礦物加工中化學藥劑的應用

杜宇陽

摘 要 本文從無機藥劑、溶劑萃取藥劑、合成聚合藥劑、浮選藥劑4個方面，介紹了在礦物加工中的應用，簡單地討論了它們的作用機理。新的和老的無機藥劑、天然來源的有機藥劑和合成有機藥劑在礦物加工，特別是泡沫浮選和固液分離中起了重要的作用。

關鍵詞 礦物加工 化學藥劑 應用

中圖分類號：TD923.1 文獻標識碼：A

0前言

藥劑指的是可以發生化學反應的試劑，能在化學反應過程中，改變其他物質的形態或特性。隨著科學技術的進步，礦物加工產業也在不斷創新，其中化學藥劑的使用比較普遍，一方面能加快反應進程，提高礦物加工效率。

1無機藥劑的應用

在礦物加工中，硫酸，石灰，氰化物和氫氧化鈉是四種常用的無機物。其中硫酸可調節pH值，用作鐵礦石和銅礦的浸出劑；石灰被稱為通用試劑，可用作沉淀劑，凝固劑，抑制劑等；氰化鈉或氰化鈣用于金礦石是一種有效的浸出劑，也可用于浮選；氫氧化鈉可調節pH值并用作鋁土礦中的浸出劑。盡管其他無機物的使用量較少，但可以加快礦物加工速度，所以應用價值較高，例如如下：硅酸鈉是一種礦物分散劑；氨，鎳浸出劑；明礬是澄清劑；連二亞硫酸鋅是一種漂白劑；氫溴酸鉀是方鉛礦的抑制劑；硫酸鋅是閃鋅礦的鈍化劑。

2溶劑萃取藥劑的應用

少量使用溶劑萃取劑，但效果出眾。在氧化銅礦石中使用溶劑萃取劑每年可生產200萬噸銅金屬，這也用于紅土鎳礦。以銅加工為例，萃取劑主要是螯合劑，配位基團是異羥肟酸?；谕康脑缙陔A段，它基于醛肟。鈷和鎳用磷酸鹽提取劑分離。

3合成聚合藥劑的應用

（1）絮凝劑在所有絮凝劑中，聚丙烯酰胺類型很多，占絮凝劑市場的95%。該分子可以定制，因此適用于固液分離操作。在聚丙烯酰胺分子中，陽離子和陰離子的官能團互相取代，并且紙漿可以從單一組分轉變為多組分，從低濃度到高濃度，從低pH到高pH。加入丙烯酰胺和乙烯后，可以得到聚丙烯酰胺；在丙烯酰胺和DMAEA聚合后，可以獲得陽離子絮凝劑。在礦物加工過程中，凝聚劑分子量小，陽離子性強，具有促進電中和和橋梁形成的作用。目前，合成凝聚劑已基本取代無機凝結劑。

（2）粘合劑膨潤土用于鐵礦石球團，以聚丙烯酰胺和羥甲基纖維素鈉為基礎。這種合成粘合劑可以增加顆粒的強度，獲得更好的表面性能并增強抗裂性。此外，合成粘合劑在煉鋼中的鐵還原中起重要作用并且可防止二氧化硅進入顆粒。

（3）分散劑分散劑和絮凝劑的功能是相反的。它吸附在礦物的表面并促使它成為單個顆粒。他們大多數是基于聚丙烯酸鈉。可用于陶瓷生產和造紙工藝中，分散粘土碎屑，礦物顏料，調整金礦流變性能；用于礦漿處理，可以降低紙漿的粘度，并加速研磨過程。另外，助磨劑可以精細地研磨漿料，減少研磨機的數量，并提高處理效率。

（4）防垢劑石灰，方解石和碳酸鈣在加工過程中容易形成結垢。以金礦加工為例，篩網的結垢會導致管道堵塞，沉積在活性炭的孔隙中，影響加工效率。硫酸礦石用硫酸氧化，硫酸與碳酸鈣反應形成石膏。在這方面，使用少量防垢劑可防止結垢并提高處理效率。目前，大多數阻垢劑都是以聚丙烯酸鈉為基礎的，部分阻垢劑也是磷酸鹽。其作用機理的分析是破壞晶核，分散團聚體，促進晶體的變形，以避免顆粒的附著。當然，除了用于礦物加工和濕法冶金以外，阻垢劑還可用于能源和熱能設施。

4浮選藥劑的應用

（1）起泡劑。從結構上考慮，發泡劑具有中等長度的羥基鏈，極性基團，屬于高分子化合物，對水和空氣具有親和性。極性基團是羥基并以醇和二醇的形式存在。它們的HLB值從6到8，其作用原理是降低水和氣之間的界面張力，從而形成氣泡。此外，發泡劑還具有以下效果：發泡劑與收集器一起使用，并且可以吸附在水或礦物的界面上，減少了收集器的使用量并促進了礦物的浮選。發泡劑和收集劑共存于溶液的膠束中，并且由于靜電排斥力減弱，收集器的膠束濃度降低，這有利于膠束的形成。發泡劑與收集器離子結合并可吸附在氣泡的外表面上。通常，水溶性二醇類發泡劑具有更強的發泡性。不溶于水的醇基發泡劑具有更好的選擇性。

（2）有機抑制劑有機抑制劑主要分為兩大類：一是多糖類，如瓜爾膠，淀粉，糊精，CMC；其次是多酚，如烤橡膠，木質素和含羞草。這些抑制劑的共同特征是它們在分子，離子和羥基中含有多個OH基團。將其應用于礦物加工可以防止收集器吸附在表面上，增加親水性，并建立水合屏障。另外，一些抑制劑可以用作分散劑來調節泡沫。多糖以淀粉為例。在磷酸鹽基的作用下，赤鐵礦的親和力可以增強。例如，多元酚可以用作碳質材料，硫化銅和硫化鐵的抑制劑。

（3）脂肪酸收集器本類收集器具有長羥基鏈和羥酸混合物的特征。羥基鏈是疏水性的，并且極性羥基是親水性的，因此脂肪酸分子具有表面活性劑的性質。因為脂肪酸收集器具有發泡功能，所以它們可以在沒有組合發泡劑的情況下使用。這種收集器主要用于螢石礦和磷礦的浮選，也可以去除玻璃砂中的氧化鐵。脂肪酸分子含有羥基，其在酸性環境下不溶于水且在堿性環境下可溶于水以產生羥基酸陰離子：RCOOH+OH-=RCOO-+H2O.常用的脂肪酸收集器是基于焦油，其中活性成分是C18脂肪酸。缺點是它含有松香酸，降低了脂肪酸的選擇性。因此，在使用時，應控制松香酸的含量以增加收集器的選擇性。

5結束語

礦物加工中離不開化學藥劑，文中分別介紹了無機藥劑、溶劑萃取藥劑、合成聚合藥劑、浮選藥劑的類型和作用。這些藥劑的合理使用，可以提高礦物加工效率，提升產品性能質量，一方面促進礦物加工企業健康發展，另一方面滿足經濟社會的使用需求。

參考文獻

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