矿物加工中化学药剂的应用

武良光++栾彦娜

摘 要：在矿物加工中，化学药剂应用广泛且十分关键。该文分类阐述了在矿物加工中应用的无机物、萃取物和聚合药剂等多种化学药剂，简要叙述了它们的使用方法，并探讨了它们的反应机理和在矿物加工中所起到的重要作用。

关键词：矿物加工 化学药剂 浮选药剂

中图分类号：TD923.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（c）-0226-02

化学药剂是能发生化学反应的试剂，在矿物加工中，应用到了大量的无机物以及特殊合成的聚合物和萃取剂等。

1 无机药剂

在矿物加工中，石灰和硫酸是应用最大量的无机药剂，其中，石灰可应用为pH调整剂、重金属沉淀剂、苛化剂和黄铁矿的抑制剂；硫酸可应用为氧化铜矿、钛铁矿、铀矿等的浸出剂以及pH调整剂。氰化钠和氢氧化钠在矿物加工中用量也相对较大，氰化钠可应用为黄铁矿和闪锌矿的抑制剂，氢氧化钠可应用为pH调整剂，并可在拜耳法中从铝土矿中浸出氧化铝。其他无机药剂也有重要作用，如重铬酸钾可应用为方铅矿的抑制剂，高锰酸钾可应用为毒砂和磁黄铁矿的抑制剂。

2 溶剂萃取剂

溶剂萃取剂特效性很强，在铜矿加工中，所用萃取剂为含有对铜有特效性的配位基的螯合剂，它们一般是以酮肟和醛肟等为基础的羟肟酸。

3 浮选药剂

浮选起泡剂是中性高分子化合物，其含有中等长度烃链和极性基团，而极性基团主要以醇或二醇形式存在，它们对水和空气都有亲合性。起泡剂有很多作用，首先，它可以形成泡沫，将浮起的矿粒带入充气矿浆的表面，刮到泡沫产品中，而防止其返回到矿浆中；其次，起泡剂可以影响浮选的速度；再次，起泡剂的类型和用量还能够控制矿浆中气泡的尺寸分布等。

烷基黄药和二硫代磷酸盐可应用为浮选硫化矿的捕收剂，在一定条件下，同时使用黄药和黑药能够提高精矿品位和回收率。脂肪酸可应用在磷酸盐矿石和萤石矿石的浮选，这类脂肪酸一般是从动植物脂肪和油类中提取出来的天然混合物，即长烃链羧酸混合物。脂肪酸也可应用为捕收剂，在脂肪酸中添加氢氧化钠后可制备生成钠盐，在浮选回路中创造碱性条件。

浮选非硫化矿物的阴离子捕收剂可应用于浮选工业矿物和金属氧化矿物，如重晶石、锡石和从玻璃砂等中除去的铁、钛污染物。在钾矿石浮选中，脂肪胺和脂肪二胺可应用为钾盐矿物的捕收剂；在铁矿石反浮选中，醚胺和醚二胺可应用为硅石的捕收剂。

有一类有机抑制剂是天然形成的，比如古尔胶、淀粉、糊精以及羧甲基纤维素和纤维素衍生物等多糖，烤胶、含羞草属、木质素等多酚。它们的共同点是在分子、离子或羧基中均含有多个羟基或酚基，它们的作用机理是堵塞脉石矿物表面，避免捕收剂吸附在表面上而具备亲水性，有些抑制剂还具有分散剂的作用。

4 合成的聚合药剂

在矿物加工中，合成聚合物的应用也十分广泛，它们都是以丙烯酸化学为基础的。

4.1 絮凝剂和凝结剂

在有机药剂中，以聚丙烯酰胺为基础的絮凝剂种类最为丰富。聚丙烯酰胺分子可通过剪裁来适应矿物加工中种类多样的固液分离条件，其中阴、阳离子官能团的取代可形成多种药剂，从而有效处理单组分和多组分矿物，还可以有效处理各种固体浓度的悬浮液、可溶性固体和各种pH条件下的矿浆。

4.2 粘结剂和防垢剂

合成粘结剂可有效提高球团湿式和干式强度，使球团具有优良的抗干裂性和其它各类表面性质。除此之外，它还可有效防止硅石添加到球团中，这为炼钢中铁的直接还原提供了有利条件。防垢剂可有效防止颗粒附着，这一过程主要是通过结晶核的破坏、团聚体的分散和晶体变形等作用实现的。当化学计量的添加量大于防垢剂用量时，大部分结垢物将存在于溶液中，而不会沉淀，防垢剂还可应用在矿山当地的能源和热力设施中。

4.3 分散剂和助磨剂

分散剂的作用与絮凝剂恰好相反，它吸附在矿物表面后可形成单个颗粒，多数分散剂是以低分子量的聚丙烯酸钠为基础的。分散剂主要用于分散矿物颜料和调节高黏土含量金矿石的流变性质，在磨矿过程中，它还能够有效降低矿浆的黏度，从而促进磨矿过程顺利进行。对于固体含量高的矿浆，助磨剂可通过有效细磨，达到提高磨机处理量和减少磨机使用量的目的。

5 其他药剂

在矿物加工中，还有很多药剂具有关键作用和重要用途，如粉尘抑制剂可应用为生物杀灭剂，脱水促进剂可应用为乳化剂，抗起泡剂可应用为阴极平滑促进剂，溶剂稀释剂可应用为整平剂等。目前，以应用聚丙烯酰胺和其它合成聚合物分子为基础的新兴技术已将视线转移到可泵送的高固体矿浆和可堆存的逐步脱水的尾矿，它能够有效降低尾矿坝脚的高度并延长尾矿坝的寿命。

在以上化学药剂中，用量相对较多的是絮凝剂、凝结剂、浮选起泡剂和硫化矿物的捕收剂，萃取剂虽然产量相对较小，但特效性强，具有很高价值。很多药剂在矿物加工中都起到关键作用，如无机药剂、天然来源和合成的有机药剂在泡沫浮选、固液分离和溶剂萃取中均有重要应用，目前，经过改进的新型药剂不但要满足技术要求，还要满足环境保护的要求。

参考文献

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