1)、抑制剂
抑制剂是降低矿物可浮性的药剂。抑制作用是多种多样的,应根据药剂性能不同选择相应的药剂。
常用的抑制剂有:重铬酸钾(抑制方铅矿)、硫酸锌(抑制闪锌矿)、石灰(抑制黄铁矿)、氰化物(抑制硫化矿)、水玻璃(抑制硅盐类矿物)、硫化钠等。
石灰(CaO)是黄铁矿、磁黄铁矿等硫化矿物有效的抑制剂。在抑制黄铁矿时,在矿物表面生成亲水的氢氧化铁薄瞙,增加了黄铁矿表面的润湿性而起到抑制作用。石灰对起泡剂的起泡能力有影响,如松醇油类起泡剂的起泡能力,随pH值的升高而增多,酚类起泡剂的起泡能力,则随pH值的升高而降低。
氰化物(NaCN或KCN)是大多数硫化矿物有效的抑制剂,在生产实践中,多用来抑制黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿等。氰化物是强碱弱酸生成的盐,它能在矿浆中水解。因此使用氰化物,必须保持矿浆的碱性。氰化物易溶于水,使用时一般配成1-2%的水溶液加入。
重铬酸钾(Na2Cr2O7)含量在99%以上,属于无机盐或无机物累,橙红色三斜品系结晶,稍溶于水,易溶于热水,水溶液呈酸性。是方铅矿有效的抑制剂。重铬酸钾在酸性介质中为强氧化剂;在弱碱性矿浆中生成铬酸离子,会使方铅矿表面氧化成PbSO4。生成难溶而亲水的PbCrO4薄瞙,从而使方铅矿受到抑制。为了促进重铬酸钾对方铅矿的抑制,矿浆需要长时间的搅拌(30min),矿浆pH值保持在7.4-8的范围。在多金属硫化矿分离浮选时,重铬酸钾主要用来分离铜铅混合精矿,抑制铅矿物,浮选铜矿物。这是铜铅分离最常用的方法之一。
亚硫酸钠(Na2SO3)含量大于等于96%,白色粉末或小结晶,易溶于水,水溶液呈碱性。在潮湿和日光照射下易氧化,具有强烈的还原性,不能与氧化剂和强酸共同储运。
二氧化硫SO2溶于水生成亚硫酸,在水中的溶解度随温度升高而降低,18℃时,用水吸收,其中亚硫酸的浓度为1.2%;温度升高到30℃时,亚硫酸浓度降低到0.6%。
二氧化硫及亚硫酸盐主要用于抑制黄铁矿、闪锌矿,一般矿浆PH值在5-7范围内。因其抑制有时间性,为使过程稳定,通常采用分段添加的方法。
硫酸锌(ZnSO4)其纯品为无色针柱状晶体或白色结晶粉末,含量92%以上,锌含量大于20.91%,易溶于水,与碱配合使用,是闪锌矿的抑制剂。其作用机理是与OH-生成氢氧化锌的亲水胶粒,吸附在闪锌矿表面,阻碍矿物表面与捕收剂相互作用,使闪锌矿受到抑制。硫酸锌单独使用时,其抑制效果很差,通常与其他抑制剂配合使用,可得到较好的效果。
硫化钠(Na2S)是大多数硫化矿物的抑制剂。其抑制作用是硫化钠水解生成HS-或S2-离子,能够吸附在硫化矿物表面上,阻碍矿物对捕收剂阴离子吸附,从而使矿物受到抑制。在浮选实践中,硫化钠的作用是多方面的,它可作为硫化矿的抑制剂、有色金属氧化矿的活化剂、矿浆的pH调整剂、硫化矿混合精矿的脱药剂等
二氧化硫(SO2)亚硫酸(H2SO4)亚硫酸钠(Na2SO3)、硫代硫酸钠(Na2S2O3)等抑制剂也多在生产中有所应用,并且经常与其它抑制剂配合使用,得到了较好的效果。
水玻璃的化学名称是硅酸钠(Na2SIO4),是由碱与石英砂共溶而制得。水玻璃通式常表示为:Na2O.MSIO2 ;(m为硅酸钠的“模数”,或叫硅钠比)水玻璃是石英、硅酸盐类脉石矿物的抑制剂和矿泥分散剂。水玻璃的抑制是由水化强的HSIO2-、SIO2-及硅酸胶束吸附在矿物表面,从而生成亲水性薄瞙,因此减弱捕收剂在矿物表面的吸附。
由于水玻璃各成分含量的变化较大,其抑制作用随矿浆pH值的变化而变化。使用时的条件要严加控制,因其易受空气中二氧化碳的影响,析出硅酸,影响抑制效果,所以使用时不能在空气中放置过久。为提高水玻璃抑制的选择性,常与FeSO4等金属盐、碳酸钠配合使用或采用矿浆加温等措施。水玻璃通常配制成5-10%的溶液使用。其用量随使用目的不同而有所变化:用作抑制剂时,用量为0.2-2公斤/吨;用作矿泥分散剂时,用量为1公斤/吨左右。
淀粉是一种由葡萄糖单元构成的高分子聚合物,分子式可简化为(C6H10O5)大米中含淀粉62%-82%。淀粉分子有两种不同的结构:一种是含有直链的链淀粉;一种是含支链的胶淀粉。淀粉颗粒中后者占75%左右,前者占25%左右。链淀粉能溶于水,胶淀粉不溶于水,但能在水中膨胀。
用阳离子捕收剂做浮选石英时,用淀粉抑制赤铁矿;铜钼精矿分离时,用淀粉抑制辉钼矿,它还可作为细粒赤铁矿的选择性絮凝剂。
糊精,淀粉加热到200℃时,会分解成为较小的分子,这就是糊精。它是一种胶状物质,可溶于水,主要用作石英、滑石、绢云母等的抑制剂。
纤维素的衍生物,一般的纤维素是不溶于水的,但是经化学处理后可以变为水溶性的衍生物,如羟乙基纤维素,羧甲基纤维素。
羟乙基纤维素(3号纤维素C5H5O2(OH)2.CH2OCH2OH)。用阳离子捕收剂浮选石英时,可作为赤铁矿的选择性絮凝剂,也是含钙、镁碱性脉石的选择性抑制剂。工业品的羟乙基纤维素有两种,一种是氢氧化钠溶液,不溶于水;另一种为水溶性的。
羧甲基纤维素(1号纤维素CMC(C6H7O2OH2OCH2COOH)n)是一种应用较广的水溶性纤维素。用芦苇作原料治得的羧甲基纤维素,用于硫化镍矿浮选,作为含钙、镁矿物抑制剂。用稻草做原料制得的,可抑制磁铁矿、赤铁矿、方解石以及被CA2+、Fe3+活化了的石英、纳辉石等硅酸盐类矿物。
单宁(植物鞣质)常用来抑制含钙、镁的矿物,如方解石、白云石等,呈胶态物,可溶于水。
腐殖酸钠(铵)是褐煤用氢氧化钠处理后得到的腐植酸钠溶液。在含褐铁矿、赤铁矿、碳酸铁的铁矿石反浮选时,用石灰、氢氧化钠和粗硫酸盐皂等药剂浮选石英,此时用腐殖酸铵(纳)抑制铁矿物。
木质素主要用途是抑制硅酸盐矿物、稀土矿物。木质素磺酸盐可作为铁矿物的抑制剂。浮选钾盐时,它可作为脱泥剂,脱出不溶解的矿泥。
2)、活化剂
活化剂的作用是使矿物表面生成能与捕收剂作用的薄膜,增强疏水性,提高可浮性。常用的活化剂有:硫酸、盐酸、硫酸铜、硫化钠等。
硫酸铜(CuSO4)是闪锌矿的活化剂,也可以活化黄铁矿和磁黄铁矿等矿物。硫酸铜对闪锌矿的活化作用,是由于硫酸铜中的Cu2+与闪锌矿中Zn2+进行了离子交换吸附,生成硫化铜薄瞙,产生了可与黄药相作用的活性表面,另一种情况是由于Cu2+能够沉淀或络合矿浆中的CN-、SO2-等离子,促使矿物表面原来存在的抑制薄膜溶解,然后在矿物表面生成活化薄膜。因此,硫酸铜可以活化被氰化物等抑制过的矿物。因硫酸铜易水解,为保证矿浆中有足够的Cu2+,使用中应控制矿浆pH值和搅拌时间。
氯化钙、氧化钙、氯化钡可作为用脂肪酸类捕收剂的活化剂。
浮选活化剂D2(2、5-二硫酚-1、3、4硫代二唑)DMTDA,属于有机活化剂,外观橘红到暗紫色的液体。密度为1.35g/cm3,PH值>13。能与水混溶,使用时可不经稀释直接滴加。用D2作活化剂,黄药做捕收剂,可浮选氧化铜矿石。能明显提高氧化铜矿石的浮选速率,可改善产品质量,提高金属回收率。活化剂D2用量0.5-2.5kg/t矿石,一般为0.5-1.5kg/t矿石。
聚乙烯二醇或醚可做脉石矿物的活化剂,如在多金属硫化矿浮选时,将其与起泡剂一起添加,可选出大量脉石,然后再进行铜铅锌的混合浮选。
工业草酸用于活化被抑制的黄铁矿和雌黄铁矿。
氯化钙、氧化钙、氯化钡可作为用脂肪酸类捕收剂的活化剂。
3)、介质调整剂
它的作用是调整浮选介质(矿浆溶液)的性质,造成药剂与矿物相作用及浮选过程所需要的条件。介质调整剂调整的内容主要包括:调整矿浆的pH值;调整药剂作用的活性;消除对浮选有害离子的影响;矿泥的分散与团聚(如絮凝)。
提高矿浆的碱度常用石灰或碳酸钠,有时用苛性钠或硫化钠;提高矿浆的酸度常用硫酸,其次用盐酸、硝酸、磷酸等。矿浆的pH值往往直接或间接影响矿物的可浮性。实践证明,当矿浆温度及各种药剂浓度一定时,某一矿物可浮与不可浮的pH值分界称做“临界pH”。
在浓度为25毫克/升黄药溶液中硫化矿的临界pH值(18°C)