化學藥劑在礦物加工中的應用

楊 雄

（江銅集團德興銅礦，江西 德興 334200）

化學藥劑在礦物加工產(chǎn)業(yè)中使用十分普遍，一方面可以提高礦物加工的效率，加快反應進程，同時對于產(chǎn)品的性能和質(zhì)量也有明顯的改善，從而極大程度的降低生產(chǎn)成本[1]。只有了解不同的化學藥劑屬性和特征，才能更加合理的使用，在滿足國家技術(shù)規(guī)范的前提下，造福人類獲得最大的經(jīng)濟效益和社會效益，下文進行分析。

圖1 常見的礦物

1 礦物加工中不同化學藥劑的反應原理及應用

1.1 無機藥劑的應用

硫酸和石灰是礦物加工過程中使用最為常見的無機藥劑，硫酸可以應用到鈾礦、鈦鐵礦等浸出劑，石灰可以用作重金屬沉淀劑和pH 調(diào)整劑。氫氧化鈉和氰化物在礦物加工過程中的使用也十分常見。例如，將氫氧化鈉用作pH 調(diào)整劑，將氰化鈉用作閃鋅礦或黃鐵礦的抑制劑，同時使用拜爾法也可以從鋁土礦中生成氧化鋁。一些常用的無機藥劑的應用功能如表1。

表1 在礦物加工中無機藥劑的種類與功能

1.2 合成聚合藥劑的應用

首先，絮凝劑。絮凝劑最為常見的是聚丙烯酰胺，約占絮凝劑全部類型的90%以上，該物質(zhì)可以實現(xiàn)很好的固液分離，同時該分子可以實現(xiàn)定制。不同物質(zhì)的陰陽離子的官能團，彼此之間可以相互取代，將單組分轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘟M分，低濃度轉(zhuǎn)變?yōu)楦邼舛龋谷炕旌衔锏膒H 值越來越高。該物質(zhì)的制備主要是將乙烯與丙烯酰胺混合，后者與DMAEA發(fā)生聚合反應以后可以得到陽離子絮凝劑[2]。該絮凝劑的分子量相對較小，陽離子的性能相對于陰離子更加明顯，有利于發(fā)生中和反應。目前，合成聚合藥劑已經(jīng)取代了無機絮凝劑的地位，被廣泛的應用到礦物的加工當中。

其次，黏合劑。鐵礦石球團主要使用黏合劑膨潤土，發(fā)揮作用的是聚丙烯酰胺及羥甲基纖維素鈉，上述物質(zhì)可以提高顆粒強度，使顆粒的抗裂性能及表面質(zhì)量大大提高。與此同時，在還原反應中合成黏合劑也起到重要的作用，例如在冶煉鋼鐵時可以阻止二氧化硅進入到顆粒內(nèi)部。

再次，分散劑。區(qū)別于絮凝劑，分散劑的功能主要體現(xiàn)在吸附礦物表面，可以使礦物構(gòu)成一個一個獨立的顆粒，該物質(zhì)的成分主要是聚丙烯酸鈉，聚丙烯酸鈉在造紙工藝和陶瓷生產(chǎn)中的使用十分普遍，可以改變晶礦的流變性能，分散礦物的顏料，同時在礦漿的處理過程中也被廣泛使用，可以極大程度的提高研磨的效率，降低紙漿的黏度。除此之外，分散劑還能幫助更加細致的研磨材料，使研磨的效率得以提高，降低了研磨機的數(shù)量。

最后，防垢劑。在碳酸鈣的加工過程中，經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，例如在加工金礦時，篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)會造成嚴重的堵塞，孔洞被活性炭吸附的污垢所擁堵，發(fā)生嚴重的管道堵塞，使加工質(zhì)量受到不良的影響[3]。硫酸礦石經(jīng)過氧化處理，以后碳酸鈣與硫酸發(fā)生反應，最終形成石膏沉淀在底部。可以看出，適當?shù)膽梅拦竸梢允刮酃柑幚淼男Ч蟠蠹訌姟?/p>

1.3 浮選藥劑在礦物加工中的實踐應用

對水和空氣的親和性是浮選藥劑的重要特征。例如，起泡劑就是常用的浮選藥劑，它可以在礦物加工過程中產(chǎn)生形態(tài)各異，大小不一的泡沫可以將浮起的礦物顆粒作用到充氣礦漿的表面，并且將其融入到內(nèi)部，避免了資源的浪費。除此之外，技術(shù)人員通過合理的使用起泡劑，也能夠最大程度的提高礦物浮選的效率，對于氣泡的分布和具體的尺寸嚴密的控制。二硫代磷酸鹽在礦物浮選加工過程中，主要用途是基于一定化學反應條件下的捕收劑。礦物加工的技術(shù)人員通過該物質(zhì)可以明顯提高礦物質(zhì)的回收效率。技術(shù)人員在針對磷酸鹽礦石進行作業(yè)時，需要用到脂肪酸，該物質(zhì)一般情況下從油類或動植物的脂肪中提取，在提取完成以后可能純度不足，還需要進一步提煉。陰離子捕收劑一般被礦物加工人員用作金屬氧化礦物或工業(yè)礦物的浮選作業(yè)，例如為重晶石、稀釋等礦物質(zhì)去除鈦、鐵污染物，也可以在鐵礦石的浮選作業(yè)中應用醚胺或醚二胺作為捕收劑。

2 礦物加工作業(yè)中確保化學藥劑發(fā)揮最佳應用的措施

2.1 保證加工過程中化學藥劑質(zhì)量過關(guān)

化學藥劑在礦物加工過程中消耗量十分巨大，根據(jù)李主任的調(diào)研情況來看，很多企業(yè)一味的降低成本，對于化學藥劑的質(zhì)量標準要求相對較低，使用一些低質(zhì)量的產(chǎn)品來代替高成本的化學藥劑，甚至一些企業(yè)為了追求最大的經(jīng)濟效益，采用一些類似的替代品，造成加工的產(chǎn)品質(zhì)量難以得到明確的保證，同時也污染了環(huán)境，對于行業(yè)的整體進步產(chǎn)生十分不良的影響。所以相關(guān)政府部門必須加強監(jiān)管力度，一旦發(fā)現(xiàn)加工企業(yè)使用劣質(zhì)化學藥劑或沒有按照行業(yè)規(guī)定濫用藥劑必須加大處罰力度，保證在礦物加工過程中藥劑質(zhì)量過關(guān)。而礦物加工企業(yè)也應該擁有長遠的眼光，積極的轉(zhuǎn)變發(fā)展思路，嚴把質(zhì)量關(guān)口積極的執(zhí)行化學藥劑的使用標準，絕不能為了眼前的經(jīng)濟利益放棄了企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，否則即使企業(yè)獲得了短期的經(jīng)濟利益，在長期的發(fā)展過程中，也一定會被激烈的市場競爭所淘汰。

2.2 提高工程技術(shù)人員的責任意識和業(yè)務能力

根據(jù)筆者的調(diào)查來看，一些礦物加工企業(yè)的化學藥劑相關(guān)技術(shù)人員較為缺乏，尤其是一些中小型的加工企業(yè)，往往由于企業(yè)的資金有限，難以招募高水平的工程技術(shù)人員，造成企業(yè)運行過程中惡性循環(huán)。上述情況導致礦物加工企業(yè)經(jīng)常由于技術(shù)人員不足，而一人身兼多職，難以面面俱到，或者由于工程技術(shù)人員的業(yè)務能力不足，責任意識不到位，沒有進行規(guī)范操作，影響了化學藥劑的正常作用[4]。可以看出，要想將化學藥劑發(fā)揮出全部的作用，礦物加工企業(yè)必須提高技術(shù)人員的責任意識和業(yè)務能力，并且大量招募與企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營實際情況相符合的技術(shù)人員，這是企業(yè)取得核心競爭力的首要條件。

2.3 確保礦物加工過程的環(huán)境中適宜

在礦物的加工過程中，安全優(yōu)良的生長環(huán)境是發(fā)揮出化學藥劑作用的基礎(chǔ)和前提。例如，可以將水穩(wěn)定性較差的試劑放置在干燥的空間和環(huán)境中；對于一些容易分解的試劑，可以將其放置在陰涼的避光處；對于高溫環(huán)境下易分解的試劑，可以將其放置在低溫環(huán)境下，從而保證試劑的穩(wěn)定性[5]。

3 結(jié)語

綜上所述，要想促進我國礦物加工行業(yè)的不斷進步，強化化學藥劑的運用是必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所以相關(guān)企業(yè)必須意識到化學藥劑對于礦物加工生產(chǎn)的實際作用。化學藥劑對于礦物加工的順利完成有著重要的幫助，合理的使用化學藥劑，一方面可以有效的提高礦物質(zhì)的加工效率，同時也可以提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，提高企業(yè)的核心競爭力。除此之外，化學藥劑的從業(yè)人員也應該加強研發(fā)力度，保障加工相關(guān)的技術(shù)要求能夠被最大程度的滿足，并在此基礎(chǔ)上降低生態(tài)環(huán)境所面臨的壓力，只有這樣才能使我國的礦物加工行業(yè)又好又快的發(fā)展，為我國的制造業(yè)提供強大的原料支撐。