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一、黃藥及其衍生物類
迄今為止,硫化-黃藥浮選用是選別氧化銅礦的主要方法,黃藥類藥劑則是氧化銅礦的主要捕收劑,或者是黃藥類捕收劑與其他捕收劑的混合用藥。
我國(guó)多數(shù)氧化銅選廠所采用的黃藥類捕收劑是正丁基黃藥。如云南東川礦務(wù)局的幾個(gè)氧化銅礦選廠都采用正丁基黃藥作捕收劑,用硫化鈉、磷酸乙二胺、硫酸銨作調(diào)整劑,松醇油作起泡劑,獲得了良好的分選效果。
為了滿足各種礦石對(duì)于其他類型黃藥的需求,有關(guān)部門也做過(guò)這方面研究工作,如異丁基黃藥、異戊基黃藥及雜黃藥等。在很多情況下,這些藥劑可以代替正丁基黃藥,同時(shí)還具有一定的優(yōu)越性。
異丁基黃藥性能與正丁基黃藥相似,但較正丁基黃藥穩(wěn)定,選擇性更好。國(guó)內(nèi)外有許多選廠采用異丁基黃藥作捕劑做了一些試驗(yàn),如紅透山銅礦采用異丁基黃藥,其用量比正丁基黃藥減少20g/t,二號(hào)油減少了5.5g/t,并且在回收率相近的情況下銅精礦品位提高1.2%;柏坊銅礦改用異丁基黃藥后,銅精礦品位提高2.25%,回收率提高0.3%。
仲辛基黃藥作為氧化銅礦物捕收劑也有這方面的報(bào)道。這種捕收劑對(duì)氧化銅礦物的捕收能力較強(qiáng),并且具有一定起泡性,能減少起泡劑的用量。
二、烴基含氧酸及其鹽類
這類捕收劑通常在其極性基中含氧、氮等原子,同時(shí)非極性基分子量較大,屬于陰離子型捕收劑。
(一)羧酸類的應(yīng)用。在氧化銅礦物浮選早期一般多用脂肪酸(如油酸鈉、棕櫚酸)作捕收劑直接浮選。但由于脂肪酸來(lái)源受到限制,且用量大,目前在氧化銅礦物浮選中逐漸被其他捕收劑所取代。
20世紀(jì)70年代末,有C5~C9或C7~C9合成脂肪酸,用于硅孔雀石、氧化銅礦石浮選的生產(chǎn)報(bào)道。
近些年來(lái),國(guó)內(nèi)外研究了許多改善其性能的方法,得到了一系列有關(guān)的捕收劑,其中某些化合物,具有改善脂肪酸類捕收劑浮選結(jié)果的能力,即所謂的脂肪酸增效劑。但是,脂肪酸類捕收劑目前在氧化銅礦浮選上的應(yīng)用仍較少。
(二)磺酸(鹽)、硫酸酯類。這類捕收劑具有起泡性,有時(shí)也當(dāng)用起泡劑用。作為捕收劑,其選擇性較強(qiáng)。
湖南有色金屬研究所韋華祖使用十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉對(duì)孔雀石純礦物進(jìn)行了浮選研究,并與油酸鈉的捕收性能進(jìn)行比較。研究結(jié)果表明,十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉對(duì)孔雀石具有較強(qiáng)的捕收作用和較寬的浮選pH值范圍,具有與油酸鈉相同的捕收性能。由于十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉對(duì)含鈣礦物的捕收能力較油酸鈉弱,因此,選擇性更好,可在硬水中使用,比油酸鈉具有優(yōu)越性。
(三)膦酸類。膦酸類捕收劑應(yīng)用在氧化銅礦石浮選中的主要品種是烷基膦酸酯和二烴基膦酸(R2PO2H,R分別為辛基、仲辛基、乙基、環(huán)乙基和苯基)。
二烴基次膦酸是一類新型的氧化銅礦石浮選捕收劑。中南工業(yè)大學(xué)林強(qiáng)、王淀佐在這方面做過(guò)研究。研究結(jié)果表明,二烴基次膦酸是細(xì)?兹甘挠行Р妒談F洳妒招阅馨炊一戊⑺幔径粱戊⑺幔径傩粱戊⑺幔经h(huán)乙基次膦酸>二苯基次磷酸的順序依次降低。對(duì)于泥化的孔雀石,合適的藥劑是二乙基次膦酸(總碳數(shù)為11~12)。
(四)氧肟酸類。氧肟酸(或稱異羥肟酸)系胲的N-;苌,其烯醇式互變異構(gòu)體即為羥肟酸:
它們的Cu2+反應(yīng)生成一種難溶于水的螯合物。
目前廣泛使用的是烷基氧肟酸鈉,氧肟酸鈉的制備有不同的方法。昆明冶金研究院合成的C5~9及C7~9烷基氧肟酸鈉,使用低級(jí)砂基烷水解制備羥氨硫酸鹽,再與相當(dāng)?shù)暮铣闪u酸男酯反應(yīng),不經(jīng)酸化皂化直接制得有效成分約30%的液體氧肟酸鈉產(chǎn)品。
影響氧肟酸類捕收劑浮選過(guò)程的因素有礦漿pH值、混合使用捕收劑、預(yù)先硫化的必要性以及脈石制劑的作用等等。
廣州有色金屬研究院對(duì)銅錄山氧化銅礦研究表明:在pH=9左右能獲得最佳浮選效果。其原因是氧肟酸的pKα值為9.5,因此在pH=9左右,氧肟酸的離子狀態(tài)和分子在礦物表面上的共吸附,對(duì)磁大礦物的疏水性,獲得最佳回收率,可能起著主要作用。
氧肟酸(鈉)的捕收能力雖然很強(qiáng),但單獨(dú)使用氧肟酸(鈉)并不能獲得很好的浮選效果。大量研究結(jié)果都證明,氧肟酸(鈉)與黃藥混合使用比單獨(dú)使用黃藥或氧肟酸(鈉)的分選效果要好得多。昆明冶金研究院對(duì)東川濫泥坪選廠使用C5~9及C7~9烷基氧肟酸鈉與丁基黃藥的混合用藥結(jié)果,選礦廠回收率凈增5%以上,原用的各種浮選藥劑耗量都有不同程度的下降,石灰、2號(hào)油用量減少一半,硫化鈉、丁基黃藥的用量也減少了近1/5。浮選速率及泡沫流動(dòng)性大為提高,操作條件改善。另外,加適量中性油(如柴油)?梢愿纳蒲蹼克幔ㄢc)浮選的泡沫特性,起到降低精礦產(chǎn)率、提高精礦質(zhì)量的效果。
由于氧肟酸鈉能夠浮選鈣、鎂碳酸鹽礦物,因此,對(duì)于鈣、鎂質(zhì)氧化銅礦的浮選,有效抑制六偏磷酸鈉的使用,也是一個(gè)重要因素。同時(shí)添加硫酸銨及水玻璃可以提高浮選過(guò)程的選擇性,且不影響銅礦浮選。
使用氧肟酸(鈉)對(duì)幾個(gè)氧化銅礦選礦廠的浮選試驗(yàn)結(jié)果見表1,試驗(yàn)結(jié)果表明氧肟酸(鈉),是氧化銅礦的有效捕收劑。