黄王开国点座

一.导言

硫化物往往在一定的pH值范围内难以上浮，而在这个pH值上下的范围内容易上浮，这就是所谓的“槽”现象。这种现象在文献中已有报道。早在20世纪30年代，Sutherland和Wark测量了空气泡在硫化物矿石上的接触角，发现当NaCN用量适当时，被铜离子活化的闪锌矿和黄铜矿在中性pH附近被铜离子抑制，使矿石颗粒-气泡不与“岛”接触[1]。他们认为这是由于过量的Cu2+沉淀黄原酸盐，导致药物的无效消耗。在高pH和高NaCN用量的条件下，氢氧化铜或氰化铜的形成降低了游离铜离子的浓度。在酸性条件下，黄药铜的溶度积较大。这些因素都减少了黄药铜的沉淀，因此它具有良好的可浮性。而铜黄药在酸性条件下溶度积的增加是由于黄药离子水解成黄药，然后分解成乙醇和二硫化碳，没有捕收作用[2]。J.Steininger还发现，当使用乙基黄药作为捕收剂时，铜离子在中性pH附近抑制黄铁矿和闪锌矿，导致浮选“低谷”[2]。通过碱滴定和溶液平衡计算，他认为这是因为铜离子在矿物表面形成亲水性羟基化捕收剂络合铜。d .萨拉蒂奇等人也发现了这一现象，他们认为是因为Cu2+在接近中性pH值的溶液中容易形成黄药沉淀，这种沉淀随机吸附在矿物表面，产生抑制作用[3]。D.W. Fuerstenau认为黄铁矿浮选的“低谷”是由于三价铁羟基化合物在黄铁矿表面的吸附[4]。

可见对硫化矿浮选的“低谷”现象还缺乏统一的认识。本文通过浮选实验和zeta电位测定对这一现象进行了深入研究。

二、实验方法

(1)矿物样品

实验所用的闪锌矿采自水口山铅锌矿。黄铁矿(A)产于四川成都硫矿，黄铁矿(B)为湖南省地质局展览馆标本。矿石块用锤子压碎，然后人工挑选。粗粒纯矿石样品经过瓷质球磨和湿筛，然后取所需粒度(-200+400目)在true 空干燥箱中干燥。干燥后的矿样存放在干燥器中，根据主元素含量计算矿物纯度。闪锌矿的纯度为92.7%，黄铁矿(A)的纯度为97.45%，黄铁矿(B)的纯度为98.07%。

(2)药品

试验所用捕收剂为工业产品，丁基黄药为株洲选矿制药厂产品，有用成分含量约为85%。Z-200是沈阳矿冶研究院的产品，纯度90%以上。其他试剂为分析纯试剂。发泡剂是辛醇(OA)。一次蒸馏水用于浮选试验，二次蒸馏水用于zeta电位测量。

(3)实验方法和矿样的处理

为了去除矿物表面的氧化膜，用超声波对矿物样品进行预处理。试验前，先用超声波清洗矿样5min(除不清洗外)，然后慢慢除去清洗液，取下沉的矿物进行试验。使用的仪器是CQ50超声波清洗机。

浮选试验。浮选试验在50ml悬浮细胞浮选机中进行。每次测试使用2g矿物样品和50ml蒸馏水。浮选机叶轮转速为1600转/分。浸泡4分钟。

ζ-电位测量。用国产DPM-1微电泳仪测定了矿物表面的ζ电位。将0.5g粒径小于3μm的矿样在250ml二次蒸馏水中搅拌10min(以KNO8为支持电解质)，取矿浆上层溶液于电泳槽中测量颗粒运动速度，一般重复测量10次左右，求出平均颗粒运动速度，然后根据下式计算ζ电位。

公式中:ζ为电位(mV)，I为电流(A)，n为电泳速度(微米/秒)，k为电导率(ω/cm)，b为常数，c为与温度相关的系数。当T=298K时，c=12.85。

三。实验结果

(1)超声波清洗对黄铁矿浮选“低谷”的影响

图1和图2显示了当Z-200和丁基黄药分别用作捕收剂时，超声波清洗对黄铁矿(A)浮选行为的影响。结果表明，以Z-200和丁基黄药为捕收剂时，未经超声波清洗的黄铁矿浮选槽在pH=6附近出现，超声波清洗后消失，但加入一定量的氯化铁后又重新出现。超声波清洗是用来去除矿物表面的氧化膜，即黄铁矿表面的三价铁离子。可以推断，pH=6附近黄铁矿浮选的“低谷”是由铁离子引起的。

(2)在铜离子存在下黄铁矿的浮选“槽”

图3和图4分别显示了当Z-200和丁基黄药用作捕收剂时，铜离子对黄铁矿可浮性的影响。结果表明，在铜离子存在下，黄铁矿浮选在pH=7附近存在一个“低谷”。黄铁矿(B)具有类似的行为，如图5所示。在图(a)中，丁基黄药用作捕收剂,( b) Z-200用作捕收剂。

(3)无捕收剂的闪锌矿浮选“槽”

有趣的是，这项研究发现，由铜离子激活的闪锌矿无捕收剂浮选在中性pH附近也有一个“低谷”，如图6和7所示。从图中可以看出，在不同活化时间和不同硫酸铜用量的条件下，闪锌矿在中性pH附近的浮选“低谷”明显存在。显然，这种现象不能按照沃克和萨拉蒂奇的观点来解释，因为他们的观点都涉及到收集器的功能，而这里并没有用到收集器。

(四)ζ电位的测量结果

图8显示了超声波清洗和三价铁离子对黄铁矿ζ-电位的影响。结果表明，加入铁离子后，黄铁矿的ζ电位在pH=6附近达到最大值，超声波清洗后ζ电位的最大值几乎消失。图9和图10分别显示了CuSO4 5H2O对闪锌矿和黄铁矿ζ电位的影响。从图中可以看出，在中性pH附近，上述两种矿物的ζ电位随着cus 04·5h2o用量的增加而增加，ζ电位在此处达到最大值，ζ电位由负值变为正值。

四。结论

根据实验结果，可以总结出以下几点:

1.无论使用哪种捕收剂，未经超声波清洗的黄铁矿在pH=6附近都有一个“低谷”，此时黄铁矿的ζ电位出现最大值。超声波清洗可使ζ电位的“波谷”和最大值消失，但加入铁离子后，ζ电位的“波谷”和最大值又重新出现。这说明“槽”现象与外敷或矿物氧化溶解产生的三价铁离子对矿物的作用有直接关系。

2.在铜离子存在的情况下，无论使用哪种捕收剂，黄铁矿浮选都会在pH = 7附近出现一个“低谷”，黄铁矿在这个pH范围内有一个最大ζ-电位。这说明铜离子对矿物的作用也是造成“槽”现象的主要原因。

3.铜离子活化的闪锌矿无捕收剂浮选在中性pH附近也出现一个"低谷"，ζ-电位峰也相应出现，且两者都随着Cu2+浓度的增加而更加显著。这说明“槽”现象不仅与铜离子对矿物的作用有关，而且与捕收剂的作用无关。

4.铁离子和铜离子存在时，浮选“波谷”和ζ电位最大值的pH值分别对应于这些离子形成的羟基化合物的pH值。从离子型羟基化合物的结构来看，它们的大量吸附可以导致矿物表面亲水性的增加。

因此，上述结果证实了Fuerstenau的观点，即黄铁矿浮选在pH=6附近的“低谷”是由于亲水性氢氧化铁的吸附。同时，本研究也证明了在中性pH附近铜离子活化黄铁矿和闪锌矿的浮选“槽”是由于吸附了亲水性的氢氧化铜，这与Steininger的观点相似。

参考

[1] Suthland，K.L .和Wark，I.W .:浮选原理，奥地利IMM，1955年，页180

[2]斯坦宁格。:J. Trans。SME/AIME，241(1968)，第1号，第34页

[3]萨拉蒂奇。d .等人:1975年IMTC第11次会议记录。

[4]B .鲍尔和R. S .理查德:浮选，A. M .高丁纪念卷，第1卷，编辑，第458页

[5]j .罗尔斯顿和T. W .希利:国际米兰。J. Miner Process，(1980年)，第7期，第203页

[6] Jain，s .和Fuerstenau，D. W.《硫化物矿物浮选》, Frorssberg。K. S. E .，1985年，第159页

[7] Healy，T. W .和Moignard，M. S .:浮选，A. M. Gaudin纪念卷，第1卷，Fuerstenau，

[8] Fuerstenau，M. C .等:中南矿冶学院学报，矿物加工翻译专辑，1983年，增刊2，第1页

本文最初发表在《中南矿冶学院学报》1987年10月第18卷第5期& # 9786；