极性捕收剂对辉钼矿捕收机理及其在硫化钼矿石浮选实践中的应用_百科知识_行业资讯

具有“异极性表面”的辉钼矿，除了有分子键断裂形成的低表面能的“面”外，还有离子键、共价键断裂形成的高表面能的“棱”。西村允报导，“棱”上的表面能高达0.7J/m²这与烃油的低表面能3×10^-2J/m²相距甚远，键性也迥异。观察发现，石蜡滴能固着于洁净辉钼矿的“面”上，却不能固着在“棱”上。显然，用烃油捕收辉钼矿时，烃油主要吸附在辉钼矿的低能“面”上。辉钼矿“棱”面由钼原子、硫原子按一定比例排列，有人测定发现，阴离子捕收剂在该“棱”面上的作用，类似于在其它硫化矿物表面上的作用。 J.赖亚资料报导，一些金属硫代化合物（包括Ge⁴⁺、As⁵⁺、Mo⁴⁺、Sb⁵⁺、W⁶⁺、Hg²⁺ )，尤其是黄药类的金属盐，有与元素硫或电离硫形成络合物的强烈倾向。配位体不仅能形成简单的过渡金属-配位体络合物，还形成包括NO、CN^-、吡啶、胺等配位体的许多混合配位体络合物。J.赖亚还对辉钼矿浮选可能见到的络合物作了介绍：MoO₃（X）₄（X为黄原酸根离子ROCS₂^-），当它与CN^-作用，可由CN^-取代X^-；当它与H₂S或RSH作用，可形成硫化钼黄药MoS₂（X）或硫逐黄药MoS（RS）X。古尔德（Golld）1972年测定了二乙基二硫化磷酸盐作用过的辉钼矿表面的红外光谱，发现有Mo（DTP）X的特征红外峰640、615、527cm^-1。（DTP——二乙基二硫代磷酸盐）。向井滋等人对经乙基黄原酸钾溶液作用过的多种硫化矿物表面，测定了黄原酸离子的吸附量。按公式，吸附量г=a [X^-]^{1/ n}MoS₂ a＝4.96×10^-5 1/ n＝0.28 FeS₂ a＝2.58×10^-6 1/ n＝0.38HgS a＝2.12×10^-5 1/ n＝0.32 Sb₂S₃ a＝3.98×10^-6 1/ n＝0.45PbS a＝5.24×10^-5 1/ n＝0.33相比之下，在相同黄原酸离子浓度[X^-]，其辉钼矿上的吸附量较大。 C·H·米特罗法诺夫和A·B·库罗奇基娜的研究指出，辉钼矿吸附黄药和黑药量随pH值变化（见图1）。

图1 不同PH值时，辉钼矿上吸附黄药量（浓度5mg/L）当乙黑药（二乙基二硫代磷酸盐）或黄药在低浓度（5mg/L）下，辉钼矿粒度为0.3~0.44mm,、比表面积为332cm²／g时，辉钼矿上最大吸附值为2.4×10^-2mg/g（对应黑药）和7.0×10^-7mg/g（对应黄药）。而且，当pH= 6时，黄药吸附量最大，而黑药的吸附量一直在随pH值升高而减少。当用烃油预处理辉钼矿后，可减少对黄药、黑药吸附量。[next] 显然，极性的硫代化合物（黄药、黑药、硫醇等）可以很好吸附在辉钼矿“梭”面上。根据邢永清测定值，在常规的浮选粒度范围，辉钼矿破碎面以“面”为主，“棱”的比例较少。此时，极性的硫代化合物通常只作烃油的辅助捕收剂。杨家杖子钼业公司研究发现：作为辅助捕收剂，黄药用量不必太大，约10g/t即可，见图2，试验结果见表1。

图2 黄药用量对辉钼矿浮选影响

表1 添加黄药等对辉钼矿粗选影响

药剂用量（g/t）				PH	选矿指标（%）
煤油	2^#油	水玻璃	黄药	PH	产率	粗精矿钼含量	尾矿钼含量	钼回收率
140140140	505050	001000	01010	777.5	4.064.624.59	2.462.292.30	0.00980.00870.0069	91.8092.7394.13

显然，加煤油的同时，添加黄药使钼回收率上升约1%，再添加矿泥分散、抑制剂水玻璃，钼回收率进一步上升，总上升幅度大于2%。杨家杖子矿压碎带的辉钼矿往往呈薄膜状包裹，不易单体解离，表面暗淡，罩有钼钙矿等氧化层，它的粗选回收率往往仅50%，对仅混入30%压碎矿石的混合矿，粗选回收率仅83~85%，对此“氧化”矿石，添加极性药剂黄药，若再添加活化剂CuSO₄对提高辉钼矿回收率显著，见表2。

表2 浮选含30%压碎带矿石的药剂试验

药剂用量（g/t）					PH	选矿指标（%）
煤油	2#油	水玻璃	CuSO₄	黄药	PH	产率	粗精矿钼含量	尾矿钼含量	钼回收率
180180180	354040	020002000	0020	02020	7.08.07.5	3.753.603.67	3.463.613.97	0.02580.01670.0145	83.9488.9891.25

研究发现：丁基黄药比乙基黄药好，异丙基黄药比丁基黄药好，1988年杨家杖子钼选厂用钠黑药代替黄药，完成了工业试验，钼回收率又在黄药基础上提高约1％。国外，作为多种硫化矿物的优良捕收剂——正十二烷基硫醇，已开始用于钼选矿。A·舍维斯研究最早，并于1978年、1980年分别在南非、巴西、美国获取了专利，1980年已在南非培莱博拉采矿公司应用。海兹恩（Hazen）研究所1977年也开始了类似的研究。现在佩恩沃特公司所出售的Pennfloat（TM）3药剂，就是正十二烷基硫醇与水溶性分散剂的混合物。正十二烷基硫醇捕收性能很强，但溶解度、水油度和解离度都很低：S=5.9×10^-8mol/L， HLB（小田平比值法计算）＝0.713，pK_a＝15.7。显然，分散和增溶极关重要。[next] 道格拉斯·R·肖资料介绍了钼选矿中的应用。所有考查过的铜-钼矿矿石都表明使用十二烷基硫醉后，钼回收率都有显著的增加，增加的幅度比常用捕收剂高5%~40%，见图3资料中，十二烷基硫醇代替蒸汽油和辛太克斯对钼矿石选别效果见表3和图4。

图3 钼浮选中十二烷基硫醇用量影响
表3 十二烷基硫醇捕收效果（粗选作业）

矿样	捕收剂		产品	产率（%）	品位（%MoS2）	分布率（%）
矿样	名称	用量（g/t）	产品	产率（%）	品位（%MoS2）	分布率（%）
	蒸汽油辛太克斯	14515	精矿	6.04	3.95	90.8
	蒸汽油辛太克斯	14515	尾矿	93.96	0.026	9.2
A	十二烷基硫醇Pennfloat₃	85	精矿	10.44	3.78	97.3
	十二烷基硫醇Pennfloat₃	85	尾矿	89.56	0.012	2.7
	同上	45	精矿	8.58	4.02	96.6
	同上	45	尾矿	91.42	0.013	3.4
	十二烷基硫醇Pennfloat₃	20	精矿	6.53	4.01	94.3
	十二烷基硫醇Pennfloat₃	20	尾矿	93.47	0.017	5.7
B	蒸汽油辛太克斯	25518	精矿	5.22	4.89	95.4
	蒸汽油辛太克斯	25518	尾矿	94.78	0.13	4.6
	十二烷基硫醇Pennfloat₃	72	精矿	5.41	4.66	95.0
	十二烷基硫醇Pennfloat₃	72	尾矿	94.59	0.013	5.0
	十二烷基硫Pennfloat₃	40	精矿	5.65	4.55	93.9
	十二烷基硫Pennfloat₃	40	尾矿	94.95	0.013	6.1

图4 辉钼矿粗精矿品位与回收率的关系

笔者用十二烷基硫醇对金堆城、栾川、黄山钼矿石作了研究，发现不加分散剂时，十二烷基硫醇与煤油浮选效果相近。当添加水溶性分散剂后，十二烷基硫醇捕收效果显著比煤油好。尤其1983年用加有分散剂的十二烷基硫醇选别黄山钼矿难选钼矿石时（氧化率约15%）钼回收率比用煤油提高约10%（见表4）。该研究证实，十二烷基硫醇的溶解度很低，若不添加分散剂就很难发挥它的作用。分散剂以壬基酚基聚氧乙烯醚（POE）（水油度HLB＝12~14）效果较好。
表4 十二烷基硫醇选别钼矿石效果

矿样	药剂用量（g/t）				浮选指标（%）
矿样	2^#油	煤油	十二烷基硫醇	分散剂	原矿品位	精矿品位	钼回收率
A	95	120			0.185	4.50	93.34
	120	180			0.190	3.19	95.42
	95		20		0.185	2.41	96.27
	95		40		0.178	2.42	95.61
	95		80		0.183	2.51	95.90
B	120	200			0.197	4.91	67.82
	120	250			0.191	4.80	66.09
	80		20	醚醇	0.209	3.72	68.63
	80		20	SF₈	0.204	2.79	72.16
	80		20	SF₈	0.207	3.42	79.86
	80		10	SF₈	0.180	3.06	77.33

注：（1）矿样A为易选矿石；（2）矿样B为难选钼矿石，氧化率约15%；（3）分散剂SF₈为离子型表面活性剂；（4）分散剂SF₈为非离子型表面活性剂。

极性捕收剂利用辉钼矿“棱”的极性吸附，使辉钼矿表面疏水而浮游。但极性药剂也能很好捕收伴生的非钼硫化矿物，使粗精矿含Cu、Fe量大增，给钼精选带来困难。道格拉斯·R·肖指出，在钼精选作业添加活性碳或大剂量抑制剂就可克服这一困难，提高钼精矿质量。杨家杖子在合用煤油、黄药捕收辉钼矿时，方铅矿、黄铁矿在粗精矿中的含量大幅度上升，但当精选添加氰化钠与磷诺克斯作抑制剂后，可获得完全合格的钼精矿。

极性捕收剂对辉钼矿捕收机理及其在硫化钼矿石浮选实践中的应用

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