ph和電位對(duì)閃鋅礦浮選行為的影響

ph和電位對(duì)閃鋅礦浮選行為的影響

ph值和沉積時(shí)間可調(diào)節(jié)和控制鈣化礦表面的親水和稀釋反應(yīng)，這些反應(yīng)決定了鈣化礦的可浮性。閃鋅礦是我國非常重要的硫化礦物資源,研究閃鋅礦在不同條件下的浮選行為及浮選藥劑在其表面的吸附行為,可為高效利用礦產(chǎn)資源提供理論指導(dǎo)。本研究通過單礦物試驗(yàn),考察丁黃藥和乙硫氮體系中礦漿pH和電位對(duì)閃鋅礦可浮性的影響,并通過閃鋅礦對(duì)捕收劑吸附情況的紫外光譜分析結(jié)果來印證其浮選行為。1試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果試驗(yàn)所用閃鋅礦原樣取自某鉛鋅礦。對(duì)原樣提純后,將所得閃鋅礦單礦物用瓷球磨磨細(xì)、標(biāo)準(zhǔn)篩篩分,取-0.074+0.043mm粒級(jí)作為浮選試樣置于密封瓶中保存。試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。經(jīng)電子探針分析,單礦物中的純閃鋅礦鋅、鐵、硫含量分別為63.27%,3.35%,33.38%,為低鐵閃鋅礦。試驗(yàn)所用起泡劑丁基醚醇為工業(yè)級(jí)(乳化后使用),捕收劑丁黃藥、乙硫氮為工業(yè)純,礦漿電位調(diào)整劑過硫酸銨((NH4)2S2O8)和硫代硫酸鈉(Na2S2O4)、紫外光譜分析所用環(huán)己烷及配制緩沖溶液所用藥劑均為分析純。緩沖溶液配制方案見表2,其配制原則是盡可能選擇最低的緩沖試劑濃度而又不失緩沖能力。試驗(yàn)用水為一次蒸餾水。2測試方法2.1浮選回收率的測定取閃鋅礦單礦物試樣2g,加去離子水50mL,用KQ-50B型超聲波清洗機(jī)清洗礦物表面5min,澄清,倒去上層懸浮液,用一定pH值的緩沖溶液沖入25mL掛槽式浮選機(jī)中并制成礦漿,調(diào)節(jié)(或不調(diào)節(jié))并測量礦漿電位(測得的電位數(shù)值均換算為標(biāo)準(zhǔn)氫標(biāo)電位),再加入捕收劑(丁黃藥或乙硫氮)和起泡劑丁基醚醇,然后浮選4min。浮選完畢后按下式計(jì)算閃鋅礦的浮選回收率:式中,m1,m2分別為泡沫產(chǎn)品和槽內(nèi)產(chǎn)品的干質(zhì)量。浮選試驗(yàn)流程見圖1。2.2捕收劑的殘留測定取2g單礦物試樣,用超聲波分散5min,加入到25mL一定pH值的緩沖溶液中,調(diào)節(jié)(或不調(diào)節(jié))溶液電位,添加17mg/L捕收劑,在振蕩器中振蕩10min,澄清30min,然后:(1)取澄清液測其紫外光譜,判斷捕收劑在溶液中的殘留情況;(2)過濾,將濾餅用相應(yīng)的捕收劑溶液沖洗2~3次,再用10mL環(huán)己烷萃取礦物表面物質(zhì),測萃取液的紫外光譜,判斷捕收劑在礦物表面的吸附情況。試驗(yàn)所用紫外光譜分析儀為韓國美卡希斯紫外/可見光分光光度計(jì)。3試驗(yàn)結(jié)果與討論3.1捕收劑為丁黃藥還是乙硫氮用表2所列6種pH緩沖溶液分別配制礦漿,不調(diào)節(jié)電位,考察以丁黃藥或乙硫氮(用量為17mg/L)為捕收劑時(shí),pH值對(duì)閃鋅礦可浮性的影響。試驗(yàn)結(jié)果如圖2和圖3所示。從圖2和3可知,無論是以丁黃藥還是以乙硫氮作捕收劑,閃鋅礦都只有在酸性條件下才有很好的可浮性,pH大于4.67后,其浮選回收率急劇下降。還可以發(fā)現(xiàn),乙硫氮對(duì)閃鋅礦的捕收效果沒有丁黃藥好,浮選回收率沒有丁黃藥作捕收劑時(shí)高。在相同的pH值條件下,用硫代硫酸鈉或過硫酸銨調(diào)節(jié)礦漿電位,考察以乙硫氮或丁黃藥(17mg/L)為捕收劑時(shí),礦漿電位對(duì)閃鋅礦可浮性的影響。試驗(yàn)結(jié)果見圖4和圖5。從圖4和圖5可知,無論是以丁黃藥還是以乙硫氮作捕收劑,閃鋅礦均只有在pH=4.67時(shí)的某些高電位(包括原始電位470mV)條件下才能較好地上浮,低電位可以導(dǎo)致其可浮性嚴(yán)重下降。3.3閃鋅礦與丁黃藥作用后礦物表面物質(zhì)環(huán)己烷萃取液的紫外光譜圖6為丁黃藥水溶液的標(biāo)準(zhǔn)紫外分光光度曲線。由圖中可知,丁黃藥的特征峰位于約230nm與301nm處。圖7為不調(diào)電位,pH=4.67和pH=13時(shí),閃鋅礦與丁黃藥作用后水溶液的紫外光譜。由圖可知,pH=4.67時(shí),相應(yīng)水溶液在230nm和301nm附近的吸光度值要比pH=13時(shí)小得多,說明pH=4.67時(shí),閃鋅礦與丁黃藥作用后水中殘留的丁黃藥要比pH=13時(shí)少得多。進(jìn)一步測定兩種pH下閃鋅礦與丁黃藥作用后礦物表面物質(zhì)環(huán)己烷萃取液的紫外光譜,結(jié)果見圖8。圖中約228nm處的吸收峰是雙黃藥分子在238nm處的吸收峰與黃原酸鹽在225nm和221nm處的吸收峰疊合的結(jié)果,約263nm處的吸收峰是雙黃藥分子和黃原酸鹽的中間小峰疊合的結(jié)果,約286nm處的紫外吸收峰是雙黃藥分子的貢獻(xiàn)。由圖可知,pH=4.67時(shí),閃鋅礦表面物質(zhì)萃取液在上述3處的的吸光度值要比pH=13時(shí)大得多,pH=13時(shí)的表面物質(zhì)萃取液在相應(yīng)波長處幾乎沒有吸附峰,說明pH=4.67時(shí)閃鋅礦表面吸附的丁黃藥要比pH=13時(shí)多得多,這與圖7分析結(jié)果是一致的。低pH時(shí)閃鋅礦表面可吸附大量丁黃藥,而高pH下閃鋅礦表面吸附的丁黃藥量很少,這是導(dǎo)致出現(xiàn)圖2試驗(yàn)結(jié)果的根本原因。圖9是pH=4.67,礦漿電位分別為470mV(原始電位)和269mV時(shí),閃鋅礦與丁黃藥作用后水溶液的紫外光譜。由圖可以判斷,原始電位下,閃鋅礦與丁黃藥作用后水中殘留的丁黃藥要比電位調(diào)低到269mV時(shí)少。進(jìn)一步測定兩種電位下閃鋅礦與丁黃藥作用后礦物表面物質(zhì)環(huán)己烷萃取液的紫外光譜,結(jié)果見圖10。由圖可以判斷,原始電位下,閃鋅礦表面吸附的丁黃藥要比電位調(diào)低到269mV時(shí)多,這與圖9分析結(jié)果是一致的。高電位(原始電位)下閃鋅礦表面可吸附較多丁黃藥,低電位下閃鋅礦表面吸附的丁黃藥量減少,這是導(dǎo)致出現(xiàn)圖4試驗(yàn)結(jié)果的根本原因。3.4礦漿電位對(duì)閃鋅礦與乙硫氮作用后礦物表面物質(zhì)環(huán)己烷萃取液的紫外光譜特征圖11為乙硫氮水溶液的標(biāo)準(zhǔn)紫外分光光度曲線。由圖可知,乙硫氮在位于約203nm,256nm和280nm處有3個(gè)特征吸收峰,其中203nm處的特征峰對(duì)應(yīng)于乙硫氮的紫外分解,256nm和280nm處的特征峰的吸光度值與乙硫氮的濃度有良好的線性關(guān)系。圖12為不調(diào)電位,pH=4.67和pH=13時(shí),閃鋅礦與乙硫氮作用后水溶液的紫外光譜。由圖可知,pH=4.67時(shí),相應(yīng)水溶液的乙硫氮特征峰的吸光度值要比pH=13時(shí)小得多,說明pH=4.67時(shí),閃鋅礦與乙硫氮作用后水中殘留的丁黃藥要比pH=13時(shí)少得多。進(jìn)一步測定兩種pH下閃鋅礦與乙硫氮作用后礦物表面物質(zhì)環(huán)己烷萃取液的紫外光譜,結(jié)果見圖13。圖中約260nm處的吸收峰是雙乙硫氮分子和乙硫氮金屬鹽的吸收峰疊合的結(jié)果,約230nm處的吸收峰為雙乙硫氮分子的特征峰。由圖可知,pH=4.67時(shí),閃鋅礦表面物質(zhì)萃取液在上述2處的的吸光度值要比pH=13時(shí)大得多,pH=13時(shí)的表面物質(zhì)萃取液在相應(yīng)波長處幾乎沒有吸附峰,說明pH=4.67時(shí)閃鋅礦表面吸附的乙硫氮要比pH=13時(shí)多得多,這與圖12分析結(jié)果是一致的。低pH時(shí)閃鋅礦表面可吸附大量乙硫氮,而高pH下閃鋅礦表面吸附的乙硫氮量很少,這是導(dǎo)致出現(xiàn)圖3試驗(yàn)結(jié)果的根本原因。圖14是pH=4.67,礦漿電位分別為470mV(原始電位)和260mV時(shí),閃鋅礦與乙硫氮作用后水溶液的紫外光譜。由圖可以判斷,原始電位下,閃鋅礦與乙硫氮作用后水中殘留的乙硫氮要比電位調(diào)低到260mV時(shí)少。進(jìn)一步測定兩種電位下閃鋅礦與乙硫氮作用后礦物表面物質(zhì)環(huán)己烷萃取液的紫外光譜,結(jié)果見圖15。由圖可以判斷,原始電位下,閃鋅礦表面吸附的乙硫氮要比電位調(diào)低到260mV時(shí)多,這與圖14分析結(jié)果是一致的。高電位(原始電位)下閃鋅礦表面可吸附較多乙硫氮,低電位下閃鋅礦表面吸附的乙硫氮量減少,這是導(dǎo)致出現(xiàn)圖5試驗(yàn)結(jié)果的根本原因。4捕收劑為復(fù)合藥劑(1)在相同的pH和電位條件下,丁黃藥比乙硫氮更容易捕收閃鋅礦。(2)無論是以