铅锌矿浮选方法

日期:2017-02-15


 
铅锌是人类从铅锌矿石中提炼出来的较早的金属之一。铅锌广泛用于电气工业、机械工业、军事工业、冶金工业、化学工业、轻工业和医药业等领域。此外,铅金属在核工业、石油工业等部门也有较多的用途。在铅锌矿中铅工业矿物有11种,锌工业矿物有6种,以方铅矿、闪锌矿最为重要。方铅矿的化学式为PbS,晶体结构为等轴晶系,硫离子成立方最紧密堆积,铅离子充填在所有的八面体空隙中。新鲜的方铅矿表面具有疏水性,未氧化的方铅矿很易浮选,表面氧化后可浮性降低。黄药或黑药是方铅矿的典型的捕收剂,黄药在方铅矿表面发生化学吸附,白药和乙硫氮也是常用捕收剂,其中丁铵黑药对方铅矿有选择性捕收作用。重铬酸盐是方铅矿的有效抑制剂,但对被Cu2+活化的方铅矿,其抑制效果下降。被重铬酸盐抑制过的方铅矿,很难活化,要用盐酸或在酸性介质中,用氯化钠处理后才能活化。氰化物不能抑制它的浮选,硫化钠对方铅矿的可浮性很敏感,过量硫离子的存在可抑制方铅矿的浮选;二氧化硫、亚硫酸及其盐类、石灰、硫酸锌或与其它药剂配合可以抑制方铅矿的浮选。
充气式搅拌浮选机
       闪锌矿的化学式为ZnS,晶体结构为等轴晶系, Zn离子分布于晶胞之角顶及所有面的中心。S位于晶胞所分成的八个小立方体中的四个小立方体的中心。高锰酸钾浓度为4~6×10-5摩尔/升时对活化的闪锌矿有较强的抑制作用,浓度偏高时却使其良好浮游。其作用机理为:高锰酸钾浓度低时与闪锌矿表面活化膜及表面晶格离子反应生成的金属羟基化合物起抑制作用并使黄药脱附,浓度高时则在矿物表面发生氧化还原反应生成大量元素硫。
       氰化物可以强烈的抑制闪锌矿,此外硫酸锌、硫代硫酸盐等都可以抑制闪锌矿的浮选。
       黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物,形成于各种不同的地质条件下,与其他矿物共生。黄铁矿能在多种稳定场中存在是因为Fe2+的电子构型,使它进入硫离子组成的八面体场中获得了较大的晶体场稳定能及附加吸附能。因此,黄铁矿可形成并稳定于各种不同的地质条件下。
       除了黄铁矿的晶体结构、化学组成、表面构造等因素对其可浮性有影响之外,许多研究也表明,黄铁矿的矿床成矿条件、矿石的形成特点、矿石的结构构造等因素也有影响。石透原对日本十三个不同矿床的黄铁矿的化学分析结果指出,各矿样的S/Fe比值大都在1.93~2.06范围内波动,S/Fe比愈接近理论值2,则黄铁矿可浮性愈好。陈述文等对八种不同产地的黄铁矿的可浮性进行了研究,认为单纯用硫铁比来判断其可浮性有一定的局限性,黄铁矿的可浮性还与其半导体性质及化学组成有关。两者的关系为:S/Fe比高的黄铁矿为N型半导体,其温差电动势为负值,可浮性差,易被Na2S、Ca2+等离子抑制;S/Fe比接近理论值2者既可能是P型也可能是N型半导体,在酸性介质中可浮性好,在碱性介质中可浮性差;S/Fe比值低的黄铁矿为P型半导体,温差电动势大,在碱性介质中可浮性好,难以被Na2S、Ca2+等抑制,但在酸性介质中可浮性差。
       短链黄药是黄铁矿的传统捕收剂,其疏水产物为双黄药。在黄药作用下,黄铁矿在pH小于6的酸性介质中易浮,但pH为6~7间有不同研究表明其可浮性变差或更好浮。凌竞宏等研究则表明这一现象和矿样处理方式有关。在碱性条件下,黄铁矿可浮性随着pH值的升高而下降。
浮选机
       黄铁矿的活化剂一般使用硫酸,此外也可用Na2CO3或CO2来活化。作用机理为:其一是降低溶液pH值,使黄铁矿表面Ca2+、Fe2+、Fe3+等离子形成络合物或难溶盐从黄铁矿表面脱附而进入溶液,恢复黄铁矿的新鲜表面;其二是由于活化剂的存在使黄铁矿表面难以被氧化,从而被抑制的黄铁矿得以活化而上浮。当黄铁矿表面氧化较深时,可被Cu2+活化。其机理为Cu2+可取代黄铁矿晶格中的Fe2+使表面生成含铜硫化膜从而增强对黄药的吸附作用;但当黄铁矿吸附捕收剂或受到石灰抑制较深时,则需在酸性介质中或经酸清洗后方可被CuSO4活化。