1992, Vol. 06引用本文 |
| 4R-10、6R-X系列药剂浮选氧化铅锌矿试验 |  [PDF全文] |
为了弄清RNH(CH2)nCOOH型两性捕收剂分子中n的大小对浮选氧化铅锌矿的关系，我们合成了2R-X、4R-X、6R-X三系列药剂。在各系列药剂中，X代表烷基中的碳原子数，通式中的n是nRX系列R前的数字，表示ω-氨基酸的碳原子数。它们的代号和结构式如下：
代号 结构式
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2R-X浮选菱锌矿和水锌矿已有文章报导[1, 2]，本文只用4R-10和6R-X系列药剂对菱锌矿、硫酸铅、方解石和石英做了单矿物浮选试验和混合矿浮选分离试验。发现4R-10对菱锌矿、硫酸铅、方解石和石英均有捕收能力，混合矿浮选分离效果差。6R-X对硫酸铅有较强的捕收能力，而对菱锌矿、方解石、石英捕收能力弱，有用作铅矾捕收剂的工业前景。
1 矿样、药剂和浮选硫程 1.1 矿样菱锌矿取自云南兰坪铅锌矿的富矿块，破碎，手选出纯净颗粒，菱锌矿(ZnCO3)纯度为97.76%；硫酸铅为化学纯试剂：方解石取自广西大厂矿务局车河选厂，矿样手选后洗净表面，锤碎，拣取纯净晶体，含CaCO398.98%；石英取自长沙矿石粉厂商品石英，手选取出不纯净部分。矿样碎磨后，筛出-200目部分，+200目返回再磨，直至全部-200目为止。其中石英再用水析法除去-20μ部分，将所得试样用1：1盐酸浸泡24小时，并经常搅拌，加以擦洗，倒出盐酸废液，用蒸馏水反复漂洗，直至洗液呈中性，取洗液少许加入硝酸银溶液无白色沉淀生成为止，烘干备用，分析结果纯度达99.45%SiO2。各矿样装入玻璃瓶中备用。
1.2 药剂pH调整剂，Na0H和H2SO4均为化学纯试剂，配成1%溶液备用。
2#油为工业品，含萜烯醇50%。
捕收剂4R-10及6R-X系列两性捕收剂均为自己合成，并加以提纯。配制溶液时，取4R-100.5g和Na2CO30.5g混合，放于小烧杯中，加水3~5mm，加热溶解，用蒸馏水稀释到0.5%溶液，而6R-X则配成0.1%溶液备用。
1.3 浮选流程单矿物流程，取矿样2g，放入40mL挂槽式浮选槽中，加蒸馏水调浆，搅1分钟，加pH调整剂，搅2分钟，加捕收剂，搅5分钟，加2#油2.22mg搅1分钟，浮3分钟，得精矿和尾矿。混合矿流程是采用一次粗选，一次精选，各作业尾矿合并作为本流程的尾矿。
2 4R-10浮选氧化铅锌矿 2.1 单矿物浮选试验结果 |
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1-pH与菱锌矿回收率的关系(30mg/L)； 2-4R-10浓度与菱锌矿回收率的关系(pH8~9) 图 1 pH、浓度与菱锌矿回收率的关系 |
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1-pH与硫酸铅回收率的关系(30mg/L)； 2—4R-l0浓度与硫酸铅回收率的关系(pH3~4) 图 2 ppH浓度与硫酸铅回收率的关系 |
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1-pH与石英回收率的关系(30mg/L)： 2-4R-10浓度与石英回收率的关系(pH7~7.5) 图 3 pH、浓度与石英回收率的关系 |
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1-pH与方解石回收率的关系(30mg/L)； 2-4R-10浓度与方解石回收率的关系(pH8~9) 图 4 pH、浓度与方解石回收率的关系 |
从图 1看出，4R-10对菱锌矿有较好的捕收性能，在pH8~9范围内最适合菱锌矿浮选。当4R-10的浓度在75mg/L以下时，菱锌矿的回收率随着药剂浓度增加迅速升高，当浓度达200mg/L时，菱锌矿全浮。
图 2是用4R-10浮选硫酸铅的试验结果。在pH3~6的范围内，用4R-10浮选硫酸铅回收率最高。pH>6时，随着pH升高，回收率逐渐下降，在强碱性区硫酸铅受到强烈抑制。
4R-10对硫酸铅有较强的捕收能力。当其浓度为5mg/L时，已达到90%以上的回收率。随着浓度增加，回收率没有明显的变化。
图 3是4R-10浮选石英的试验结果。表明4R-10对石英是有捕收能力的，这与2R-X类型两性捕收剂不同，2R-X对石英是不浮的，因此，用4R-10为捕收剂从石英中浮出菱锌矿或硫酸铅是不容易的。不可能得到很好指标。
图 4是4R-10浮选方解石的试验结果。从图中看出，4R-10对方解石有较强的捕收能力，因此，用4R-10为捕收剂从方解石中浮出硫酸铅或菱锌矿也是不容易的，指标不会理想。
2.2 混合矿浮选分离试验浮选硫酸铅-石英(1：1)，硫酸铅-方解石(1：1)的试验结果见表 1和表 2。
| 表 1 4R-10分离硫酸铅-方解石试验结果 |
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| 表 2 4R-10分离硫酸铅-石英试验结果 |
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从表 1、表 2看出，铅精矿的品位较好，但回收率不高，指标不够理想。
3 6R-X系列药剂浮选氧化铅锌矿试验 3.1 单矿物浮选试验试验结果见图 5~9。从图 5看出，6R-X系列药剂对石英的捕收能力很弱，在pH2~12范围内，当其浓度为30mg/L时，石英回收率在20~40%之间。捕收能力强弱次序如下：6R-8>6R-10>6R-12。
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| 1-6R-8；2-6R-10；3-6R-12 图 5 pH与石英回收率的关系 |
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| 1-6R-8；2-6R-10；3-6R-12 图 6 pH与方解石回收率的关系 |
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| 1-6R-8；2-6R-10；3-6R-12 图 7 pH与菱锌矿回收率的关系 |
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| 1-6R-8；2-6R-10；3-6R-12 图 8 pH与硫酸铅回收率的关系 |
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| 1-6R-8(pH9)；2-6R-10(pH6)；3-6R-12(pH6) 图 9 捕收剂浓度与硫酸铅回收率的关系 |
图 6是用6R-X浮选方解石的试验结果。对方解石的捕收能力比石英弱，在pH6~12之间，6R-X浓度为30mg/L时，方解石回收率在10%左右。
图 7是6R-X系列药剂浮选菱锌矿的试验结果。从图中看出，6R-X系列药剂对菱锌矿捕收力弱，回收率均小于40%，从这类药剂对菱锌矿捕收能力大小来看成下述次序：6R-8>6R-10>6R-12。
图 8图 9是6R-X系列药剂对硫酸铅的浮选结果。从图中看出对硫酸铅有较强的捕收能力。从6R-8，6R-10，6R-12三种捕收剂来看，6R-10捕收能力最强，6R-8次之，6R-12捕收能力最弱，这可能是由于烷基大小起的作用，因它们的官能团是相同的，在6R-8中烷基稍小，故捕收力较弱。在6R-10中，烷基有足够的长度，故捕收能力强。6R-12分子中烷基过大，在水中分散不好，故捕收能力比6R-8还弱。用该系列药剂浮选硫酸铅时，以6R-8，6R-10较好。
3.2 混合矿浮选分离试验在单矿物浮选试验时，发现6R-8对石英、方解石的捕收能力很弱，对菱锌矿捕收能力虽然稍强，但回收率没有超过40%，故做混合矿浮选分离试验时，只进行了硫酸铅-石英，硫酸铅-方解石1：1混合矿的浮选试验。硫酸铅-方解石浮选分离只用一次粗选的流程；硫酸铅-石英浮选分离是用上述混合矿流程，所得结果见表 3和表 4。
| 表 3 6R-8分离硫酸铅-石英试验结果 |
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| 表 4 6R-8分离硫酸铅-方解石试验结果 |
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从表 3看出用6R-8为捕收剂浮选分离硫酸铅-石英混合矿的特点是捕收剂浓度低(1.25~50mg/L)，铅精矿中含硫酸铅高(88.15~91.21%)，回收率中等，在64~77.95%之间，浮选分离较好：从表 4看出，用6R-8浮选分离硫酸铅-方解石混合矿时，所需捕收剂浓度较大，6R-8浓度必须在37.5~50mg/L时，才能达到较好的分离效果。
3.3 6R-8浮选硫酸铅作用机理的探讨用测定ζ-电位的方法研究了6R-8浮选硫酸铅时的作用机理，试验结果如下：
硫酸铅在纯水中和在6R-8济液中的ζ-电位测定结果见图 10。
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1-硫酸铅在纯水中； 2-硫酸铅在6R-8溶液 图 10 pH与硫酸铅ζ-电位的关系 |
曲线1是硫酸铅在纯水中的ζ-电位曲线，它有两个零电点，一为pH4.15，另一为pH7.15，在两个零电点之间的pH范围内硫酸铅表表面带正电，而pH<4.15和>7.15的范围内，硫酸铅带负电。
曲线2是硫酸铅在6R-8浓度为50mg/L溶液中的ζ-电位，曲线2在所测的pH范围内均在曲线1的上方，即硫酸铅表面电荷间负值增大，这是它表面吸附了带负电的6R-8离子的结果。在两个零电点之间，表面带正电的硫酸铅是以静电引力吸附带负电的6R-8离子(亦可能有化学吸附)。在pH<4.15和>7.15的范围内，硫酸铅表面也带负电，因此只有发生了化学吸附，带负电的6R-8离子才能克服负电的斥力。
4 结语4R-10对菱锌矿、硫酸铅、方解石和石英均有较好的捕收性能，因此，用4R-10作捕收剂如果没有合适的调整剂配配合，要从石英或方解石中浮出菱锌矿或硫酸铅都不易得到理想的结果。
6R-X系列药剂对硫酸铅有较好的捕收性能，而对菱锌矿、石英、方解石捕收能力都很弱，因此，可用6R-X系列药剂从这些矿物中浮出硫酸铅。
用测定ζ-电位的方法研究了6R-8浮选硫酸铅时的作用机理，试验结果表明，在不同的pH范围内，硫酸铅表面发生了物理吸附或化学吸附。
| [1] |
朱建光, 周林玲. [J].
湖南有色金属, 1990(2): 17–20.
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| [2] |
夏鹏飞, 未建光, 等. [J].
湖南有色金属, 1989(3): 16–21.
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