硫化钠对高冰镍中六方硫镍矿的抑制行为研究_百科知识_行业资讯

硫化钠是强碱弱酸盐。作为浮选调整剂，它对方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉铋矿等均有抑制作用。如在铜钼混合精矿分离和钼铋混合精矿分离中采用Na₂S抑铜浮钼和抑铋浮钼。但利用Na₂S抑制Ni₃S₂实现Ni₃S₂与Cu₂S浮选分离还未见报道。本文利用纯矿物、人工混合矿物和高冰镍进行试验，对NaOH调节矿浆pH，Na₂S及Na₂S+ZnS0₄作抑制剂抑制Ni₃S₂的浮选行为进行了研究，在一定的用量范围内Na₂S对Ni₃S₂有较强的抑制作用，可实现Ni₃S₂与Cu₂S的有效分选。

一、试样、药剂和实验方法

（一）试样

六方硫镍矿和辉铜矿均取自金川有色金属公司第二冶炼厂。Ni₃S₂是镍精矿经反射炉冶炼后的阳极产品，经破碎、瓷球磨、磁选脱除合金后制成粒度为－74μm的试样，Cu₂S是高冰镍浮选的铜精矿经机械擦洗，丙酮萃取，盐酸清洗后制成粒度为-74μm的试样，存放于干燥器中备用。其多元素分析结果为（％）：六方硫镍矿：Ni 67.33，Cu 3.72，Fe 1.66，S 20.75；辉铜矿：Ni 1.37，Cu 70.17，Fe 4.53，S 22.59。

（二）药剂

硫化钠产自湖南南县八一化工厂，硫酸锌产自广州化学试剂厂均为分析纯。试验中所用捕收剂丁基钠黄药和乙基钠黄药产自山东栖霞选矿药剂厂，亦为分析纯。pH调整剂氢氧化钠为分析纯试剂。试验用水为一次蒸馏水。

（三）试验方法

单矿物试验及人工混合矿物浮选分离试验在容积为40m1的挂槽式浮选机中进行。浮选之前矿样先经超声波处理5min。每次试验矿样量2g，浮选4min。高冰镍的浮选试验在1升和0.5升的单槽式浮选机中进行。每次试验试样量350g，按搅拌→pH调整剂→抑制剂→捕收剂→起泡剂的程序调浆浮选。

二、试验结果和讨论

（一）Na₂S用量对矿物浮选性能的影响

硫化钠是强碱弱酸盐，易溶于水并水解，在水中形成S^2-、HS^-, OH^-等。它对许多硫化矿物有抑制作用，如黄铜矿、辉铋矿。但未见Na₂S对高冰镍中Ni₃S₂浮选的抑制行为的报道。本文首先进行了Na₂S用量对高冰镍中Ni₃S₂浮选的抑制性能研究。

图1为Na₂S的用量与矿物可浮性的关系曲线（丁基黄药和乙基黄药用量共10^-4mol/l,比例为1︰1）。由图可见，Na₂S对Ni₃S₂浮选性能的影响与用量有关。当Na₂S用量为1.0～2.O×10^-4mol/l时，对Ni₃S₂浮选有一定的活化作用，用量大于2.O×10^-4mol/l时，Ni₃S₂浮选开始受到抑制，当用量达5.0×10^-4mol/l, Ni₃S₂的可浮性基本受到抑制．而在该用量范围内，Cu₂S浮选的可浮性基本不受影响。

（二）Na₂S存在时，pH值对矿物可浮性的影响

由图2（Na₂S浓度4×10^-4mol/l，丁基黄药和乙基黄药用量共10^-4mol/l）可见，有Na₂S存在时，矿物的可浮性与pH存在密切关系。Ni₃S₂浮选在介质pH为7～10范围内较难被抑制，当介质pH＞10时，Ni₃S₂浮选易被Na₂S抑制，当介质pH达11.5左右时，Ni₃S₂基本失去可浮性；而Cu₂S浮选在图示的NNa₂S用量下，在整个介质pH范围内均有较好的可浮性。即使介质pH值达12.5仍有较高的上浮率。

（三）Na₂S与ZnSO₄混合使用时，对矿物可浮性的影响

由图3 (Na₂S用量4×10^-4mol/l，丁基黄药和乙基黄药用量共10^-4mol/l）可见，当Na₂S存在时，随ZnSO₄用量的增加，Ni₃S₂的可浮性下降很快，当ZnSO₄用量为4×10^-4mol/l，Na₂S用量亦为4×10^-4mol/l时，Ni₃S₂浮选基本上失去可浮性，比较图1及图3可知，Na₂S与ZnSO₄混合使用具有更强的抑制作用，而Cu₂S的可浮性只稍有下降。

（四）人工混合矿物浮选分离试验

在单矿物浮选试验的基础上进行了人工混合矿物浮选分离试验。人工混合矿物为辉铜矿：六方硫镍矿=1:2。其中含Cu 25.87%，含Ni 45.34%。分选试验流程和采用的药剂制度如图4所示，其结果见表1。

表1 人工混合矿物浮选分离试验结果

条件		pH=10		pH=11		pH=12
条件		Cu	Ni	Cu	Ni	Cu	Ni
产品名称及含量（%）	铜精矿	68.52	4.40	69.55	3.44	69.71	3.38
	镍精矿	3.20	67.36	2.63	67.33	2.66	67.54
	互含之和	7.60		6.07		6.04

由表1可见，矿浆pH值11.0,采用Na₂S和ZnS0₄作抑制剂，丁基黄药和乙基黄药作捕收剂，当ZnSO₄和Na₂S的用量分别为4×10^-4mol/l时，可使人工混合矿物得到较完全分离，可取得铜精矿含Cu 69.55%，含Ni 3.44%；镍精矿含Ni 67.33%，含Cu 2.63%；互含之和为6.07%的较佳指标。

（五）高冰镍浮选分离试验

试样取自某有色金属公司冶炼厂，其中含铜29.8%，含镍41.5%，含硫20.46%，含铁3.41％，主要金属矿物是六方硫镍矿、辉铜矿及铜铁镍合金等。为了进一步确定各因素的最佳用量，根据人工混合矿物分选试验条件及抑制剂Na₂S和ZnS0₄用量及介质pH值三个主要因素对选别指标的影响，并在各因素条件试验的基础上进行了精选条件试验。在由此确定的各因素最佳条件下经一次粗选，一次扫选，三次精选的流程选别后，获得了镍精矿含铜2.6%，铜精矿含镍3.8%，铜镍精矿中互含之和6.4%的较佳指标，分选效果是明显的。

（六）Na₂S对Ni₃S₂浮选的抑制作用机理探讨

Na₂S对硫化矿物的抑制作用一般认为主要是两个方面^〔1〕。一是Na₂S水解产生HS^-，HS^-排除硫化矿物表面吸附的黄药，同时本身又吸附在矿物表面增加矿物表面的亲水性；另一方面是认为Na₂S起抑制作用不仅仅是HS^-吸附在矿物表面而引起，还应与Na₂S电离产生的S^2-有关，如在方铅矿中加入Na₂S和黄药时，存在下列平衡

PbS]PbS↔Pb²⁺+S^2-

↕2X^-

PbS]PbX₂

因PbX₂的溶度积大，而PbS的溶度积小，当加入Na₂S时，S^2-浓度增加，平衡向左移动，使得附着在矿物表面的黄药脱附，生成新鲜的表面，而矿物表面的S^2-又阻碍X^-离子吸附，从而使Na₂S在矿物表面产生抑制作用。为了弄清Na₂S对Ni₃S₂浮选的抑制行为，测定了有、无Na₂S存在时，Ni₃S₂浮选表面的黄药吸附量。结果如表2所示。结果说明：Na₂S的存在阻碍了黄药在Ni₃S₂浮选表面的吸附，主要原因可能是S^2-、HS^－在矿物表面产生了竞争吸附。从Na₂S溶液含硫组分的分布图中^[2] (图5),也可以看出，当介质pH =11.0左右时，其优势组分是HS^－和S^2-。而在一定的用量时对Ni₃S₂起活化作用的原因可能是Na₂S为还原剂。可调节矿浆电位，此时的矿浆电位条件正好有利于Ni₃S₂的浮游。据研究^〔3〕Ni₃S₂的可浮性不但与介质pH值有关，与电位也有密切有关。