硫化礦浮選電化學技術工程化發展不足及應用前景探索

王 欣

（吉林化工學院，吉林吉林 132000）

現階段，針對有色金屬進行提取最為關鍵的礦物資源是有色金屬的硫化礦。但伴隨著礦產資源的日漸消耗，導致能被應用的礦物資源逐漸變少，這也使后續開展回收利用工作的難度越發增大。而礦產資源也逐漸面向細、貧、難等極端化特點逐漸發展。因此為了從根本上解決金屬硫化礦分選的問題，相關礦物加工人員研究出了硫化礦浮選電化學技術，這一技術的應用也被看作是未來硫化礦浮選工作的未來發展方向。

1 硫化礦浮選電化學技術工程化存在的問題

針對化學藥物調控電位方法以及外加電場調控電位調控方法而言，雖然其最終實際進行調控的目的都是礦漿的電位，同時最終結果都是為了目標礦物的表面能夠在某種程度的礦漿電位，呈現出表面親水或是疏水特點的轉化。但這樣兩種方式想要完成統一結果實際應用的過程是有著較大差異性的，簡單來說就是在相應礦物表面出現氧化還原反應的方式天差地別。

對化學藥劑調控電位，其是通過以氧化還原藥劑的消耗來當作基本代價進一步充分實現電化學反應以及電位的控制，而后續的氧化還原反應卻會出現在相同的礦物顆粒上方，這樣一種反應的完成相對較為容易，但是這一過程中因為化學藥劑的消耗會引發后續礦漿的電位出現變化。因此應當重視起這一問題，并針對化學藥劑進行實時監控和補充，才能夠保障礦漿電位能夠維持在標準范圍內出現波動。

通過應用化學藥劑開展電位調控浮選工作，如果切實完成了礦漿電位監控、化學藥劑添加的自動化問題之后，這可能意味著這一方法會為未來的工業生產帶來極大的貢獻。

而對于外加電場調控電位法而言，由于其是以消耗外部進入的電能的興衰進一步針對電位的控制以及化學反應進行把控，因此其氧化還原反應不僅會出現在不同的電極，同時也可能出現在電極以及礦粒互相接觸的多相化界面上方，特別是因為電極以及礦物表面會產生吸附、水化現象，這也導致其很難實現相與相之間的電荷傳遞。這樣的情況也意味著電場調控電位法相較于化學藥劑調控電位而言要難得多。

1.1 化學藥劑的調控浮選

對于化學方法而言，其是通過持續添加氧化還原藥劑，進一步針對礦漿的實際電位進行調整。通過這樣的方式能夠較為均勻的針對礦漿的氧化還原形式進行改變，但這其中依然存在有礦漿的實際組成過于復雜，并且藥品的消耗以及補加困難等問題。雖然化學藥劑電位調控浮選當中擁有諸多弊端，但是在外加電場調控電位工業化應用以前，依然是現階段唯一一個能夠廣泛應用于工業生產過程中的方法。其中最大的問題就是合理的氧化還原及化學藥劑的選擇以及如何實現氧化還原劑添加的自動化，在實際實踐過程當中需要重點著手以下幾個問題。

1.1.1 傳感器技術

想要精確迅速地針對框架中氧化還原劑的實際濃度以及礦漿中的單位進行精確迅速測定，這也為傳感器的應用壽命以及靈敏度提出了更高的要求。

（1）針對相對較為復雜的多金屬硫化礦分選工作而言，想要切實使其達到分離的結果，就一定要針對不同礦物的實際特點來進一步對礦漿地電位、pH等進行調整，同時在這一過程中需要向其中添加用量、種類不同的藥劑。

（2）對于不同種類的藥劑來說，應當通過應用差異化種類的傳感器來進一步針對礦漿當中的藥劑含量進行測定，通過這樣的方式能夠更加方便后續加藥量環節的把控。但是應當注意的一點是，由于藥劑的種類較為繁多，這可能會導致后續各個傳感器之間出現相互干擾的情況出現，這也是導致傳感器靈敏度下降的一個關鍵原因之一。

（3）不同藥劑的投入也會導致礦漿的體系變得復雜，導致后續礦物分離過程的選擇性被大大降低。

1.1.2 計算機的仿真和模擬

針對現有的理論知識，來構建起完善的模型，通過這樣的方式來合理評價過程當中的所有參數，同時根據模擬情況來針對最終的結果進行還原。

1.1.3 自動化技術

針對上述兩個問題之間進行切實結合以及鑲嵌，能夠合理構建出工作全過程地用于分析、信息采集、分析反饋、藥劑添加量測定的綜合性自動化調節系統，這也會使后續整個系統性浮選過程當中礦漿的pH以及電位能夠被嚴格把控在合理范圍之內。

1.1.4 電位調整劑的選擇

在常規情況下，整個硫化礦物的浮選體系當中可能會涉及不同礦物之間的分離。針對不同種類的礦物分離而言，其都擁有合適的礦漿電位以及調整藥劑，其中的化學藥劑在進入其中發揮作用后，其最終出現的產物無法通過礦漿進行分離，這樣就會整個礦漿體系的成分越發復雜，很有可能導致對后續展開的分離作用帶來十分巨大的影響。在此之外，許多氧化還原藥劑在實際反應過程中由于發生反應的速度過快，導致礦漿的單位出現大幅度波動的情況出現。這一情況同樣會影響到后續礦物之間分離工作的精確性。除此之外，電位調整劑要求一定要保障藥劑添加過程中的方便性，同時要對電位的調整過程帶有一定程度的緩沖，并保障礦漿電位能夠在相應的范圍之內進行波動。

1.1.5 浮選設備以及工藝流程的選擇

在一般情況下，浮選設備要求其選礦富集比以及處理能力都要保障在一定的限制范圍之內。因此在應用常規的浮選機開展硫化礦物的浮選和分離工作的過程中，往往應當開展粗選、掃選、精選等多種作業行為，因此這也意味著每次進行作業的過程中需要許多臺浮選機共同參與，這樣也導致其中所需要的工藝流程會相對較長，實際開展流程的結構十分復雜，同時應用于監控點位的作業也相對較多，這將會為整個工作過程當中的布置給藥點、添加藥劑、系統自動監測等諸多環節帶來十分煩瑣的困擾。

由于實際需要的監控點較多且比較分散，這也導致可能應用的自動監測設備也會相對較多，這對于后續經濟指標的增長以及生產管理工作的開展都會帶來很大程度上的影響。因此如果選擇應用新式的浮選設備，并實現使一個浮選回路可以通過應用有限數量的設備加以完成，這將會在很大程度上導致浮選工作的工藝流程得到縮短，并且在工藝過程中實際需要的監控電位也會變少，這將十分有利于后續工作過程中針對電位目標進行控制。

1.2 外加電場電位調控浮選

通過應用外部設計的工作性電極以及電源設備進一步針對礦漿的電位進行調整，應用這一方式無須在礦漿當中填入其他成本，在一定的條件下進一步使礦漿電位符合預期目標。通過這樣的方式可以進一步使礦物分離，同時實際分離的精度也同樣較高。對于外加電場電位的調控浮選工作而言，最關鍵的一個難點，就是浮選礦漿由于會處在高度分散的狀態之下，這也可能會導致其最終表現出的實際導電性能相對較差，很難讓礦漿當中存在的每一個顆粒都可以達到標準的極化電位。另外由于電極以及礦物之間可能會出現水化以及吸附的情況，導致這一方法相較于化學調控電位方法更難。

在針對這一方法進行應用的過程中；

（1）對電極結構進行設置，這一環節要求電極的配置要在懸浮過程不被影響的前提下，最大程度上提升工作電極的面積；

（2）選用合理的電極材料，針對電極材料的要求進一步得出能夠使差異化礦物表面出現氧化還原反應的電催化劑。

（3）要保障電位進行浮選工作的過程中必須配套有相應的設備以及工藝。

2 硫化礦物浮選電化學技術工業化應用前景

針對理論研究方面來說，近些年硫化礦物浮選分離電化學理論研究得到了更加全面的完善。現行的研究過程中將硫化礦浮選電化學控制策略逐漸從二維轉向三維或是多維，同時將腐蝕電化學理論、半導體能帶理論等投入硫化礦物電化學浮選的應用工程中，并針對礦物之間的表面能態來針對其表面電化學反應的根源進行了解釋，這也讓目前的電化學控制過程變得越發可靠穩定。

近些年應用于硫化礦物浮選過程當中的控制技術自動化也獲得了更加跨越式的突破，礦物分離工作當中也已經游客更多的自動給藥機的廣泛應用，同時相應的傳感器技術也得到了更加飛躍式的發展，例如針對礦漿當中酸、堿度的實時在線監測技術在工業生產的過程當中已經被全面普及，同時針對礦漿電位開展的監測也已經擁有了廣泛應用的實際案例，這也導致傳導器逐漸擁有了相應的可靠性。

在浮選的過程當中，包含有各項技術指標的實時在線監測技術也逐漸實現了現場應用。同時將相對而言較為分散的控制性過程通過科學的方式進一步構建起一個健全的控制策略，那么選礦廠的實際控制水平將會從根本上達到實現工業化所要求的標準和水平。

由于現階段在工業用浮選設備的研究領域獲得了極大的突破，因此目前應用的浮選設備逐漸面向自動化控制、大型化等領域進行發展。特別是針對浮選柱技術而言，其相較于浮選機來說具備下列優點：

擁有較高的分離精度、應用流程較短，這也意味著后續開展自動控制工作時會更加方便。

外加電場電位調控浮選柱是通過將浮選柱技術以及電化學技術相融合獲得的產物。針對硫化礦混合精礦的浮選分離而言，相關人士曾經針對銅鉬混合礦開展過針對性實驗，最終的實踐效果相對來說較為出色，因此現階段，其同樣是實現應用外加電場電位法完成硫化礦物浮選分離的一個新式途徑。

3 結束語

現階段擺在硫化礦浮選電化學技術面前最困難的一大問題，就是如何在發展工業規模的過程中充分針對礦漿的電位進行控制。因此本文在針對硫化礦物浮現電化學技術工程中過程中存在問題進行分析的同時，提出了將浮選柱與電化學浮選技術相結合的策略，這可能會成為未來實現硫化礦電化學浮選工程化的一個新式途徑。