锑-砷分离浮选的研究.doc

锑-砷分离浮选的研究锑矿石中常含有一定量的砷,所以辉锑矿与砷黄铁矿的分离,是锑矿浮选过程中需要解决的问题。锑与砷许多性质相近,但辉锑矿(Sb 2S 3)与砷黄铁矿(FeAsS) 的矿物结晶构造并不相同[1]。辉锑矿属 A 2X 3型化合物,链状结晶构造,链体内 Sb- ?,而两链体间 Sb-S的距离则有 ?左右,键力减弱,并易沿这一方向解离。砷黄铁矿属黄铁矿族,为 AX 2型化合物, X 2为AsS ,它与黄铁矿中的 S 2一样,为哑铃状对阴离子型结晶构造, S-As之间具有强烈的共价键,距离极短, 金属阳离子与对阴离子之间的距离也较短,晶体结构紧密,各方向键力相近。辉锑矿因解理(或破裂)面键力弱,有一定的天然可浮性,此外在碱性溶液中易于溶解。砷黄铁矿的结晶构造与黄铁矿相同,浮选特性与黄铁矿接近,如对某些捕收剂的作用有选择性、易于氧化而使可浮性降低等。因此,有可能通过寻找有选择性的捕收剂,利用辉锑矿与砷黄铁矿在碱性介质中可浮性的差异,以及氧化速率的差别等达到分离浮选的目的。本研究用改进的哈里蒙德浮选管[2],对辉锑矿和砷黄铁矿进行了①选择性捕收剂、②碱性矿浆浮选、③氧化后再浮选的试验,用实验室浮选机对含砷的硫化锑矿石进行了分离浮选试验,获得了满意的结果,并在生产实践中得到了证实。本研究用显微电泳法[3]测定了辉锑矿的ζ电位,用紫外吸收光谱法[4]测定了黄药、双黄药在辉锑矿和砷黄铁矿表面的吸附量及其作用产物。本文对这三个分离浮选方法分别进行了机理研究,讨论了辉锑矿在酸、碱溶液中的双电层模型和表面化学反应产物,绘出了溶液中各种离子浓度与 pH 关系的 pMe -pH图,讨论了这些特性与矿物可浮性之间的关系。一、试验方法 1、试样辉锑矿取自板溪锑矿,砷黄铁矿取自瑶岗仙钨矿,经人工挑选,锤碎至- 3 毫米后入瓷球磨机磨细,经80目标准筛干筛和 200 目标准筛湿筛,取- 80+200 目粒级做为试样。辉锑矿用蒸馏水清洗后晾干,砷黄铁矿用 1∶1的盐酸处理后用蒸馏水反复冲洗至溶液中 C1 -消失,过滤后放入真空干燥箱中烘干。两者均藏入广口瓶内放进干燥器中,每次试验样用称量瓶称出一批。ζ电位测定用试样再经玛瑙钵研磨至- 5微米。辉锑矿的矿物(Sb 2S 3)含量为 %;砷黄铁矿的矿物(FeAsS) 含量为 %。 2、药剂浮选捕收剂丁黄药、丁铵黑药、乙硫氮、胺醇黄药均属工业品。吸收光谱测定所用黄药、双黄药经提纯。乙醚、三氯化锑、硫酸、氢氧化钠、高锰酸钾、硫酸铜等为分析纯。实验用一次蒸馏水, ζ电位和吸收光谱测定用二次蒸馏水。 3、试验方法所有矿物浮选试验在改进的哈里蒙德管中进行,矿石浮选试验用实验室 XFD 升浮选机。ζ电位测定用日本产 MRK 显微电泳仪。紫外吸收光谱测定用国产751 型分光光度计。pH值测定用 pHS -2型酸度计。电导率测定用 DDS -11型电导仪。改进的哈里蒙德浮选管充气量固定为 毫升/分。浮选重复试验的标准均方误差为σ^s= %,每次试验用矿样 1克,直接在浮选管中调浆,用预先配好的 pH溶液润湿后搅拌 分钟,然后加入调整剂(必要时加入,按特定的时间调浆),捕收剂调浆 分钟,浮选 4分钟。显微电泳仪的电泳槽为矩形(75×25×3毫米,内厚 1毫米)。静止层的位置( Y) 由下式表示: d为槽深(即内厚)。ζ电位的计算按下式进行: 式中ζ-动电位, mV;D-水的介电常数, D=80 ;n-粘性系数, 25℃,n= 泊; S-电泳槽截面积, S= 2;ι-微粒移动的距离, μm;t- 微粒移动的时间,秒; C-溶液的电导率, mΩ/cm ;i-电流, mA。黄药、双黄药与辉锑矿、砷黄铁矿相互作用产物的测定,是将按浮选条件作用后的矿物滤干,经两次洗涤后,用纯乙醚溶取其矿物表面的产物。经离心澄清, 其清液移入石英比色皿,放进 751 型分光光度计里测定。二、试验结果辉锑矿与砷黄铁矿的分离浮选用三种方案进行了研究:1、选择性捕收剂法; 2、碱性矿浆法; 3、氧化法,其结果如下。 1、选择性捕收剂法为了有选择性地捕收辉锑矿,用丁基铵黑药(C 4H 9O) 2PSS -NH 4、乙硫氮(C 2H 5) 2NCSSNa 、氨醇黄药(C 2H 5) 2NCH 2CH 2OCSSNa 等对辉锑矿和砷黄铁矿进行了浮选试验,并与丁黄药 C 4H 9OCSSNa 为捕收剂作比较。 1)丁黄药现场通常以丁黄药作为辉锑矿浮选的捕收剂。用丁黄药时,试验得出辉锑矿和砷黄铁矿的可浮性与 pH的关系如图 1所示。辉锑矿在 pH<5时可浮性最好, pH5-7可浮性急剧下降, pH7-11可浮性都很差;砷黄铁矿在 pH6以前有良好的可