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电化学理论研究
来源:2015/7/23 10:42:32

电化学理论研究硫化矿浮选电化学理论主要研究硫化矿物在浮选体系中,硫化矿物-溶液界面的电化学反应,其电化学反应分为三个方面:捕收剂在矿物表面的电化学反应;矿物表面静电位对药剂作用的影响;矿浆电位对浮选过程的影响。铁闪锌矿与磁黄铁矿均属于硫化矿,对其所进行的电化学理论研究主要是矿物-溶液界面的电化学反应的研究。

铁闪锌矿浮选过程中其浮游性受矿浆电位及矿浆pH 值影响显著,丁基黄药作为铁闪锌矿捕收剂时,吴伯增等人认为,铁闪锌矿在pH<6.0 时,回收率>60%,可浮性较好,在pH>8.0 的弱碱性条件下,其回收率急剧下降,可浮性较差。pH=6.0 时,铁闪锌矿在0.2~0.6V 的电位区间,回收率>50%;当pH=9.18和pH=11.0 时,无论怎样调节矿浆电位,铁闪锌矿浮选回收率低于50%,原因在于,在更强的碱性条件下,铁闪锌矿表面的S0 迅速腐蚀成SO42-而不易于吸附捕收剂,即铁闪锌矿自身的氧化严重阻滞了丁基黄药在其表面的吸附和氧化形成疏水性物质。

铁闪锌矿与磁黄铁矿在浮选过程中由于自身的氧化在矿物表面会产生疏水性物质,如元素S0 等,矿物自身氧化与矿浆电位及pH 值关系密切,因此可以通过调节矿浆电位及pH 值来控制矿物表面的电化学反应,马先锋认为,矿浆电位>0.3V 或者pH 值>11.0 时,磁黄铁矿表面产生的S0 将会减少,磁黄铁矿的可浮性降低。程琍琍研究发现,矿浆pH 值在6.86~10.1 区间时,随着pH 值增大,铁闪锌矿的腐蚀电流增大,即铁闪锌矿表面腐蚀的氧化反应速度增大。Fe2+脱离铁闪锌矿晶格进入溶液时,易于铁闪锌矿的氧化和羟基化,形成“羟基化富硫中间态”,随pH 值的增大,这个中间态-羟基化富硫层的稳定性越差,氧化腐蚀反应速度增大。当pH>11.0 时,腐蚀电流又减小,可能与矿物表面发生氧化直接生成了Fe(OH)3、SO42-、ZnO22-有关,从而使得铁闪锌矿的浮游性变差。

电化学理论研究揭示了铁闪锌矿与磁黄铁矿在浮选过程中其浮游性与矿浆电位、pH 值的关系,这两种矿分别有各自的最佳浮选矿浆电位、pH 值,若能将电位调控浮选运用于铁闪锌矿与磁黄铁矿浮选分离过程中,将大大降低浮选药剂成本,提高分选效果,降低浮选时间。

2.3 工艺流程研究

铁闪锌矿与磁黄铁矿十分相似,分离难度高,对其分离选别的工艺流程的研究从未停止,目前主要有以下工艺流程。

(1)常规单一的“抑硫浮锌”工艺流程。王仁东等人选别西部某铁闪锌矿时采用“抑硫浮锌”的高碱工艺,获得锌回收率85.66%的锌精矿。聂光华等人对某铁闪锌矿进行浮选试验研究时也采用该工艺,获得含锌48.41%的锌精矿。

(2)先磁后浮工艺流程。罗仙平等人以内蒙古某低品位铅锌矿石为研究对象,该矿锌主要赋存于铁闪锌矿中,并含有大量的磁黄铁矿,在抑硫浮锌工艺流程下无法获得合格的锌精矿,采用了“弱磁选分离磁黄铁矿-弱磁选尾矿浮锌”工艺流程, 获得了含锌44.11%的合格锌精矿。

(3)抑硫浮锌-中矿单独处理工艺流程。车河选矿厂原工艺流程中采用中矿顺序返回模式,但在精选时被抑制的磁黄铁矿返回上一作业后,又进入泡沫产品中,造成恶性循环,不仅难以获得合格的锌精矿,而且在增加抑制剂石灰用量时还导致锌回收率降低。针对该现状,广州有色金属研究院提出中矿单独处理工艺流程,即中矿先浓缩、脱药再返回再磨再选,改变了磁黄铁矿的表面性质,有利于抑制磁黄铁矿,解决了该选厂的难题。

(4)浸出工艺流程。浸出工艺常用于处理品位较低达不到冶炼要求铁闪锌矿精矿,这种铁闪锌矿精矿常含有大量的磁黄铁矿。王书明等采用高氧氨浸工艺,即在25℃、氧分压为600kpa、浸出时间8h的条件下处理某铁闪锌矿精矿获得锌浸出率97%,铁的浸出率小于0.5%的较佳指标。刘祺等在100℃、4 个大气压、浸出时间3h 的条件下采用酸浸方式处理铁闪锌矿精矿,获得锌浸出率93%。

以上四种工艺流程是铁闪锌矿与磁黄铁矿选矿分离时常用的工艺流程,也在很多矿山得到了广泛的运用,并取得了很好的经济效益。然而,由于各地的铁闪锌矿与磁黄铁矿含铁量各不相同,矿石性质也存在差异,因此,选择适宜的工艺流程对分选铁闪锌矿具有重要意义。

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