礦物加工中化學藥劑的作用研究

李 麗， 趙明霞

(山西工程技術學院，山西 陽泉 045000)

引 言

礦物加工是利用重選、磁選和浮選等方法對原礦進行處理，獲取人造富礦的一種方法。在礦物加工的不同階段通常需要加入多種藥劑，來實現對礦物的快速分選并提高分選濃度。因此化學藥劑的使用合理性直接決定了礦物分選的效率和經濟性。目前用于礦物分選的藥劑種類很多，這些化學藥劑之間具有較大的差異性，一旦使用錯誤將導致嚴重的事故。因此本文對礦物加工不同階段常用的化學藥劑的種類和機理進行了分析，可以幫助相關人員快速的了解各化學藥劑的類型和使用情況，對提高礦物加工的效率和經濟性具有較大的指導意義。

1 礦物加工中無機藥劑

無機藥劑是相對于有機藥劑而言的，目前礦物加工中常用的無機化學藥劑主要包括H2SO4、NaOH、CaCO3及氰化物等。在礦物加工的過程中H2SO4主要用于對礦物分選液的酸堿度進行調劑，同時通過化學反應來析出原礦中的鐵元素或者銅元素。NaOH同樣可以調劑礦物分選液內的酸堿度，同時還主要用于置換出原礦中的鋁元素。CaCO3在礦物分選的過程中主要是作為凝結劑使用，用于將置換后無用的成分快速凝結、沉淀。氰化物則主要是用于對含金的礦物進行分選，析出礦物內的金元素，具有析出效率高，經濟性好的優點[1]。

其他無機化學藥劑還包括水玻璃、明礬等，用于礦物分選時的分選劑、澄清劑等，提高礦物分選效率和經濟性，但應用范圍較小，一般只有當礦物內的目標元素含量極低時，才使用以上兩種物質進行多次分選，提高分選率。

2 合成聚合化學藥劑

礦物分選中的合成聚合化學藥劑主要包括絮凝劑、黏合劑、分散劑和防垢劑。該類型的化學藥劑主要用于加速礦物分選過程中的聚合反應，提高礦物分選效率，具有用量少、效果明顯的特點。

目前常用的絮凝劑為聚丙烯酰胺，該絮凝劑能夠實現分子的自由排列，可以根據不同的分析對象進行有機調節，能夠加快分選對象和礦物分選液的分離。由于該合成化學藥劑的分子構成特點，在分選液中其官能團能夠根據分選液的特性進行相互取代，實現由單組分向雙組分的轉換。而且由于絮凝劑的分子量相對較少，呈現出較為明顯的陽離子特性，在反應過程中極易出現電中和，因此在轉換過程中能夠對分選液的濃度進行自動調節，使礦物分離過程中保持最佳的分選環境[2]。

分散劑主要是用于促進礦物析出目標元素的結合，其特性和絮凝劑有著本質的區別，其主要是附著在目標元素的外側促使分選液內的目標元素快速的結合成大的顆粒。目前常用的分散劑主要是聚丙烯酸鈉，廣泛應用在金礦提取、礦物顏料制備等，能夠改變析出金元素的流變性，提高穩定性和結合效率。降低礦物顏料制備時的色彩不穩定性，提高顏料利用效率。

黏合劑主要是用于加強析出目標元素的穩定性、提高顆粒度，主要用于鐵礦分選中，可以根據對分選需求的不同通過調整黏合劑來調節鐵礦石基團的干式強度，增強其抗裂性。通過合理設置黏合劑能夠避免在分選過程中出現硅石，提高后續煉鋼中的反應效率，提高煉鋼質量。

防垢劑主要是為了防止在分選過程中產生污垢，影響分選效率和設備穩定性。特別是在進行鐵礦、金礦分選過程中，會產生大量的礦渣，若沒有防垢劑將導致大量的結渣現象，不僅容易堵塞分選系統的管路，而且還會導致結渣附著在分選目標顆粒的表面，影響目標顆粒的析出和凝結，嚴重降低礦物分選的效率和質量。目前最常用的除垢劑主要是聚丙烯酸鈉，在工作過程中能夠對結晶物的晶核就那些破壞，促使發現變形，阻止其形成固態附著物[3]。

3 浮選藥劑的選用

浮選藥劑對液體和氣體具有較強的親和性，主要包括起泡劑和有機抑制劑及捕收劑。起泡劑的結構相對特殊具有極強的極性基團，當在浮選劑內加入起泡劑后能夠在水和空氣之間形成一個張力界面，在界面上產生非常多的泡沫，在進行礦物分選時，能夠將漂浮的礦物顆粒裹入到泡沫內，使礦物顆粒能夠和浮選劑發生有機反應，提高反應效率，避免分選礦物顆粒加大后快速回到分選劑中，影響礦物的分選效果。通過合理控制起泡劑的使用量能夠根據浮選液的情況合理調整反應速度，降低浮選成本。

有機抑制劑包括了多糖類的有機抑制劑和多酚類的有機抑制劑，多糖類了有機抑制劑主要是淀粉，多酚類抑制劑主要是木質素，在有機抑制劑中含有大量的氫氧根，可以改善浮選劑的酸堿性，增強目標離子的親水性[4]。

在對硫化礦進行加工的過程中還需要加入以二硫代磷酸鹽為主的捕收劑，在浮選過程中能夠提升礦物的回收率。在對螢石礦進行分選的過程中需要加入脂肪酸類捕收劑，該類型的捕收劑具有極長的羥基鏈，使其具有較大的親水性，能夠有效的提高螢石礦顆粒的分選效率。

4 結論

針對目前化學藥劑種類多，作業人員易用錯的情況，對目前礦物加工中常見化學藥劑的特性和機理進行了分析，不僅對其進行了歸類，而且還對具體的作用進行了分析，對指導礦物加工、提升礦物分選效率具有十分重要的意義，根據分析表明：

1) 無機化學藥劑主要包括H2SO4、NaOH、CaCO3及氰化物等，具有析出效率高，經濟性好的優點。

2) 合成聚合化學藥劑主要包括絮凝劑、黏合劑、分散劑和防垢劑。該類型的化學藥劑主要用于加速礦物分選過程中的聚合反應，提高礦物分選效率，具有用量少、效果明顯的特點。

3) 浮選藥劑對液體和氣體具有較強的親和性，主要包括起泡劑和有機抑制劑及捕收劑，通過合理的設置浮選劑的量，能夠增強目標離子的親水性，提高分選效率。