(yīng)用，目前，經(jīng)過改進(jìn)的新型藥劑不但要滿足技術(shù)要求，還要滿足環(huán)境保護(hù)的要求。

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