利用原子力顯微鏡研究充填體對載金礦物浮選的影響

祁宗，阮仁滿，賈炎，李麗

?

利用原子力顯微鏡研究充填體對載金礦物浮選的影響

祁宗，阮仁滿，賈炎，李麗

(中國科學院過程工程研究所 濕法冶金清潔生產技術國家工程實驗室，北京，100190)

利用原子力顯微鏡、激光粒度儀和Zeta電位等測試手段，研究溶液條件下黃鐵礦、水泥固體顆粒之間的異相凝聚現象，研究含水泥充填體干擾載金礦物浮選的機理。研究結果表明：當pH＞10時，水泥顆粒與黃鐵礦表面電位相反；二者之間存在引力作用；水泥固體顆粒與黃鐵礦之間存在異相凝聚。在浮選條件下，由于水泥固體顆粒與黃鐵礦之間存在靜電引力，導致二者之間發生團聚現象，影響黃鐵礦浮選，導致浮選尾礦中金品位增加。調整劑六偏磷酸鈉可以降低水泥顆粒表面電位，使得2種礦物的表面電位都為負值，消除二者之間的作用力，減少團聚現象的發生。六偏磷酸鈉可以消除含水泥充填體對載金黃鐵礦浮選的影響，并且當原礦中含水泥充填體混入比例增加時，金回收率仍然保持穩定。

原子力顯微鏡；探針修飾；含水泥充填體；載金礦物浮選；異相凝聚

受尾礦井下充填工藝的影響，部分含水泥填充體隨原礦進入浮選流程，導致浮選尾礦品位升高、金精礦處理難度增加。填充體主要由浮選尾礦、水泥構成，其中浮選尾礦并不會對選礦指標產生明顯影響，所以導致浮選尾礦中金損失率增加的主要原因是充填體中的水泥。有報道稱硫酸鋁[1]、硫酸銨[2]、草酸、硫酸[3]等藥劑可以減弱水泥對鉛?鋅、鎳黃鐵礦等礦物浮選所造成的負面影響，研究表明這些藥劑主要作用為降低礦漿pH，從而使得浮選指標得到改善。現有研究成果中缺少針對浮選過程中，有可能發生的水泥與目的礦物之間異相凝聚現象的研究。本文作者通過考察溶液條件下，水泥顆粒與黃鐵礦之間相互作用關系，分析水泥影響目的礦物浮選的原因，通過調整劑消除水泥對浮選指標的影響，最后以實際礦石浮選試驗加以驗證。利用原子力顯微鏡考察溶液中樣品之間作用 力[4?6]，通過空白探針的功能化改造[7?8]，獲得溶液條件下水泥、黃鐵礦之間的作用力曲線，分析礦漿中黃鐵礦、水泥固體顆粒之間的異相凝聚現象。

1 實驗

1.1 原料與試劑

礦石樣品有：

1) 水泥固體顆粒樣品。水泥按照質量比為1:1的比例加水攪拌，形成水泥漿，倒入托盤靜置，形成厚度約為5 mm的水泥薄片。經過為期3 d的固化之后，再經過破碎、干磨、縮分以及篩分，得到不同粒級的水泥固體顆粒樣品用于測試。

2) 黃鐵礦樣品。挑選具有完整結晶的黃鐵礦大塊顆粒，經過破碎、瓷球干磨、篩分，得到不同粒級的黃鐵礦樣品，化學分析表明，樣品純度大于95%。

在河北省某金礦采取具有代表性的礦體、充填體，分別經過破碎、篩分獲得小于2 mm的樣品，配置含有不同比例充填體的實際礦石樣品，以備浮選試驗使用。

試劑有：六偏磷酸鈉(NaPO3)6，分析純，相對分子質量為611.77；氫氧化鈉NaOH，分析純，相對分子質量為40；pH調整劑為稀HCl和NaOH溶液。戊基黃藥、丁銨黑藥和水玻璃均為工業品。

1.2 實驗方法

1.2.1 礦物表面Zeta電位測試

將粒級小于10 μm的礦物顆粒，配置成固體濃度為0.01%的礦漿，采用為稀HCl和NaOH溶液調整礦漿pH，加入調整劑，利用磁力攪拌器上攪拌5 min，并測定礦漿pH。抽取部分礦漿樣品，送入Malvern公司Zetasizer Nano Puls電位測定儀的樣品池，進行不同pH條件、藥劑條件下的礦物表面動電位測試。

1.2.2 作用力曲線測試(原子力顯微鏡測試)

利用原子力顯微鏡，采用空白探針對單個黃鐵礦顆粒作力曲線的方法[9?10]，制備獲得黏附有黃鐵礦顆粒的探針，如圖1和2所示。