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2 6 有色金属 选矿部分2 0 0 7 年第2 期 钙、镁、硫酸根离子对会泽铅锌矿硫化矿浮游性的影响 刘爽，孙春宝，陈秀枝 北京科技大学，北京1 0 0 0 8 3 摘要将尾矿水回用于浮选过程中已成为当今选矿废水治理的普遍趋势。对于多次循环利用后的选矿废水，其 中累积的药剂及无机离子会达到一定浓度。为了研究高浓度无机离子对矿物可浮性的影响，以会泽铅锌矿方铅矿、闪锌 矿和黄铁矿为研究对象，分别在三种单矿物的浮选过程中加入大量的c a “、M 矿和s 0 2 一，通过回收率变化研究其对可浮 性的影响，并通过分光光度仪、S E M 等仪器对其影响机理进行分析。试验结果表明当加入的C a 2 、M 矿和s 0 。。达到特定浓 度后，对三种矿物的可浮性将会有不同程度的影响。 关键词可浮性；方铅矿；闪锌矿；黄铁矿 中图分类号T D 9 5 2 ．2 ；T D 9 5 2 ．3文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 7 0 2 0 0 2 6 0 3 选矿废水不仅总量大而且成分复杂，有毒有害 成分较多，所含的药剂品种多而且浓度高，同时选矿 废水的p H 值也往往不符合国家规定的排放标准， 如果将选矿废水直接排入自然水体中，不仅对环境 造成严重污染，同时也是对水资源的浪费1 | 。目前， 对选矿废水进行治理与资源化综合利用、实行矿山 清洁生产已经引起相当高的重视。 选矿废水经过多次循环利用后，会累积大量的 药剂及无机离子，尤其是一些可溶性无机离子，即使 经过简单处理后，也容易达到很高的浓度。取会泽铅 锌矿的方铅矿和闪锌矿精矿的浓密机出水分别进行 化验分析，得到部分离子浓度比进水高出很多，如 C a 2 ，进水中浓度仅为5 0 m g ／L 左右，而浓密机出水却 高达2 0 0 m g ／L 以上；S 0 4 2 一的浓度由进水中的5 2 m g ／L 增加到2 6 0m g ／L ；M 9 2 浓度也由进水中的1 8 m g ／L 增 加到3 0 m g ／L 左右[ z ．3 ] 。将此精矿水循环利用，C a “、 M 矿和S 0 4 2 一经过累积，会达到更高的浓度。 陈玉千、松全元} 。] 等人研究了几种无机离子对 铁正浮选的影响，指出大量的c a 2 x M g a 和s 0 2 - 存在 时确实对铁正浮选存在一定的影响。胡立嵩、罗廉明5 1 通过在清水中添加不同的组分模拟大冶铁矿选矿厂 循环水，将模拟循环水作为浮选用水进行浮选试验， 对选矿厂循环水中所含的C u “、F e 3 、C a “以及黄药对 浮选流程的影响做了相关的研究。本文主要研究大 量的C a 2 、M 9 2 和S O 。2 。对会泽铅锌矿方铅矿、闪锌矿 和黄铁矿浮游性的影响． 1 试验物料、药剂和研究方法 1 ．1 试验物料和药剂 试验采用的方铅矿、闪锌矿、黄铁矿均取自云南 会泽铅锌矿，矿物首先用外包洁净白布的铁锤锤成 一3m m 的块状颗粒，经手选后用瓷球磨机磨至- 0 ．1 4 7 0 ．0 4 5m m 粒级，经化学分析和物相鉴定，矿样的纯 度均在9 5 ％以上。 本试验以乙基钾黄药作为捕收剂，分子量 1 6 0 ．2 9 ，化学纯。其他药剂均为分析纯，试验用水为 去离子水。 1 ．2 试验设备和研究方法 试验用X F G 挂槽浮选机，每次试验取单矿物 2 ．0 9 ，置于超声波清洗器对其进行表面清洗，时间5 m i n ，然后静置3 0 m i n ，倒去上层清液，放人4 0 m l 浮 选槽中，搅拌2 m i n 后加入影响离子，2 m i n 后开始刮 泡，最后上浮产品和尾矿经过滤烘干，分别称重，计 算回收率。 2 试验结果及分析 2 ．1 C a 2 浓度对方铅矿、闪锌矿和黄铁矿浮游性 的影响 在黄药浓度为2 1 0 4 m o l ／L 的浮选体系中，钙 离子浓度从0 增加到4 0 0 0 m g ／L ，方铅矿和黄铁矿 的回收率明显降低，其中黄铁矿的变化更加明显。 钙离子浓度达到5 0 0 m g ／L ，黄铁矿回收率已降至 3 0 ％左右，而钙离子浓度在2 0 0 4 0 0 0 m g ／L 之间增 加时，黄铁矿回收率下降趋势逐渐变慢；钙离子浓 度从0 增加到4 0 0 0 m g ／L ，方铅矿回收率由9 3 ％下 降到5 0 ％左右。而钙离子浓度在0 ～3 0 0 0 m g ／L 范 围内，对锌的浮选基本没有影响，只有钙离子浓度 达到3 0 0 0m g ／L 以后，对锌的回收率才略有降低。 收稿日期2 0 0 6 1 0 3 0 作者简介刘爽 1 9 8 1 一 ，女，辽宁铁岭人，金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，硕士。 万方数据 2 0 0 7 年第2 期刘爽等钙、镁、硫酸根离子对会泽铅锌矿硫化矿浮游性的影响 2 7 1 0 0 9 0 8 0 7 0 啦6 0 懈5 0 菩a o 3 0 2 0 1 0 O 图1钙离子含量对单矿物回收率的影响 F i g1 E f f e c to fC a 各o nt h ef l o a t a b i l i t yo fs i n g l em i n e r a l 改变p H 值重复试验，当p H l 0 ，C a 2 浓度达到 5 0 0 m g ／L 时，方铅矿回收率降到3 0 ％左右；C a 2 浓度 达到2 0 0 0 m g ／L 时，闪锌矿回收率降到6 5 ％左右； C a 2 榷度1l O m g ／L 时，黄铁矿回收率6 0 ％左右。说明 在碱性条件下，钙离子对这三种矿物的可浮性影响 更加明显。 2 ．2 M 矿浓度对方铅矿、闪锌矿和黄铁矿浮游性的 影响 在黄药浓度为2 x 1 0 1 n o l ／L 的浮选体系中，镁离 子浓度由0 增加到4 0 0 m g ／L ，方铅矿和闪锌矿的回 收率都基本无变化，黄铁矿的回收率随着镁离子的 增多而显著降低。镁离子由0 增加到5 0 m g ／L ，黄铁 矿的回收率下降较快，再继续加入镁离子，铁回收率 下降趋于平缓。 冰 瓣 擎 回 图2 镁离子含量对单矿物回收率的影响 F i g2E f f e c t o fM 矿o nt h ef l o a t a b i l i t yo fs i n g l e m i n e r a l 调节p H 值重复试验，结果显示镁离子对三种 矿物可泽I 生的影响并无大的变化。p i l l 0 ，M 9 2 浓度取 2 0 0 m g ／L 时，方铅矿的回收率依然可达到9 4 ％左右， 闪锌矿的回收率可以达到9 7 ％左右，M 9 2 浓度取 2 0 m g ／L 时，黄铁矿的回收率依然只有5 0 ％左右。说 明M g 对这三种矿物的影响不随p H 值的改变而变 化。 2 ．3S O 。锋疚度对方铅矿、闪锌矿和黄铁矿浮游性的 影响 在黄药浓度为2 x 1 0 ‘4 m o l ／L 的浮选体系中，硫酸 根离子在0 ～5 0 0 0 m L 范围内逐渐增加时，方铅矿和 闪锌矿的回收率都基本无变化，而黄铁矿的回收率 随着硫酸根离子的增多而回收率下降，在硫酸根离 子浓度达到4 5 0 0 m L 时，回收率降到最低，在6 8 ％ 左右。 堡 模} 娶 回 图3 硫酸根离子对单矿物回收率的影响 F i g3 E f f e c t o fS 0 4 2 - o nt h e f l o a t a b i l i t yo fs i n g l e m i n e r M 调节p H 值重复试验，p i l l 0 时，S 0 4 2 一浓度取 2 0 0 0 m g ／L ，方铅矿的回收率可达到9 2 ％左右，闪锌矿 的回收率有9 7 ％左右，黄铁矿的回收率也有9 0 ％左 右，基本都没有变化。说明在碱性条件下，硫酸根离 子对三种试验矿物浮游性的影响依然没有改变。 2 ．4 机理分析 将黄药和氯化钙按照不同比例配成溶液，分别 检测波长1 9 0 ～4 0 0 n m 。1 范围内的吸收峰曲线。结果 显示，黄药与c a 2 溶液混合后，黄药的吸收峰没有 发生改变，故初步断定，c a 2 并没有作用到黄药，进 而假设c a 2 是与矿物作用从而影响到单矿物浮选 表1C a 2 作用后的黄铁矿表面元素定量分析结果 T a b1 Q u a n t i t a t i v ea n a l y s i sr e s u l t so fp y r i t es u r f a c e e l e m e n tr e a c t e db yC a 2 表2黄铁矿表面元素定量分析结果 T a b2Q u a n t i t a t i v ea n a l y s i sr e s u l t so fp y r i t es u r f a c e e l e m e n t 万方数据 2 8 有色金属 选矿部分2 0 0 7 年第2 期 的回收率。 为验证单矿物与C a 2 之间是否发生了作用，对 样品进行了S E M 检测，但在试验浓度下，结果未能 如愿，考虑到有可能是由于生成物的含量太少而无 法测量，故而试验中增加了C a 2 用量和作用时间。具 体方法6 ] 为取2g 黄铁矿单矿物矿样放入含有5 0 0 m l 浓度为1 0 ％的氯化钙溶液的容量瓶中，隔2 h 颠倒 1 0 m i n ，3 0 h 后过滤，滤饼用去离子水清洗三次，自然 风干，然后将样品送去S E M 检测，结果如表l 、表2 所示。 由表l 、2 分析结果可知，经过C a z 作用后的黄 铁矿表面C a “百分含量比原来高了0 ．5 ％，考虑到矿 物表面已经用去离子水清洗干净，故排除是物理吸 附的可能，从而更加确认c a 2 与黄铁矿表面是产生 了一定的作用。 3结论 1 ．试验中，钙、镁、硫酸根离子的浓度变化对闪 锌矿的浮选基本无影响；方铅矿的回收率只有在钙 离子浓度达到1 0 0 0 m L 后才有一定降低，而本试验 用量的镁离子和硫酸根离子都不影响其回收率；黄 铁矿的回收率在钙离子浓度达到5 0 0 m g ／L 、镁离子 浓度达到5 0 m g ／L 和硫酸根离子达到3 0 0 0 m g ／L 后都 有明显的降低。由此可见，本试验中闪锌矿的浮游性 比方铅矿和黄铁矿稳定。 2 ．钙、镁、硫酸根三种无机离子中，钙离子浓度 达到1 0 0 0m g ／L 以后，对方铅矿和黄铁矿的浮游性 有较明显的影响；镁离子在试验浓度下对方铅矿和 闪锌矿的浮游性基本没有影响，但对黄铁矿的影响 较为明显；硫酸根离子浓度达到3 0 0 0m g ／L 以后，可 使黄铁矿的回收率降到8 0 ％以下。 3 ．碱性条件下，镁离子和硫酸根离子对三种矿 物浮游性的影响基本没有变化，但试验浓度下，钙离 子对三种矿物浮游性的影响被加剧。 参考文献 [ 1 ] 吕晓兵，张家会．回水对选矿过程影响的研究[ J ] ．江西 冶金，2 0 0 1 ，2 1 2 3 9 - 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w e r ea d d e dt ot h ef l o a t a t i o nw a t e ro f t h et h r e e p u r e m i n e r a l s w h i c ha r et h eg a l e n a ，s p h a l e r i t ea n d p y r i t e f r o mH u i z eL e a d - Z i n cO r e ．T h e r e c o v e r yo ft h r e em i n e r a l sw i l lf a l l i ns o m ed i f f e r e n te x t e n tw h e nt h ec o n c e n t r a t i o n so fC a 2 ，M 矿a n dS 0 4 2 - r e a c hac r i t i c a lv a l u e ． K E YW O R D S f l o a t a b i l i t y ；g a l e n a ；s p h a l e r i t e ；p y r i t e 万方数据