礦物加工中化學藥劑的應用

武良光++欒彥娜

摘 要：在礦物加工中，化學藥劑應用廣泛且十分關鍵。該文分類闡述了在礦物加工中應用的無機物、萃取物和聚合藥劑等多種化學藥劑，簡要敘述了它們的使用方法，并探討了它們的反應機理和在礦物加工中所起到的重要作用。

關鍵詞：礦物加工 化學藥劑 浮選藥劑

中圖分類號：TD923.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（c）-0226-02

化學藥劑是能發(fā)生化學反應的試劑，在礦物加工中，應用到了大量的無機物以及特殊合成的聚合物和萃取劑等。

1 無機藥劑

在礦物加工中，石灰和硫酸是應用最大量的無機藥劑，其中，石灰可應用為pH調整劑、重金屬沉淀劑、苛化劑和黃鐵礦的抑制劑；硫酸可應用為氧化銅礦、鈦鐵礦、鈾礦等的浸出劑以及pH調整劑。氰化鈉和氫氧化鈉在礦物加工中用量也相對較大，氰化鈉可應用為黃鐵礦和閃鋅礦的抑制劑，氫氧化鈉可應用為pH調整劑，并可在拜耳法中從鋁土礦中浸出氧化鋁。其他無機藥劑也有重要作用，如重鉻酸鉀可應用為方鉛礦的抑制劑，高錳酸鉀可應用為毒砂和磁黃鐵礦的抑制劑。

2 溶劑萃取劑

溶劑萃取劑特效性很強，在銅礦加工中，所用萃取劑為含有對銅有特效性的配位基的螯合劑，它們一般是以酮肟和醛肟等為基礎的羥肟酸。

3 浮選藥劑

浮選起泡劑是中性高分子化合物，其含有中等長度烴鏈和極性基團，而極性基團主要以醇或二醇形式存在，它們對水和空氣都有親合性。起泡劑有很多作用，首先，它可以形成泡沫，將浮起的礦粒帶入充氣礦漿的表面，刮到泡沫產品中，而防止其返回到礦漿中；其次，起泡劑可以影響浮選的速度；再次，起泡劑的類型和用量還能夠控制礦漿中氣泡的尺寸分布等。

烷基黃藥和二硫代磷酸鹽可應用為浮選硫化礦的捕收劑，在一定條件下，同時使用黃藥和黑藥能夠提高精礦品位和回收率。脂肪酸可應用在磷酸鹽礦石和螢石礦石的浮選，這類脂肪酸一般是從動植物脂肪和油類中提取出來的天然混合物，即長烴鏈羧酸混合物。脂肪酸也可應用為捕收劑，在脂肪酸中添加氫氧化鈉后可制備生成鈉鹽，在浮選回路中創(chuàng)造堿性條件。

浮選非硫化礦物的陰離子捕收劑可應用于浮選工業(yè)礦物和金屬氧化礦物，如重晶石、錫石和從玻璃砂等中除去的鐵、鈦污染物。在鉀礦石浮選中，脂肪胺和脂肪二胺可應用為鉀鹽礦物的捕收劑；在鐵礦石反浮選中，醚胺和醚二胺可應用為硅石的捕收劑。

有一類有機抑制劑是天然形成的，比如古爾膠、淀粉、糊精以及羧甲基纖維素和纖維素衍生物等多糖，烤膠、含羞草屬、木質素等多酚。它們的共同點是在分子、離子或羧基中均含有多個羥基或酚基，它們的作用機理是堵塞脈石礦物表面，避免捕收劑吸附在表面上而具備親水性，有些抑制劑還具有分散劑的作用。

4 合成的聚合藥劑

在礦物加工中，合成聚合物的應用也十分廣泛，它們都是以丙烯酸化學為基礎的。

4.1 絮凝劑和凝結劑

在有機藥劑中，以聚丙烯酰胺為基礎的絮凝劑種類最為豐富。聚丙烯酰胺分子可通過剪裁來適應礦物加工中種類多樣的固液分離條件，其中陰、陽離子官能團的取代可形成多種藥劑，從而有效處理單組分和多組分礦物，還可以有效處理各種固體濃度的懸浮液、可溶性固體和各種pH條件下的礦漿。

4.2 粘結劑和防垢劑

合成粘結劑可有效提高球團濕式和干式強度，使球團具有優(yōu)良的抗干裂性和其它各類表面性質。除此之外，它還可有效防止硅石添加到球團中，這為煉鋼中鐵的直接還原提供了有利條件。防垢劑可有效防止顆粒附著，這一過程主要是通過結晶核的破壞、團聚體的分散和晶體變形等作用實現的。當化學計量的添加量大于防垢劑用量時，大部分結垢物將存在于溶液中，而不會沉淀，防垢劑還可應用在礦山當地的能源和熱力設施中。

4.3 分散劑和助磨劑

分散劑的作用與絮凝劑恰好相反，它吸附在礦物表面后可形成單個顆粒，多數分散劑是以低分子量的聚丙烯酸鈉為基礎的。分散劑主要用于分散礦物顏料和調節(jié)高黏土含量金礦石的流變性質，在磨礦過程中，它還能夠有效降低礦漿的黏度，從而促進磨礦過程順利進行。對于固體含量高的礦漿，助磨劑可通過有效細磨，達到提高磨機處理量和減少磨機使用量的目的。

5 其他藥劑

在礦物加工中，還有很多藥劑具有關鍵作用和重要用途，如粉塵抑制劑可應用為生物殺滅劑，脫水促進劑可應用為乳化劑，抗起泡劑可應用為陰極平滑促進劑，溶劑稀釋劑可應用為整平劑等。目前，以應用聚丙烯酰胺和其它合成聚合物分子為基礎的新興技術已將視線轉移到可泵送的高固體礦漿和可堆存的逐步脫水的尾礦，它能夠有效降低尾礦壩腳的高度并延長尾礦壩的壽命。

在以上化學藥劑中，用量相對較多的是絮凝劑、凝結劑、浮選起泡劑和硫化礦物的捕收劑，萃取劑雖然產量相對較小，但特效性強，具有很高價值。很多藥劑在礦物加工中都起到關鍵作用，如無機藥劑、天然來源和合成的有機藥劑在泡沫浮選、固液分離和溶劑萃取中均有重要應用，目前，經過改進的新型藥劑不但要滿足技術要求，還要滿足環(huán)境保護的要求。

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