通過(guò)浮選、吸附量測(cè)試及動(dòng)電位測(cè)量,研究不同結(jié)構(gòu)的羧甲基纖維素對(duì)綠泥石浮選的影響,并考 察其作用機(jī)理。結(jié)果表明,綠泥石具有一定的天然可浮性,羧甲基纖維素對(duì)綠泥石的浮選具有抑制作 用,抑制效果隨礦漿pH的升高而降低。羧甲基纖維素的結(jié)構(gòu)對(duì)其抑制作用效果影響較大,羧甲基纖維 素的取代度越低,分子量越高,對(duì)綠泥石的抑制效果越強(qiáng)。在弱堿性pH條件下,綠泥石表面荷負(fù)電,羧 甲基纖維素分子中的羧甲基也荷負(fù)電,二者之間存在阻礙羧甲基纖維素吸附的靜電排斥作用,羧甲基 纖維素取代度越低,分子量越大,在綠泥石表面吸附量越高,對(duì)綠泥石的抑制效果越強(qiáng)。
硫化銅鎳礦石一般采用浮選方法進(jìn)行選礦富集,而 鎂硅酸鹽礦物是這類礦石的主要脈石礦物,包括蛇紋石、 滑石、綠泥石、橄欖石等鎂硅酸鹽礦物上浮進(jìn)入精礦, 會(huì)增加精礦中的MgO含量,造成后續(xù)冶煉爐溫升高,爐 渣黏度增人,從而增加冶煉成本,降低冶煉回收率' 因 此,在硫化銅鎳礦的選礦中,硫化礦物弓鎂硅酸鹽礦物的 高效分離始終是研究的重點(diǎn)。
綠泥石屬亍TOT-0型層狀硅酸鹽礦物,硬度較低, 磨礦過(guò)程中容易泥化,細(xì)顆粒綠泥石能夠上浮進(jìn)入精礦, 此外,溶液中存在的Cu2+和NP還會(huì)活化綠泥石等硅酸 鹽礦物的黃藥浮選M。因此,抑制綠泥石的浮選,是實(shí)現(xiàn) 硫化礦物與綠泥石分離的關(guān)鍵。常用的抑制綠泥石的抑 制劑有淀粉、古爾膠、羧甲基纖維素等
羧甲基纖維素是常見的浮選調(diào)整劑,是硫化銅鎳礦 浮選過(guò)程中常用的鎂硅酸鹽礦物的抑制劑。羧甲基纖維 素分子由若T•葡萄糖單元組成,每個(gè)葡萄糖單元帶有三 個(gè)羥基,即位于C2、C3位置的仲羥基和位于C6位置的 伯羥基,而伯羥基比較活潑,伯羥基中氫原子被羧甲基取 代的程度稱為取代度,取代度越高的羧甲基纖維素荷電 越多,在水溶液中越容易溶解。在水溶液中,羧甲基纖維 素的羧甲基上的Na+或H+會(huì)電離從而使其分子荷負(fù)電。 羧甲基纖維素能夠與礦泥表面發(fā)生作用,使礦泥表面性 質(zhì)發(fā)生變化,從而對(duì)礦泥起到抑制作用,實(shí)現(xiàn)與有用礦物 分離丨1M3丨。
羧甲基纖維素能夠抑制綠泥石的浮選已被眾多的研 究所證實(shí),然而羧甲基纖維素種類較多,結(jié)構(gòu)不同,不同 結(jié)構(gòu)的羧甲基纖維素對(duì)綠泥石的浮選存在何種影響,目 前沒有研究涉及。通過(guò)浮選、吸附暈試驗(yàn)和Zeta測(cè)試,考 察不H結(jié)構(gòu)羧甲基纖維素對(duì)綠泥石浮選的影響,并研究 其作用機(jī)理,為進(jìn)-步提高羧甲基纖維素的抑制作用效果, 促進(jìn)綠泥石_硫化礦物浮選分離提供理論與技術(shù)參考。
浮選試驗(yàn)
浮選試驗(yàn)使用XFG型掛槽浮選機(jī)。在浮選槽內(nèi)放入 2 g綠泥石樣品,加入40 mL水后加入相應(yīng)浮選藥劑弁調(diào) 漿攪拌,經(jīng)PHS-3C型pH計(jì)測(cè)定礦漿pH值后開始浮選, 浮選過(guò)程采取手:!:刮泡3 min,將泡沫產(chǎn)品與槽內(nèi)剩余產(chǎn) 品放入烘箱烘干稱量后計(jì)算回收率。
1.3Zeta電位測(cè)試
將綠泥石純礦物細(xì)磨至粒徑小于2 pm,用高精度天 平稱取30 mg礦物,把礦樣放入100 mL的燒杯中,加入 50 mL蒸餾水,加入藥劑并調(diào)節(jié)pH值。采用磁力攪拌器 攪拌5 min,然后采用Coulter Delsa440sx Zeta電位分析 儀進(jìn)行Zeta電位測(cè)量<■每個(gè)點(diǎn)測(cè)3次后取平均值,所用支 持電解質(zhì)為1 mmol/L的KN03溶液。
1.4吸附量測(cè)試
采用殘余濃度法測(cè)定羧甲基纖維素在綠泥石表面的 吸附暈。每次稱取2.0 g綠泥石試樣,按照與浮選試驗(yàn)相 同的條件進(jìn)行加藥調(diào)漿后,離心分離并取上清液采用苯 酚-硫酸法測(cè)定溶液中羧甲基纖維素的含量[191,使用 TU1810紫外可見光分光光度計(jì)測(cè)定溶液吸光度,特征吸 收峰在波長(zhǎng)為487.5 nm。
2試驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1不同結(jié)構(gòu)羧甲基纖維素對(duì)綠泥石浮選的影響
圖1為固定起泡劑MIBC用量為lxl〇-4mol/L時(shí), pH值的變化對(duì)綠泥石浮選回收率的影響。由圖1可知, 綠泥石表面具有一定的疏水性,只加起泡劑MIBC其浮 選回收率就能達(dá)到50%,綠泥石的浮選回收率不受pH的 影響,在試驗(yàn)pH范圍內(nèi)浮選回收率變化不人。
取代度不同的羧甲基 纖維素對(duì)綠泥石浮選的影響。圖2表明,羧甲基纖維素對(duì) 綠泥石具有抑制作用,且抑制效果受礦漿pH的影響較 大,在pH小于4的強(qiáng)酸性條件下,綠泥石受到羧甲基纖 維素的強(qiáng)烈抑制,浮選回收率小于10%,隨pH升高,羧甲 基纖維素對(duì)綠泥石的抑制效果逐漸減弱,在pH人十11 的強(qiáng)堿性條件下,羧甲基纖維素對(duì)綠泥石不具有抑制作 用,綠泥石浮選回收率與不加羧甲基纖維素時(shí)差別不人。 分子量相同而取代度不同的羧甲基纖維素對(duì)綠泥石的抑 制效果不同,羧甲基纖維素取代度越低,對(duì)綠泥石的抑制 效果越強(qiáng)。
研究不同結(jié)構(gòu)羧甲基纖維素對(duì)綠泥石產(chǎn)生不同抑制 作用的機(jī)理,考察綠泥石的表面電位隨pH的變化,結(jié)果 如圖4所示》圖4表明,綠泥石的零電點(diǎn)pH為4.5,:當(dāng)?shù)V 萊pH值小于4.5時(shí),綠泥石表面荷正電,隨pH升高,礦 物表面電荷絕對(duì)值降低。當(dāng)pH大于4.5時(shí),綠泥石表面 荷負(fù)電。可以推斷,在浮選所用的弱堿性pH區(qū)間,竣甲基 纖維素分子中羧甲基上的Na+或H+在水溶液中會(huì)解離 從而使羧甲基纖維素荷負(fù)電,與綠泥石表面電性相同,二 者之間存在較強(qiáng)的靜電排斥作用,導(dǎo)致羧甲基纖維素難 以吸附在綠泥石表面,抑制效果較差,羧甲基纖維素取代 度越高,荷的負(fù)電荷越多,靜電排斥作用越強(qiáng),抑制效果 越差s在酸性pH區(qū)間,羧甲基纖維素分子中的羧甲基水 解帶上H-,不荷電,與綠泥石表面不存在靜電排斥作用, 抑制效果較強(qiáng)。
綠泥石具有一定的天然可浮性,僅用起泡劑MIBC 就能使其上浮,羧甲基纖維素能夠抑制綠泥石的浮選,礦 衆(zhòng)pH越高,羧甲基纖維素的抑制效果越好。不同結(jié)構(gòu)的 竣甲基纖維素對(duì)綠泥石的抑制效果不N,羧甲基纖維素 取代度越低,分子量越高,對(duì)綠泥石的抑制效果越強(qiáng)。在 浮選所用的弱堿性pH區(qū)間,羧甲基纖維素分子中的羧甲 基解離從而使羧甲基纖維素荷負(fù)電,與綠泥石之間存在 較強(qiáng)的靜電排斥作用,導(dǎo)致羧甲基纖維素難以吸附在綠 泥石表面,取代度越高,靜電排斥越強(qiáng),抑制效果越差。 在酸性pH區(qū)間,羧甲基纖維素分子中的羧甲基由于水解 而不荷電,與綠泥石表面不存在靜電排斥作用,抑制效果較強(qiáng)。