含鎂硅酸鹽礦物在硫化銅鎳礦浮選分離體系中的行為機理研究

賀國春，王飛龍，龔強

（青海黃河礦業有限責任公司，青海 格爾木 810016）

我國是世界上鎳資源儲量排在第六位的國家，其中絕大部分為硫化鎳礦床，可以通過綜合開發鎳、銅等多族元素。地殼主要是由大量的含硅酸鹽和氧化物的礦物組成的，所以在硫化銅鎳礦中可以開采出大量含鎂硅酸鹽礦物。當然無論哪一地區的硫化銅鎳礦中，礦石的組成成分是相類似的[1]。在硫化銅鎳礦中，礦石容易泥化，有磁性，可浮性等特征，含鎂硅酸鹽礦物的浮選分離就可以緊緊圍繞其特征而展開。

在礦產開采實際出發，硫化銅鎳礦的浮選分離行為機理，主要是降低含鎂硅酸鹽礦物中雜質的含量，進而解決礦產資源中MgO含量高的問題。所以，從含鎂硅酸鹽礦物的特征出發，運用多種手段與方法探究硫化銅鎳礦浮選分離含鎂硅酸鹽礦物行為機理，從而尋找到最高效、最便捷的硫化銅鎳礦浮選分離方法，形成科學完整的礦產資源浮選分離流程。

1 影響硫化銅鎳礦產浮選分離體系研究

根據國內外研究學者的研究資料顯示，硫化銅鎳礦浮選分離過程中，影響含鎂硅酸鹽礦物分離的機理作用途徑主要由三類。第一類途徑就是由于含鎂硅酸鹽礦物本身是具有可浮性，從而導致含鎂硅酸鹽礦物上浮到精礦中。第二類途徑的作用過程就是含鎂硅酸鹽礦物礦泥附著在礦產資源表面而進入精礦，或者是含鎂硅酸鹽礦物礦泥被有用礦石的疏水絮團機械式的帶入到精礦中。其中，含鎂硅酸鹽礦物覆蓋在礦石礦物表面是影響硫化銅鎳礦浮選分離的主要原因。第三類途徑主要是運用添加適當的溶劑將存在于礦石礦物表面的含鎂硅酸鹽礦物進行溶解，使得含鎂硅酸鹽礦物表面活化，從而提高含鎂硅酸鹽礦石浮選速度。通過研究硫化銅鎳礦產浮選作用行為基礎，從而確定硫化銅鎳礦浮選分離含鎂硅酸鹽礦物作用機理，進而提高含鎂硅酸鹽礦石浮選效率，獲得純度更高的礦石礦物資源。

2 含鎂硅酸鹽礦浮選行為理論分析

硫化銅鎳礦中進行含鎂硅酸鹽礦石浮選分離行為理論基礎分為兩種，即：物理吸附和化學吸附。其中物理吸附就是通過分子間作用力或者靜電力，使得吸附分子與含鎂硅酸鹽礦物表面不產生化學反應[2]。化學吸附就是指通過溶劑的添加，使得添加的溶液與含鎂硅酸鹽礦物表面形成化學鍵，兩者之間進行電荷轉移。

圖1 含鎂硅酸鹽礦物分離效果與溶液濃度的關系

在硫化銅鎳礦浮選分離過程中，人們為了提高浮選分離質量與效率，往往會選用添加溶液的方式讓含鎂硅酸鹽礦物表面發生化學吸附，從而使得礦石礦物表面成分有選擇性的上浮。

對蛇紋石進行動電位測量主要依據是礦石的電荷機理。含鎂硅酸鹽礦物在水中表面通過H+的吸附在礦石表面形成質子化，使得含鎂硅酸鹽礦物接觸水的表面帶正電荷。當含鎂硅酸鹽礦物在不同酸堿度的溶液中時，形成的質子化表面數量會發生變化，從而出現正電荷表面數量變化，當含鎂硅酸鹽礦物表面正電荷與負電荷表面數量相同時，其溶液PH值就是蛇紋石便面的零電位。

觀察圖1含鎂硅酸鹽礦物浮選分離效果在不同溶液中的差異，可以看出，當任意一種溶液濃度增加到某一數值時，含鎂硅酸鹽礦物浮選分離效果將基本不變。

3 硫化銅鎳礦浮選分離中吸附作用

含鎂硅酸鹽礦物吸附行為機理仍然是化學和物理兩類方式，溶液與含鎂硅酸鹽礦物的作用力大小是兩類吸附方式之間的主要差別[3]。其中化學吸附主要是參照吸附分子與礦物之間距離短易于形成電子關系，形成化學鍵的特性，具有選擇性的強吸附能力，不容易解吸；然而物理吸附主要就是參照吸附分子與礦物之間距離遠，具有吸附能力較差，選擇性較差、吸附物容易解吸的特性。兩種吸附方式主要是從相對立的作用與功能來實現含鎂硅酸鹽礦物在硫化銅鎳礦中進行浮選分離的。含鎂硅酸鹽礦物吸附量的計算方法主要是通過溶液濃度計算出含鎂硅酸鹽礦物表面吸附溶液的濃度，然后再計算出含鎂硅酸鹽礦物的表面積從而計算出特定溶液在含鎂硅酸鹽礦物表面吸附量。根據數據資料顯示，隨著特定溶液濃度增加，含鎂硅酸鹽礦物表面吸附量基本保持不變。但是將兩種不同的特定溶液進行對比，可以發現不同的特定溶液在含鎂硅酸鹽礦物表面吸附能力強弱存在差別。因此，在硫化銅鎳礦浮選分離中要吸附能力強的特定溶液。

4 優化硫化銅鎳礦浮選分離體系的行為機理

通過研究硫化銅鎳礦中影響含鎂硅酸鹽礦物浮選分離機理，在進行礦石礦物資源采集實踐過程中，需要不斷優化硫化銅鎳礦浮選分離行為作用機理。具體的實踐操作可以是進行快速浮選、分速浮選、分離浮選等等。其中，重點采用的方法就是分速浮選，其行為機理就是根據含鎂硅酸鹽礦物中顆粒浮選速度的不同而進行分速浮選。礦石礦物所包含的顆粒種類是多種多樣的，雖然顆粒之間相互作用、作用方式復雜，但是顆粒之間必然存在浮選速度上的差異。浮選速度快的顆粒，在短時間就可以迅速上浮，這時要充分遵循早收快收，盡可能在較短的時間完成對有用礦物礦石的收集，避免含鎂硅酸鹽礦物表面礦泥對有用礦石礦物收集過程的影響。

5 結語

影響硫化銅鎳礦中浮選分離含鎂硅酸鹽礦石的因素有很多，比如蛇紋石覆蓋在硫化銅鎳礦表面等等。通過探求硫化銅鎳礦浮選分離體系中含鎂硅酸鹽礦石的分離行為機理，探索出了更加科學、高效的硫化銅鎳礦浮選分離方法。