化学药剂在矿物加工中的应用

杨 雄

（江铜集团德兴铜矿，江西 德兴 334200）

化学药剂在矿物加工产业中使用十分普遍，一方面可以提高矿物加工的效率，加快反应进程，同时对于产品的性能和质量也有明显的改善，从而极大程度的降低生产成本[1]。只有了解不同的化学药剂属性和特征，才能更加合理的使用，在满足国家技术规范的前提下，造福人类获得最大的经济效益和社会效益，下文进行分析。

图1 常见的矿物

1 矿物加工中不同化学药剂的反应原理及应用

1.1 无机药剂的应用

硫酸和石灰是矿物加工过程中使用最为常见的无机药剂，硫酸可以应用到铀矿、钛铁矿等浸出剂，石灰可以用作重金属沉淀剂和pH 调整剂。氢氧化钠和氰化物在矿物加工过程中的使用也十分常见。例如，将氢氧化钠用作pH 调整剂，将氰化钠用作闪锌矿或黄铁矿的抑制剂，同时使用拜尔法也可以从铝土矿中生成氧化铝。一些常用的无机药剂的应用功能如表1。

表1 在矿物加工中无机药剂的种类与功能

1.2 合成聚合药剂的应用

首先，絮凝剂。絮凝剂最为常见的是聚丙烯酰胺，约占絮凝剂全部类型的90%以上，该物质可以实现很好的固液分离，同时该分子可以实现定制。不同物质的阴阳离子的官能团，彼此之间可以相互取代，将单组分转变为多组分，低浓度转变为高浓度，使全部混合物的pH 值越来越高。该物质的制备主要是将乙烯与丙烯酰胺混合，后者与DMAEA发生聚合反应以后可以得到阳离子絮凝剂[2]。该絮凝剂的分子量相对较小，阳离子的性能相对于阴离子更加明显，有利于发生中和反应。目前，合成聚合药剂已经取代了无机絮凝剂的地位，被广泛的应用到矿物的加工当中。

其次，黏合剂。铁矿石球团主要使用黏合剂膨润土，发挥作用的是聚丙烯酰胺及羟甲基纤维素钠，上述物质可以提高颗粒强度，使颗粒的抗裂性能及表面质量大大提高。与此同时，在还原反应中合成黏合剂也起到重要的作用，例如在冶炼钢铁时可以阻止二氧化硅进入到颗粒内部。

再次，分散剂。区别于絮凝剂，分散剂的功能主要体现在吸附矿物表面，可以使矿物构成一个一个独立的颗粒，该物质的成分主要是聚丙烯酸钠，聚丙烯酸钠在造纸工艺和陶瓷生产中的使用十分普遍，可以改变晶矿的流变性能，分散矿物的颜料，同时在矿浆的处理过程中也被广泛使用，可以极大程度的提高研磨的效率，降低纸浆的黏度。除此之外，分散剂还能帮助更加细致的研磨材料，使研磨的效率得以提高，降低了研磨机的数量。

最后，防垢剂。在碳酸钙的加工过程中，经常出现结垢现象，例如在加工金矿时，筛网结构会造成严重的堵塞，孔洞被活性炭吸附的污垢所拥堵，发生严重的管道堵塞，使加工质量受到不良的影响[3]。硫酸矿石经过氧化处理，以后碳酸钙与硫酸发生反应，最终形成石膏沉淀在底部。可以看出，适当的应用防垢剂，可以使污垢处理的效果大大加强。

1.3 浮选药剂在矿物加工中的实践应用

对水和空气的亲和性是浮选药剂的重要特征。例如，起泡剂就是常用的浮选药剂，它可以在矿物加工过程中产生形态各异，大小不一的泡沫可以将浮起的矿物颗粒作用到充气矿浆的表面，并且将其融入到内部，避免了资源的浪费。除此之外，技术人员通过合理的使用起泡剂，也能够最大程度的提高矿物浮选的效率，对于气泡的分布和具体的尺寸严密的控制。二硫代磷酸盐在矿物浮选加工过程中，主要用途是基于一定化学反应条件下的捕收剂。矿物加工的技术人员通过该物质可以明显提高矿物质的回收效率。技术人员在针对磷酸盐矿石进行作业时，需要用到脂肪酸，该物质一般情况下从油类或动植物的脂肪中提取，在提取完成以后可能纯度不足，还需要进一步提炼。阴离子捕收剂一般被矿物加工人员用作金属氧化矿物或工业矿物的浮选作业，例如为重晶石、稀释等矿物质去除钛、铁污染物，也可以在铁矿石的浮选作业中应用醚胺或醚二胺作为捕收剂。

2 矿物加工作业中确保化学药剂发挥最佳应用的措施

2.1 保证加工过程中化学药剂质量过关

化学药剂在矿物加工过程中消耗量十分巨大，根据李主任的调研情况来看，很多企业一味的降低成本，对于化学药剂的质量标准要求相对较低，使用一些低质量的产品来代替高成本的化学药剂，甚至一些企业为了追求最大的经济效益，采用一些类似的替代品，造成加工的产品质量难以得到明确的保证，同时也污染了环境，对于行业的整体进步产生十分不良的影响。所以相关政府部门必须加强监管力度，一旦发现加工企业使用劣质化学药剂或没有按照行业规定滥用药剂必须加大处罚力度，保证在矿物加工过程中药剂质量过关。而矿物加工企业也应该拥有长远的眼光，积极的转变发展思路，严把质量关口积极的执行化学药剂的使用标准，绝不能为了眼前的经济利益放弃了企业可持续发展，否则即使企业获得了短期的经济利益，在长期的发展过程中，也一定会被激烈的市场竞争所淘汰。

2.2 提高工程技术人员的责任意识和业务能力

根据笔者的调查来看，一些矿物加工企业的化学药剂相关技术人员较为缺乏，尤其是一些中小型的加工企业，往往由于企业的资金有限，难以招募高水平的工程技术人员，造成企业运行过程中恶性循环。上述情况导致矿物加工企业经常由于技术人员不足，而一人身兼多职，难以面面俱到，或者由于工程技术人员的业务能力不足，责任意识不到位，没有进行规范操作，影响了化学药剂的正常作用[4]。可以看出，要想将化学药剂发挥出全部的作用，矿物加工企业必须提高技术人员的责任意识和业务能力，并且大量招募与企业生产经营实际情况相符合的技术人员，这是企业取得核心竞争力的首要条件。

2.3 确保矿物加工过程的环境中适宜

在矿物的加工过程中，安全优良的生长环境是发挥出化学药剂作用的基础和前提。例如，可以将水稳定性较差的试剂放置在干燥的空间和环境中；对于一些容易分解的试剂，可以将其放置在阴凉的避光处；对于高温环境下易分解的试剂，可以将其放置在低温环境下，从而保证试剂的稳定性[5]。

3 结语

综上所述，要想促进我国矿物加工行业的不断进步，强化化学药剂的运用是必不可少的关键环节，所以相关企业必须意识到化学药剂对于矿物加工生产的实际作用。化学药剂对于矿物加工的顺利完成有着重要的帮助，合理的使用化学药剂，一方面可以有效的提高矿物质的加工效率，同时也可以提高产品的性能和质量，提高企业的核心竞争力。除此之外，化学药剂的从业人员也应该加强研发力度，保障加工相关的技术要求能够被最大程度的满足，并在此基础上降低生态环境所面临的压力，只有这样才能使我国的矿物加工行业又好又快的发展，为我国的制造业提供强大的原料支撑。