SA-3對銅鉍硫化礦分選分離的作用及機(jī)理研究

熊 立， 葉雪均， 胡 城， 劉子帥， 邱振忠

（1.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000；2.華錫集團(tuán)設(shè)計研究院，廣西 柳州 545000）

SA-3對銅鉍硫化礦分選分離的作用及機(jī)理研究

熊 立1， 葉雪均1， 胡 城1， 劉子帥1， 邱振忠2

（1.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000；2.華錫集團(tuán)設(shè)計研究院，廣西 柳州 545000）

利用單礦物試驗研究了SA-3對輝鉍礦和黃銅礦浮選行為的影響，研究表明：SA-3對輝鉍礦的抑制能力極弱；當(dāng)SA-3用量為50 mg/L時，黃銅礦受到強(qiáng)烈抑制.紅外光譜分析表明：SA-3是一種包含-SH、-OH、-COOH的多官能團(tuán)抑制劑，文中對SA-3在黃銅礦表面的作用進(jìn)行了分析.

銅鉍分離；SA-3；機(jī)理研究

輝鉍礦和黃銅礦都具有良好的自誘導(dǎo)可浮性和捕收劑誘導(dǎo)可浮性.銅鉍分離方法分為抑銅浮鉍和抑鉍浮銅，其中抑銅浮鉍的關(guān)鍵在于強(qiáng)化抑制劑對黃銅礦的抑制能力[1-2].

目前國內(nèi)外用于抑銅浮鉍的抑制劑主要有3種：一種是氰化物，其分離效果較好，但是氰化物有劇毒，產(chǎn)生二次污染且廢水難以處理；一種是硫酸鋅、亞硫酸（鈉）、石灰、碳酸鹽等，這些藥劑存在抑制作用弱、用量大、對浮選操作技術(shù)要求高等缺陷；另外一種是小分子有機(jī)抑制劑，如巰基乙酸，其特點是抑制能力遠(yuǎn)強(qiáng)于無機(jī)抑制劑、用量較小、便于操作控制，但部分藥劑穩(wěn)定性不如氰化物.基于黃銅礦抑制劑的以上特點，多年來國內(nèi)外對黃銅礦的新型抑制劑的研究比較活躍，且主要集中在小分子抑制劑上[3-9].

SA-3即是一種新型小分子有機(jī)抑制劑，應(yīng)用在銅鉍分離實踐中取得了較好的效果，對該種藥劑在抑銅浮鉍過程中的浮選行為和抑制機(jī)理進(jìn)行了研究分析.

1 試驗方法

輝鉍礦、黃銅礦的純礦物均來自贛南地區(qū)某鎢礦，經(jīng)過提純、除雜、干燥后化學(xué)分析，輝鉍礦的純度接近80%，黃銅礦純度大于90%.試驗所用SA-3、鹽酸、氫氧化鈉均為分析純，乙基黃藥、2#油為工業(yè)純.

每次試驗取5 g純礦物，用稀鹽酸進(jìn)行清洗，再用超聲波清洗器清洗20 min，靜置片刻，倒去上層懸浮液，然后用蒸餾水反復(fù)清洗5次，將礦物倒入50 mL浮選槽中，在XFGC-80型掛槽浮選機(jī)上進(jìn)行浮選試驗，按照圖1的加藥順序進(jìn)行調(diào)漿，試驗用水為蒸餾水，試驗流程見圖1[10].

單礦物數(shù)據(jù)處理如下：

式中，r為回收率；ma、mb為泡沫產(chǎn)品、槽內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量.

礦物表面的黃藥吸附量由UNIC UV-2100紫外可見分光光度計測定計算得出，紅外光譜則由傅立葉紅外光譜儀AVATAR 370FITR測定.

2 純礦物試驗

2.1 介質(zhì)pH對輝鉍礦和黃銅礦可浮性的影響

乙基黃藥用量為10 mg/L，用HCl和NaOH調(diào)節(jié)礦漿pH，考察不同pH條件對黃銅礦和輝鉍礦可浮性的影響，試驗結(jié)果見圖2.

圖2 介質(zhì)pH對2種礦物可浮性的影響

由圖2可知，輝鉍礦在弱堿性和弱酸性介質(zhì)條件下均能保持較好的可浮性，其中pH在7～9之間，輝鉍礦的可浮性相對較好；黃銅礦在較為廣泛的pH值(4～12)范圍內(nèi)可浮性均比較好，回收率基本不受pH的影響.因此，在后續(xù)試驗中，溶液的pH值均控制在7～9之間.

2.2 SA-3對輝鉍礦和黃銅礦可浮性的影響

固定乙基黃藥用量，改變SA-3的用量，分別考察不同SA-3用量對輝鉍礦和黃銅礦可浮性的影響，試驗結(jié)果如圖3所示.

圖3 SA-3對2種礦物可浮性的影響

由圖3試驗結(jié)果可知，SA-3在上述用量范圍內(nèi)，對輝鉍礦的可浮性影響較弱，說明SA-3對輝鉍礦幾乎沒有抑制作用；SA-3對黃銅礦抑制作用較明顯，當(dāng)用量在50 mg/L時，黃銅礦僅上浮15.26%.

2.3 輝鉍礦、黃銅礦人工混合礦浮選分離

根據(jù)大部分實際礦物中輝鉍礦與黃銅礦的品位關(guān)系，黃銅礦、輝鉍礦按1∶1比例配比，共10 g.乙基黃藥用量為10 mg/L，2#油適量，浮選時間為3 min，試驗流程如圖1，試驗結(jié)果如表1所示.

表1 人工混合礦浮選分離試驗結(jié)果/%

由表1可知，SA-3對黃銅礦的抑制作用較為明顯.鉍精礦中還有少量的銅，可精選提純鉍精礦；尾礦中含有的部分鉍，可在后續(xù)加鉍掃選提純銅精礦，由此SA-3可以順利實現(xiàn)銅鉍分離.

3 SA-3對黃銅礦抑制機(jī)理研究

圖4為不同SA-3用量對黃銅礦和輝鉍礦表面黃藥吸附量的影響.由圖4可知隨著SA-3用量在試驗范圍內(nèi)增大，輝鉍礦表面的黃藥吸附量變化平緩，而黃銅礦表面黃藥吸附量急劇減小，說明SA-3在黃銅礦表面與黃藥發(fā)生競爭吸附，并由此降低了黃銅礦的可浮性從而使黃銅礦受到抑制.

圖4 SA-3對兩種礦物表面黃藥吸附的影響

圖5 SA-3與黃銅礦作用后紅外光譜圖

SA-3與黃銅礦作用后紅外光譜圖如圖5，圖5中1754～1639 cm-1的吸收譜帶為羧酸類化合物，在乙基黃藥存在的情況下，2560 cm-1附近是-SH引起的伸縮振動；1710 cm-1附近是形成了金屬鹽，出現(xiàn)了對稱和不對稱延伸振動的羧基，所以能夠說明SA-3是羧酸類化合物；3390 cm-1附近是-OH引起的伸展振動[11-13].說明SA-3在礦物表面發(fā)生了化學(xué)吸附，從而使黃銅礦受到抑制.

SA-3含有-SH、-OH、-COOH 3個基團(tuán)，為巰基化合物群體，與黃藥在黃銅礦表面存在競爭吸附，-SH能牢固地吸附在黃銅礦表面，并借助-COOH、-OH使礦物與藥劑之間形成一層親水膜，增加了礦物表面的親水性，從而使礦物受到抑制；又由于SA-3是小分子有機(jī)物，連接巰基和羧基烴鏈原子數(shù)低，COO-對HS-誘導(dǎo)效應(yīng)更好，所以抑制效果較好[14-15].

4 結(jié) 論

（1）SA-3對黃銅礦的抑制作用強(qiáng)，對輝鉍礦的抑制能力極弱，是抑銅浮鉍的有效抑制劑.

（2）SA-3 有多個官能團(tuán)， 如-SH、-OH、-COOH等，與黃藥在礦物表面存在競爭吸附，-SH能牢固地吸附在黃銅礦表面，并借助-COOH、-OH在礦物表面形成親水膜，從而阻止了捕收劑在礦物表面的吸附，使黃銅礦受到抑制.

[1]韓兆元,管則皋,盧毅屏,等.銅鉍分離研究現(xiàn)狀[J].金屬礦山,2008(4):75-77.

[2]王秋霞,李 琦,馬化龍,等.難選銅鉬礦銅鉬分離新工藝研究[J].有色金屬：冶煉部分,2003(5):18-20.

[3]胡熙庚,黃和慰,毛鉅凡.浮選理論與工藝[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1991.

[4]向 平.銅鉬分選新藥劑研究[J].有色金屬,2001(2):44-46.

[5]楊溫琪.銅鉬分離有機(jī)抑制劑初探[J].云南冶金，1990(5):25-27.

[6]雷國元.銅鉬分離新型高效抑制劑的研究[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用,1997(1):26-31.

[7]袁增偉,孫水裕,朱建光.新型銅鉬分離有機(jī)小分子抑制劑研究[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2000(12)：85-88.

[8]袁孔鋪.銅鉍混合精礦的無氰分離研究[J].湖南有色金屬,1998(9):22-24.

[9]Deepak Malhotra.Recovery of molybdenite：US 4606[P].817.

[10]豐章發(fā).鎢礦山伴生有價組分綜合回收的研究[D].贛州：江西理工大學(xué),2009.

[11]謝晶曦.紅外光譜在有機(jī)化學(xué)和藥物化學(xué)中的應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社,2001.

[12]唐恢同.有機(jī)化合物的光譜[M].北京：北京大學(xué)出版社,1992.

[13]中西香爾,P.H.索羅曼.紅外光譜分析100例[M].王緒明，譯.北京：科學(xué)出版社,1984.

[14]符劍剛,鐘 宏,歐樂明.巰基乙酸在銅鉬分離中的應(yīng)用[J].礦冶工程,2002,22(4):33－35.

[15]Poling G W,Qi Liu.巰基乙酸浮選抑制黃銅礦的研究[J].國外金屬礦選礦,1989(4):80－86.

Sorting effects and mechanism of SA-3 on copper bismuth sulphide

XIONG Li1,YE Xue-jun1,HU Cheng1,LIU Zi-shuai1,QIU Zhen-zhong2

(1.School of Resource and Environmental Engineering,Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000,China;2.Design and Research Institute of China Tin Group Co.Ltd.,Liuzhou 545000,China)

This paper studies the effect of chalcopyrite and bismuthinite’s floatation with SA-3.The results show that the inhibitory ability of SA-3 to bismuthinite is very weak.Chalcopyrite

strong inhibition when the dosage of SA-3 is 50 mg/L.Infrared spectrum analysis demonstrates SA-3 is a kind of functional organic inhibitors.-SH,-OH and-COOH are SA-3’functional groups.

separation of cuprum and bismuth;SA-3;mechanism analysis

TD952

A

1674-9669（2011）06-0083-03

2011-11-01

熊 立（1990－ ），男，碩士研究生，主要從事礦物分選理論與工藝方面研究，E－mail:xiongli227@126.com.