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硫代硫酸钠在选矿中的作用(硫化矿必须碱性浮选)

硫代硫酸钠在选矿中的作用(硫化矿必须碱性浮选) 浮选在含氧金属硫化矿中的作用

黄药是金属硫化矿浮选的主要捕收剂,但它只能在有氧条件下起作用。有人曾尝试将方铅矿在无氧的水中研磨,然后漂浮,因此方铅矿不能被黄药收集。黄药与金属硫化矿反应时,氧气起着非常重要的作用。对氧的机理有不同的看法。现将两点总结介绍如下:

首先,半氧化物在矿物表面形成

结果表明,在浮选过程中,硫化矿物表面的轻微氧化将有利于浮选,而过度氧化则会降低可浮性。硫酸盐大多是氧化后在硫化矿表面形成的。比如方铅矿表面氧化形成PbSO4膜,闪锌矿表面氧化形成ZnSO4膜。反应式如下:

PbS+2O2→PbSO4

ZnS+2O2→ZnSO4

黄铁矿的氧化过程是复杂的,最终结果是:

2FeS2+7O2+2H2O→2FeSO4+2H2SO4

黄铜矿的氧化反应是:

CuFeS2+4O2→CuSO4+FeSO4

由于硫酸盐的溶解度远大于相应的硫化物,有利于黄药捕收剂与SO42 -的离子交换。如果方铅矿表面轻度氧化,用黄药捕收时会发生以下置换反应:

在反应式中,X-代表黄原酸根阴离子,A-可以是SO42 -或SO32 -。X-吸附在方铅矿表面之前,氧与硫反应将方铅矿表面的部分硫离子氧化成SO42 -或SO32 -,然后黄原酸根阴离子取代它,与Pb2 ++反应生成低溶解度的铅黄原酸根PbX2。

但选矿实践证明,过度氧化的方铅矿表面有一层厚厚的硫酸铅皮,硫酸铅的溶解度过大且不稳定,不能牢固地吸附捕收剂离子,所以过度氧化时方铅矿的可浮性变差。

上述研究表明,黄药阴离子在方铅矿表面的作用与矿物氧化程度有关。轻微氧化,铅黄药主要形成在方铅矿表面,疏水性好;它在一定程度上覆盖了矿物表面,足以使矿物浮起。而在深度氧化的方铅矿中,黄药阴离子可以取代甜瓜,在其表面形成铅黄药的多分子层,即新的铅黄药相,但其疏水性小于铅黄药膜的单分子层,因此深度氧化的方铅矿可浮性降低。

氧化程度受以下因素影响:(1)纸浆温度;(2)氧化剂的应用;(3)矿物表面氧化产物的存在;(4)纸浆的PH值;(5)充气时间和充气强度;(6)水中的含氧量等。

例如,在铜硫(Cu-S)混合精矿的分离作业中,为了抑硫和顺利浮铜,采用强化氧化的方法,导致黄铜矿和黄铁矿的可浮性差异较大,从而使铜硫分离获得较好的指标。在高PH值(pH > 11.5)条件下,对纸浆进行强烈搅拌和曝气。由于黄铁矿比黄铜矿更易氧化,加深了黄铁矿表面的氧化,降低了黄铁矿的可浮性,受到抑制。而黄铜矿通过轻微氧化能更好地与黄药相互作用,可浮性提高。

其次,氧气的存在消除了矿物表面的电位网格,促进了矿物表面的电化学反应。

因为硫化物矿物含有或多或少的杂质和各种晶格缺陷,所以具有半导体性质,既有阴极区又有阳极区。比如方铅矿一般含银。在含氰化物的矿浆中,银会发生以下反应:

Ag+2CN-→Ag(CN)2-+e

产生自由电子并输送到阴极区,使阴极区附近的电子越积越多,形成负电位栅极。

这样势必对与之接近的黄原酸根阴离子X-产生静电排斥,阻碍其在矿物表面的吸附。如果泥浆中有氧气,会发生以下反应:

1/2o2+H2O+2e → 2oh-(oh-)可以进入溶液。

因此,可以消除负电的排斥,有利于浮选剂在矿物表面的吸附。方铅矿和黄药的作用可以写成如下:

阳极反应PBS+2ROCSS-→ Pb (ROCSS) 2+S+2E

阳极反应1/2o2+2h++2e → H2O

总反应式为PBS+2 ROCSS-+1/2 O2+2H+→Pb(ROCSS)2+S+H2O

 
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