黑鎢礦浮選常用藥劑研究現狀及展望

盧繼鷹　王忠康　劉　永　尚興科

(1.南華大學核資源工程學院；2.南華大學研究生院;3.西北礦冶研究院)

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黑鎢礦浮選常用藥劑研究現狀及展望

盧繼鷹1王忠康1劉永2尚興科3

(1.南華大學核資源工程學院；2.南華大學研究生院;3.西北礦冶研究院)

摘要對當前黑鎢礦浮選過程中的常用藥劑研究現狀進行了總結歸類。黑鎢礦浮選常用捕收劑包括羧酸類捕收劑、膦酸類捕收劑、胂酸類捕收劑、螯合類捕收劑以及組合藥劑等；常用的活化劑有硫酸亞鐵和硝酸鉛等；常用的抑制劑主要為水玻璃及其改性制品。提出要解決目前黑鎢礦浮選存在的藥劑較單一、選擇性較差、成本較高等問題，應加強對黑鎢礦石性質的研究，研發新型廉價環保的黑鎢礦選礦特效藥劑，同時發揮組合藥劑之間的協同作用。

關鍵詞黑鎢礦浮選捕收劑抑制劑

黑鎢礦浮選通常指黑鎢細泥浮選[1]，其關鍵在于選擇合適的、選擇性好的捕收劑。由于黑鎢礦自身可浮性較差，需要添加適當的活化劑才能實現黑鎢細泥的浮選回收。

1　常用藥劑研究現狀

1.1捕收劑

黑鎢礦浮選常用捕收劑包括羧酸類捕收劑、膦酸類捕收劑、胂酸類捕收劑、螯合類捕收劑以及組合藥劑等。

(1)羧酸類捕收劑。羧酸類捕收劑結構通式為RCOOH(RCOONa、RCOOK)[2]，羧基為主要作用官能團，在水中可電離出RCOO-，其中R是烴基，為疏水基團。根據烴基的結構可分為脂肪酸、環烷酸和芳香酸，其中脂肪酸可根據其烴鏈結構中是否有雙鍵又分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸[3-4]。

一般來說，脂肪酸類捕收劑的性能主要由烴基碳鏈的長度以及不飽和程度決定：烴基不飽和程度越高，其捕收性能越好；烴基碳鏈越長，疏水性能越好，捕收能力越強，選擇性則越差。但烴基碳鏈碳原子數一般在12～20，當脂肪酸烴基碳原子數大于18時，其熔點變高、溶解度變小，捕收性能反而下降。常用的脂肪酸類捕收劑有油酸及其皂類、塔爾油及其皂類、氧化石蠟皂以及各種改性脂肪酸等[5]。關于油酸鈉對黑鎢礦的浮選機理，科研工作者進行了大量的研究[6-9]，一致認為黑鎢礦表面的Mn質點是與油酸鈉反應的活性質點，油酸鈉在黑鎢礦表面發生化學吸附或發生反應，生成油酸鹽。

脂肪酸類捕收劑對黑鎢礦具有很強的捕收能力，是最早應用于黑鎢礦浮選的一類捕收劑，但其缺點較多，如選擇性差，對溶液中Ca2+、Mg2+敏感，不耐硬水，水溶性差且不耐低溫等[10]。為克服脂肪酸類捕收劑的缺點，改善脂肪酸類捕收劑的性能，研究人員一般對其進行改性處理或與其他藥劑組合使用。周曉彤、鄧麗紅等[11]以改性脂肪酸TA-4作捕收劑，碳酸鈉、改性水玻璃和硝酸鉛作調整劑，對江西某黑白鎢礦進行常溫粗選，然后進行加溫精選分離，其泡沫產品經酸浸獲得白鎢精礦，加溫精選的尾礦經搖床選別獲得黑鎢精礦。當給礦WO3品位為0.2%時，可獲得WO3品位為50.60%、回收率為66.74%的鎢精礦，選用新型浮鎢捕收劑TA-4是選別指標得以提高的關鍵。

(2)胂酸類與膦酸類捕收劑。胂酸類捕收劑與膦酸類捕收劑結構通式分別為RAsO(OH)2、RPO(OH)2，主要包括甲苯胂酸、甲芐胂酸、芐基胂酸以及苯乙烯膦酸等，胂酸類與膦酸類捕收劑的選擇性能均優于脂肪酸類捕收劑，在黑鎢細泥浮選中曾獲得廣泛應用，為提高黑鎢細泥的浮選回收率起到了重要作用[12-14]，但是，這類藥劑具有一定的毒性，制造和使用過程對環境污染比較嚴重，正逐漸被廢棄[15]。

(3)螯合類捕收劑。黑鎢礦浮選中常用的螯合類捕收劑主要指羥肟酸類捕收劑，其結構通式為RCONHOH，其中R可以是烷基也可以是芳基[16]。羥肟酸是一種活潑的有機弱酸，在水中發生電離，生成氫離子和羥肟酸陰離子(RCONHO-)；羥肟酸性質不穩定，酸性環境中可發生水解生成羥胺和脂肪酸，當溶液中存在氧化劑或者還原劑時，羥肟酸會發生氧化還原反應；羥肟酸存在互變異構現象，與氧肟酸同時存在，不可分離，通常認為是同一種物質，統稱為羥肟酸[17]，兩者之間互變方程式為：

羥肟酸是一種對金屬離子具有較高選擇性的螯合劑，常用羥肟酸類捕收劑有苯甲羥肟酸、水楊羥肟酸、辛基羥肟酸以及萘羥肟酸等，這類捕收劑對黑鎢礦具有良好的捕收性能，在黑鎢礦表面發生化學吸附，可以同黑鎢礦表面定位離子Fe2+、Mn2+生成鰲合物。早在20世紀40年代，國外就開始使用羥肟酸及其鹽類作捕收劑[18-20]。此后，選礦工作者相繼將羥肟酸類捕收劑用在各種礦物浮選工藝中，并取得較好的浮選效果[19-22]。戴子林等的研究結果表明[21]，苯甲羥肟酸是細粒黑鎢礦浮選的有效捕收劑，與組合抑制劑AD共同作用時，可使細粒黑鎢礦與螢石、方解石等脈石礦物有效分離。朱一民等進行的萘羥肟酸對黑鎢礦的捕收性能研究表明[22]，萘羥肟酸是黑鎢礦的有效捕收劑，且不易捕收螢石及石英，具有較高的選擇性，吸附量測定、動電位測定、紅外光譜測定以及X光電子能譜測定證明，萘羥肟酸在黑鎢礦表面以化學吸附為主。

(4)組合捕收劑。組合捕收劑是指在浮選體系中添加2種或2種以上的捕收劑，捕收劑的組合使用通常可使藥劑之間產生協同作用，更好地發揮捕收作用。針對黑鎢礦的浮選，組合捕收劑的效果往往優于單一捕收劑。

1.2活化劑

黑鎢礦浮選常用的活化劑有硫酸亞鐵和硝酸鉛等，以硝酸鉛的效果最好。陳萬雄[23]對柿竹園多金屬礦野雞尾選廠的黑鎢細泥進行浮選研究，發現硝酸鉛對其浮選指標影響較大，添加硝酸鉛可顯著提高黑鎢礦的浮選速率，提高其選別指標，在黑鎢細泥WO3品位為1.62%時，可獲得WO3品位為66.04%、回收率為90.86%的黑鎢精礦。通過浮選溶液化學計算分析可知，在pH<9.5時，溶液中活化離子以Pb2+和Pb(OH)+形式為主，故認為起活化作用的主要成分為Pb2+和Pb(OH)+；同時，硝酸鉛可使黑鎢礦表面的動電位由負變正，從而促進捕收劑在黑鎢礦表面的吸附。

1.3抑制劑

黑鎢浮選過程中用到的抑制劑主要為水玻璃及其改性制品，其次為淀粉、氟硅酸鈉、羧甲基纖維素以及六偏磷酸鈉等。水玻璃能有效地抑制方解石、螢石、石英以及硅酸鹽等脈石礦物[24]，且隨著水玻璃模數的增大，其水溶性變差，抑制能力增強。水玻璃在應用過程中通常需要對其進行改性處理或者與其他藥劑組合使用，以提高其選擇性抑制效果。

2　展　望

目前黑鎢礦浮選面臨浮選藥劑較單一、分選性較差、成本較高等問題，針對上述難題，選礦工作者應著力研發出高效、易溶解的綠色環保型選礦藥劑，并發揮組合藥劑之間的協同作用。

(1)組合用藥是近期選礦研究的重點也是未來的研究方向，應該根據組合用藥原理，研發適合黑鎢礦浮選的組合新藥劑，并對藥劑組合的規律性、組合藥劑間的協同效應以及藥劑與礦物的作用機理作進一步研究。

(2)利用浮選藥劑的同分異構原理，加大對現有浮選性能好的藥劑的同分異構體的研究，開發性能更好、選擇性更強的高效選礦藥劑。加強對鎢礦石性質研究，開發新型廉價環保的鎢礦物特效選礦藥劑。

參考文獻

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(收稿日期2016-04-12)

ResearchSituationandProspectoftheCommonReagentsinWolframiteFlotation

LuJiying1WangZhongkang1LiuYong2ShangXingke3

(1.SchoolofNuclearResourcesEngineering,UniversityofSouthChina；2.SchoolofGraduate,UniversityofSouthChina; 3.NorthwestResearchInstituteofMiningandMetallurgy)

AbstractSummarizes the common reagents used in the flotation of wolframite. Wolframite flotation collectors commonly used are including carboxylic acid collector, phosphonic acid collector, arsonic acid collector, chelating collector and combination reagent, etc.; Activators commonly used are ferrous sulfate and lead nitrate, etc.; Inhibitors commonly used are mainly sodium silicate and their modified products. Points out the existing problems, like the humdrum of flotation reagent, the poor sorting, the high cost and so on should be figured out. Wolframite properties research should be enhanced. Research and development of cheap and environmental flotation reagents and the synergistic effect of combined reagent will be the focus of the wolframite ore processing in the future.

KeywordsWolframite， Flotation， Collector， Depressor

盧繼鷹(1990—)，男，碩士研究生，421001 湖南省衡陽市蒸湘區常勝西路28號。

·礦物加工工程·