磨矿介质对方铅矿表面性质和浮选行为的影响.pdf

返回 相似 举报
磨矿介质对方铅矿表面性质和浮选行为的影响.pdf_第1页
第1页 / 共5页
磨矿介质对方铅矿表面性质和浮选行为的影响.pdf_第2页
第2页 / 共5页
磨矿介质对方铅矿表面性质和浮选行为的影响.pdf_第3页
第3页 / 共5页
磨矿介质对方铅矿表面性质和浮选行为的影响.pdf_第4页
第4页 / 共5页
磨矿介质对方铅矿表面性质和浮选行为的影响.pdf_第5页
第5页 / 共5页
亲,该文档总共5页,全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
资源描述:
第5 8 卷第3 期 20 06 年8 月 有色金属 N o n f e r c o u sM e t a l s V 0 1 .5 8 ,N o ,3 A u g u s t 20 06 磨矿介质对方铅矿表面性质和浮选行为的影响 何发钰1 一,孙传尧2 ,宋 磊2 1 .东北大学,沈阳 1 10 0 0 4 ;2 .北京矿冶研究总院,北京10 0 0 4 4 摘要利用S E M 、X P S 及浮选试验考察磨矿介质对方铅矿表面性质和浮选行为的影响。结果表明,采用瓷介质与铁介质 磨矿时,方铅矿表面形态、表面氧化产物及浮选行为存在明显差异。采用瓷介质磨矿时,方铅矿的浮选效果明显好于采用铁介质 磨矿的情形,更有利于方铅矿的浮选回收。采用铁介质磨矿时,方铅矿表面粗糙,腐蚀严重,存在大量的非晶质化亲水性的P b S O 。 和F e O O H 是造成方铅矿表面亲水性增强。浮选回收率低的主要原因。 关键词选矿工程;磨矿介质;方铅矿;表面性质;浮选 中图分类号T D 9 2 3 .7 ;T D 9 5 2文献标识码A 文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 6 0 3 0 0 8 1 0 5 采用不同的磨矿介质磨矿时,硫化矿物颗粒的 表面形态,特别是其表面粗糙度存在很大的差异,颗 粒的表面越光滑,疏水性越好,可浮性也越好。胡岳 华等人⋯1 在矿相显微镜下观察到,方铅矿在非机械 力存在时,矿物表面很平整,状态单一,有少量异色 物质生成。当其受到机械力化学作用时,矿物表面 变得不平整,出现了与方铅矿具有不同光学性质的 深色物质,说明矿物表面发生了反应,可能生成了新 的物质。P ,B a l a z 等人L 2 “l 的研究表明,机械力化学 反应对硫化矿物的氧化分解有促进作用,在颗粒表 面形成絮凝物将阻碍机械化学的进一步作用,硫化 矿物将形成缺金属表面,并有S o 、金属氧化物、硫酸 盐和碳酸盐等物质生成。 在硫化矿磨矿体系中,存在局部电池和伽伐尼 电偶的共同作用。由于低碳钢钢球和铁镍合金钢球 的静电位均比硫化矿物低很多,伽伐尼电偶的形成 将导致较剧烈的阳极氧化反应发生于钢球表面,氧 则在静电位较高的硫化矿物表面还原。钢球的氧化 产物F e O H 3 ,F e 0 0 H ,F e 2 S 0 4 3 ,F e S 0 4 和组成矿 物的金属离子的氧化产物在矿物表面的罩盖,将使 矿物表面的亲水性加强。对硫化矿物的可浮性带来 负面影响【7 一l2 | 。 硫化矿物颗粒表面的形态和表面性质对表面的 收稿日期2 0 0 6 0 6 一1 9 基金项目国家自然科学基金重点资助项目 5 0 2 3 4 0 1 0 ;国家基础 研究重大项目前期研究专项资助项目 2 0 0 1 C C A 0 3 1 0 0 作者简介何发钰 1 9 6 8 一 ,男。江西赣州市人,研究员,博士生,主 要从事浮选化学等方面的研究; 孙传尧 1 9 4 4 一 ,男,山东东平市人.教授,博士生导师, 中国工程院院士,主要从事矿物工程等方面的研究。 疏水性/亲水性及浮选行为有着十分重要的影响。 为此,考察了不同磨矿介质对方铅矿表面性质和浮 选行为的影响。 1实验方法 方铅矿产自云南会泽铅锌矿,纯度为9 5 %。 试验采用了氧化锆球和普通铸铁球两种磨矿介 质,磨矿罐罐体材料为1 0 1 0 尼龙。将方铅矿单矿物 1 0 9 、去离子水4 0 m L 分别置于铁介质和瓷介质磨矿 罐中磨8 m i n ,过滤并低温 3 5 ℃ 干燥后送检测。 采用S - 3 5 0 0 n 型扫描电镜和I n c a 型能谱仪进 行矿物形貌分析和成分测定。采用E S C A L A B M K I I 多功能电子能谱仪进行X P S 测试,对试验样 品进行了全谱、精细谱和表面元素半定量检测,以确 定矿物表面的组分。所有的谱峰均以C l s 峰 B E 2 8 4 .8 0e v 作为参考进行校正,以消除荷电效应的 影响,并对谱图进行处理。 浮选试验时采用X F G 型挂槽浮选机,浮选过程 均按规范的操作程序进行。浮选槽容积为3 0 m L , 叶轮转速1 8 5 0 r /m i n 。 2 试验结果与分析 2 .1 扫描电镜分析 方铅矿具有良好的半导体性质,在不同摩擦介 质与机械力作用下,将会导致矿物表面电位发生变 化,表面性质也发生改变。通过考察方铅矿表面形 态的变化可以了解磨矿介质对矿物表面的作用及其 引起的表面反应及变化的程度。 方铅矿经过8 m i n 磨矿后,一7 4 /a n 含量占9 5 %。 图1 和图2 所示分别为采用铁介质和瓷介质磨矿并放 大3 5 0 0 0 倍后方铅矿的表面形态。从图中可以看出,采 万方数据 8 2 有色金属第5 8 卷 用铁介质磨矿时,方铅矿表面较粗糙,有明显的腐蚀 带,表面腐蚀严重,有大量的大小不均的絮状物生成并 广泛分布于方铅矿表面,而采用瓷介质磨矿时,方铅矿 表面光滑、平整,未见明显的腐蚀带出现,只有少量的 絮状物生成、零星分布在表面。由此说明,铁介质磨矿 条件下,在方铅矿表面的机械力和机械力化学作用强 烈,方铅矿表面具有更高的反应活性,而瓷介质磨矿条 件下,在方铅矿表面的机械力,特别是机械力化学作用 弱,方铅矿表面反应活性较低。 图1 铁介质磨矿方铅矿 F i g .1 G a l e n ag r o u n dw i t hi r o nm e d i a 图2 瓷介质磨矿方铅矿 F i g .2 G a l e n ag r o u n dw i t hc e r a m i cm e d i a 表1 所示为方铅矿表面及絮状物成分的S E M 能谱检测结果。表1 表明,瓷介质磨矿条件下,方铅 矿表面和生成的絮状物仍以P b S 为主,铁介质磨矿 时,方铅矿表面主要成分仍为P b S ,而表面生成的絮 状物的组成则较为复杂,除P b ,S 外,还发现了大量 。和F e 的存在,其成分将以X P S 确定。 表1 方铅矿表面和絮状物成分 T a b l e1 C o m p o s i t i o no fs u r f a c ea n df l o c c u l eo fg a l e n a 2 .2 X 光电子能谱 X P S 分析 2 .2 .1 瓷介质磨矿。表2 所示的结果表明,采用瓷 介质磨矿时,方铅矿表面P b S l 1 .8 1 ,形成了贫 铅富硫的矿物表面。图3 a 的P b 4 f 双峰发生明显 分裂,P b 4 f 7 /2 的结合能为1 3 8 e V ,P b 4 f 5 /2 的结合 能为1 4 3 e V ,二者间距为5 e V ,峰形尖锐且强度大。 图3 b 中的S 2 p 谱图表明,在方铅矿表面上硫的化 学态不止一种,结合能为1 6 1 .5 e V 的峰对应于P b S 中的硫 S 2 一 ,结合能为1 6 8 .8 e V 的峰对应于P b S 0 4 中的硫 s 6 ,结合能为1 6 3 .7 5 e V 的峰对应于s o 峰。硫峰较铅峰弱得多,背景噪音也大,这主要是由 P b 4 f 的能量损失峰引起的。 表2 表面元素定量分析 T a b l e2Q u a n t i t a t i v ea n a l y s i so fs u r f a c ee l e m e n t s 图3 瓷介质磨矿的方铅矿X P S 谱 F i g .3 X P Ss p e c t r u mo fg a l e n ag r o u n dw i t hc e r a m i cm e d i a 万方数据 第3 期何发钰等磨矿介质对方铅矿表面性质和浮选行为的影响 8 3 2 .2 .2 铁介质磨矿。表3 所示的结果表明,采用铁 介质磨矿时,方铅矿表面P b S 1 3 .0 1 ,形成了贫 铅富硫的方铅矿表面,且表面铅含量远较瓷介质磨 矿时低。图4 a 中P b 4 f 双峰与图3 a 的情形相 同,仍发生明显分裂。图4 b 中的S 2 p 谱图表明, 在方铅矿表面上的硫有多种化学态,结合能为 1 6 1 .5 e V 的峰对应于P b S 中的硫 S 2 一 ,结合能为 1 6 4 .3 5 e V 的峰对应于s 0 峰,结合能为1 6 8 .3 e V 的 峰对应P b S O 。中的硫 S 6 。在方铅矿表面还检 测到了F e 元素的存在,图4 C 为F e 2 p 3 的谱图,结 合能为7 1 1 .0 e V 的峰对应于F e O O H 中的铁 F e 3 。 结合能/e V 结合能/e V 结合能/e V a 一P b 4 I 谱线; b 一S 2 p 谱线; c 一F e 2 p 谱线; d 一O l s 谱线 图4 铁介质磨矿的方铅矿X P S 谱 F i g .4 X P Ss p e c t r u mo fg a l e n ag r o u n dw i t hi r o nm e d i a 表3 表面元素定量分析 T a b l e3Q u a n t i t a t i v ea n a l y s i so fs u r f a c cd e m e n t s 2 .3 浮选试验 上述研究表明,采用不同介质磨矿时,方铅矿的 表面形态和性质存在较大的差异,势必影响到方铅 矿的浮选行为。为此,考察了磨矿介质对方铅矿浮 选行为的影响,结果如图5 所示。 试验表明,不同磨矿介质条件下方铅矿的浮选 行为存在较大差异。采用瓷介质磨矿时,方铅矿的 回收率随着浮选时间的延长迅速上升,浮选l m i n 时 回收率就高达8 8 %,浮选2 m i n 时即达到9 8 %,浮选 4 m i n 时达到1 0 0 %。采用铁介质磨矿时,随着浮选 时间的延长,方铅矿的回收率虽有一定上升,但幅度 较小,浮选l m i n 时为7 3 %,浮选2 m i n 时为7 9 %,浮 选4 m i n 也仅达到8 2 %。整体回收率比瓷介质磨矿 时低1 8 %。由此说明,采用瓷介质磨矿时,方铅矿 的浮选效果明显好于采用铁介质磨矿的情形,更有 利于方铅矿的浮选回收。 眯 、 漪 罄 叵 鲴 鲢 浮选时间/m i n 图5 不同磨矿介质对方铅矿浮选行为的影响 F i g .5 E f f e c t so fg r i n d i n gm e d i ao n f l o t a t i o nb e h a v i o u ro fg a l e n a 2 .4 磨矿介质对方铅矿浮选行为影响的机理分析 万方数据 有色金属第5 8 卷 方铅矿在磨矿过程中受到机械力、电化学及机 械力化学等多种作用的影响。机械力化学作用使方 铅矿表面产生非晶质化现象,S E M 检测到的方铅矿 表面的无定形絮状物即为非晶质化物质。两种磨矿 介质条件下,均形成了缺金属表面及在方铅矿表面 生成了S o ,这有利于方铅矿的浮游,同时在方铅矿 的表面也形成了亲水性的P b S 0 4 ,将对方铅矿的浮 选产生负面影响。然而,瓷介质和铁介质在方铅矿 表面的机械力化学作用结果的差异对方铅矿的浮选 行为产生重要影响。瓷介质条件下,方铅矿表面光 滑平整,非晶质化产物主要为疏水性的P b S ,矿物颗 粒表面的疏水性好,有利于方铅矿的浮选。而铁介 质条件下,方铅矿表面存在明显的腐蚀带,表面粗 糙,大量分布的非晶质化产物主要为亲水性的 P b S 0 4 和铁的氧化物,矿物颗粒表面的亲水性强,不 利于方铅矿的浮选。 在磨矿过程中,铁介质、硫化矿物自身将形成局 部电池,铁介质与硫化矿物之间将形成伽伐尼电偶。 在铁介质一硫化矿物伽伐尼电偶中,铁介质总是作 为阳极发生氧化反应,硫化矿物则作为阴极发生还 原反应。铁介质的氧化产物F e 3 将与阴极还原反 应产生的O H 一反应生成铁的氢氧化物,X P S 检测结 果表明,其主要形式为F e O O H 。比较不同磨矿介质 条件下方铅矿的浮选结果,可以看出,采用铁介质磨 矿时形成的F e O O H 在方铅矿表面的吸附与沉淀是 造成方铅矿表面亲水性增强,浮选回收率低的主要 原因。 3结论 1 S E M 检测结果表明,采用铁介质磨矿时,方 铅矿表面较粗糙,有明显的腐蚀带,表面腐蚀严重, 有大量的大小不均的絮状物广泛分布于矿物表面, 矿物表面亲水性较强。而采用瓷介质磨矿时,方铅 矿表面光滑、平整,未见明显的腐蚀带出现,只有少 量的絮状物零星分布在矿物表面,矿物表面具有较 强的疏水性。 2 X P S 检测结果表明,采用瓷介质与铁介质 磨矿时,方铅矿表面均有S o 和P b S 0 4 存在,采用铁 介质磨矿时,方铅矿表面还存在F e O O H 。 3 浮选试验结果表明,采用瓷介质磨矿时,方 铅矿的浮选效果明显好于采用铁介质磨矿的情形, 更有利于方铅矿的浮选回收。方铅矿表面粗糙,腐 蚀严重,存在大量的非晶质化亲水性的P b S 0 4 和 F e O O H 是造成铁介质磨矿时方铅矿表面亲水性增 强,浮选回收率低的主要原因。 参考文献 [ 1 ] 胡岳华,孙伟,覃文庆,等.方铅矿浮选的机械电化学行为[ J ] .中国有色金属学报,2 0 0 2 ,1 2 5 1 0 6 0 1 0 6 4 . [ 2 ] B a l a zP ,B r i a n c i nJ ,T u e a n i o v aL .T h e r m a ld e c o m p o s i t i o no fm e c h a n i c a l l ya c t i v a t e dt e t r a h e d r i t e [ J ] .T h e r m o c h i m i e aA c t a , 1 9 9 5 ,2 4 9 3 7 5 3 8 1 . [ 3 ] M u l a kW ,B a l a zP ,C h o j n a c k aM .C h e m i c a la n dm o r p h o l o g i c a lc h a n g e so fm i l l e r i t eb ym e c h a n i c a la c t i v a t i o n [ J ] .I n tJM i n e r P r o c e s s ,2 0 0 2 ,6 6 2 3 3 2 4 0 . 14 】G o d o c i k o v aE ,B a l a zP ,B a s t lZ ,e ta 1 .S p e c t r o s c o p i cs t u d yo ft h es u r f a c eo x i d a t i o no fm e c h a n i c a l l ya c t i v a t e ds u l p h i d e s [ J ] .A p p l i e dS u r f a c eS c i e n c e ,2 0 0 2 ,2 0 0 3 6 4 7 . [ 5 ] B a l a zP ,T a k a c sL ,B o l d i z a r o v aE ,e ta 1 .M e c h a n o c h e m i c a lt r a n s f o r m a t i o n sa n dr e a c t i v i t yi nc o p p e rs u l p h i d e s [ J ] .J o u r n a lo f P h y s i c a la n dC h e m i s t r yo fS o l i d s ,2 0 0 3 ,6 4 1 4 1 3 1 4 1 7 . [ 6 ] B a l a zP .M e c h a n i c a la c t i v a t i o ni nh y d r o m e t a l l u r g y [ J ] .I n tJM i n e rP r o c e s s ,2 0 0 3 ,7 2 3 4 1 3 5 4 . [ 7 ] 顾帼华,王淀佐,刘如意.硫化矿原生电位浮选体系中的迦伐尼电偶及其浮选意义[ J ] .中国矿业,2 0 0 0 ,9 3 4 8 5 2 . 【8 ] Y e U o j iR a oMK ,N a t a r a j a nKA .E f f e c to fg a l v a n i ci n t e r a c t i o n sb e t w e e ng r i n d i n gm e d i u ma n dm i n e r a l so ns p h a l e r i t ef l o t a t i o n 【J ] .I n tJM i n e rP r o c e s s ,1 9 8 9 ,2 7 9 5 1 0 9 . 【9 ] Y e U o j iR a oMK ,N a t a r a j a nKA .E f f e c to fE l e c t r o c h e m i c a li n t e r a c t i o n sa m o n gs u l p h i d em i n e r a l sa n dg r i n d i n gm e d i u mo nt h e f l o t a t i o no fs p h a l e r i t ea n dg a l e n a J ] .I n tJM i n e rP r o c e s s ,1 9 9 0 ,2 9 1 7 5 ~1 9 4 . 【1 0JC a s e sJM ,K o n g o l oM ,d eD o n a t oP ,e ta 1 .I n t e r a c t i o no ff i n e l yg r o u n dg a l e n aa n dp o t a s s i u ma m y l x a t h a t ei nf l o t a t i o n ,1 .I n f l u e n c eo fa l k a l i n eg r i n d i n g [ J ] .I n tJM i n e rP r o c e s s ,1 9 9 0 ,2 8 3 1 3 3 3 7 . 【11 ] C a s e sJM ,K o n g o l oM ,d eD o n a t oP ,e ta 1 .I n t e r a c t i o nb e t w e e nf i n e l yg r o u n dg a l e n aa n dp y r i t ew i t hp o t a s s i u ma m y l x a t h a t ei n r e l a t i o nt of l o t a t i o n ,2 .I n f l u e n c eo fg r i n d i n ga tn a t u r a lp H [ J ] .I n tJM i n e rP r o c e s s ,1 9 9 0 ,3 0 3 5 6 7 . 【1 2 ] C a s e sJM ,K o n g o l oM ,d eD o n a t oP ,e ta 1 .I n t e r a c t i o no ff i n e l yg r o u n dg a l e n aa n dp o t a s s i u ma m y l x a t h a t ei nr e l a t i o nt of l o t a t i o n ,3 .I n f l u e n c eo fa c i da n dn e u t r a lg r i n d i n g [ J ] .I n tJM i n e rP r o c e s s ,1 9 9 0 ,3 0 1 9 5 2 1 5 . 下转第9 8 页,C o n t i n u e do nP .9 8 万方数据 有色金属第5 8 卷 N o v e lP b - Z nS e p a r a t i o nP r o c e s so fP bP r e f e r e n t i a lF l o t a t i o nw i t hZ i n cD e p r e s s i n gb yP o t e n t i a l C o n t r o l l e dF l o t a t i o nf o rI n t r i c a t eP b - Z nS u l p h i d eO r ef r o mH u i l iL e a d - z i n cM i n e L U O X i a n p i n 9 1 ”,W A N GD i a n Z U 0 3 ,S U NT i c h a n 9 1 1 .U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n d o g 斟B e i j i n g ,B e i j i n g1 0 0 0 8 3 ,C h i n a ;2 .J i a n g x iU n i v e r s i t y o f S c i e n c ea n dT e c h t m l o g y ,G a n z l w u3 4 1 0 0 0 ,J i a n g x i ,C h i n a ;3 .T h e C h i n e s e A c a d e m yo y ’E n g i r m e r i n g ,1 3 e i j i n g1 0 0 0 3 8 ,C h i n a A b s t r a c t T h ef l o t a t i o ns e p a r a t i o no fg a l e n af r o ms p h a l e r i t ea n dm a r m a t i t eb yu s i n gp o t e n t i a l - - c o n t r o l l e df l o t a t i o nt e c h n o l o g yf o rr e f r a c t o r yd r e s s i n go r ef r o mH u i l iL e a d z i n cM i n ei si n v e s t i g a t e d .T h es e p a r a t i o no fP b Z na n de x c e l l e n tt e c h n i c a li n d e x e sa r ea c h i e v e du n d e rt h ec o n d i t i o no fp H 11 .8 ~1 2 .2a n dt h ep u l pp o t e n t i a l 一2 5 2 2 7 2 m Vw i t hl i m ea sr e g u l a t o ra n ds t a b i l i z e ro fp Ha n dp u l pp o t e n t i a l ,D D T C d i e t h y ld i t h i o c a r b a m a t e ,a c r o n y m f o rD D T C a sg a l e n af l o t a t i o nc o l l e c t o ra n dZ n S 0 4 N a 2 S 0 3a sc o m b i n e df l o t a t i o nd e p r e s s a n to fs p h a l e r i t ea n d m a r m a t i t e .T h eP ba n dZ ng r a d ea n dr e c o v e r yi nL e a dc o n c e n t r a t ea n dZ i n cc o n c e n t r a t ea r e6 5 .21 %a n d 5 2 .3 0 %,5 6 .4 8 %a n d8 4 .8 5 %,r e s p e c t i v e l y .A n dt h e ya r ei n c r e a s e db y1 3 .2 7 %a n d5 .7 6 %,O .2 8 %a n d 2 .2 8 %,r e s p e c t i v e l y .T h eo p e r a t i o nc o s tf o rr e g e n t si sr e d u c e df o ra b o u t 2 /t o r e ,a n dt h ee c o n o m i c a lp r o f i ti s p r o b a b l y1 2 .3 4 M a n n u a l l y . K e y w o r d s m i n e r a lp r o c e s s i n g ;l e a d z i n cs e p a r a t i o n ;p o t e n t i a l c o n t r o l l e df l o t a t i o n ;p r e f e r e n t i a lf l o t a t i o n ; c o m b i n e dd e p r e s s a n t 上接第8 4 页,C o n t i n u e df r o mP 。8 4 E f f e c t so fG r i n d i n gM e d i ao nS u r f a c eP r o p e r t i e sa n dF l o t a t i o nB e h a v i o u ro fG a l e n a H EF a .3 m 1 一,S U NC h u a n y a 0 2 ,S O N GL e i 2 1 .N o r t h e a s t e r nU n i v e r s i t y ,S h e n y a n g11 0 0 4 4 ,C h i n a ; 2 .B e O i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ,B e i j i n g1 0 0 0 4 4 ,C h i n a A b s t r a c t T h ee f f e c t so fg r i n d i n gm e d i ao ns u r f a c ep r o p e r t i e sa n df l o t a t i o np e r f o r m a n c eo fg a l e n aa r ei n v e s t i g a t e db y m e a n so fS E M .X P Sa n df l o t a t i o ne x p e r i m e n t .T h er e s u l t ss h o wt h a tt h e r ee x i s tg r e a td i f f e r e n c e si ns u r f a c e m o r p h o l o g y ,o x i d a t i o ns p e c i e sa n df l o t a t i o nb e h a v i o ro fg a l e n ag r o u n dw i t hc e r a m i co ri r o nm e d i a .G r i n d i n g w i t hc e r a m i cm e d i ai sb e n e f i c i a lt of l o t a t i o no fg a l e n a ,t h em u c hb e t t e rf l o t a t i o ne f f e c tt h a nt h a tg r i n d i n gw i t h i r o nm e d i ai sa c h i e v e d .T h eh i g hh y d r o p h i l i c i t ya n dl O Wf l o t a t i o nr e c o v e r yo fg a l e n ag r o u n dw i t hi r o nm e d i aa r e m a i n l yr e s u l t e df r o mh i g hs u r f a c er o u g h n e s sa n ds e r i o u sc o r r o s i o na n de x i s t e n c eo fap l e n t yo fa m o r p h o u sa n d h y d r o p h i l i cP b S 0 4a n dF e 0 0 H . K e y w o r d s m i n e r a lp r o c e s s i n g ;g r i n d i n gm e d i a ;g a l e n a ;s u r f a c ep r o p e r t y ;f l o t a t i o n 万方数据
展开阅读全文

资源标签

最新标签

长按识别或保存二维码,关注学链未来公众号

copyright@ 2019-2020“矿业文库”网

矿业文库合伙人QQ群 30735420