①钙和硫代硫酸盐对镍铜矿石浮选选择性的影响外文翻译资料

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①钙和硫代硫酸盐对镍铜矿石浮选选择性的影响

(Effect of calcium and thiosulfate ions on flotation selectivity of nickel–copper ores)

作者：V Kirjavainen, N Schreithofer, K Heiskanen

摘要

研究了钙和硫代硫酸盐离子对Ni-Cu矿石浮选的影响。该离子改善了在钢球磨后在正常工艺pH下硫化物的可浮性。当铁粉的电偶效应有效时，钙活化，特别是镍和硫化铜。UV/Vis测量显示钙离子增加硫化物上的黄原酸盐吸附。硫代硫酸盐的效果不同。结论是，硫代硫酸盐降低了亲水性化合物对硫化物颗粒的影响，并且以这种方式改善了它们的浮选。

关键词：硫化矿；浮选剂；氧化

1.介绍

硫硫醇捕收剂与硫化物矿物的相互作用在浮选硫化矿石中是非常重要的。Hodgson和Agar（1989），Fuerstenau等，1990a;Fuerstenau等人，1990b，Casesetal。（1990），Wang和Forssberg（1991）等表示，硫化物本质上是不稳定的并且在空气存在下容易氧化，并且捕收剂分子的吸附可以是物理的，化学的或电化学的，取决于矿物和环境。

实际上，由于各种硫化物矿物，特别是与用钢磨矿介质磨矿期间附着在硫化物颗粒上的小铁颗粒的电偶相互作用，情况甚至更复杂。最近的结果（Schreithofer，1998;Schreithofer等，2000;Kirjavainen等，2002）已经表明工艺用水的质量可以在Ni-Cu矿石的浮选中具有显着的作用。发现通常存在于工艺水中的钙和硫代硫酸盐离子根据磨矿中使用的磨矿机类型而激活或抑制了黄原酸盐捕收剂对硫化物的浮选。在钢球磨后，在离子存在下，硫化物的可溶性得到改善。特别地，镍和硫化铜的浮选性更好。当矿石样品在陶瓷磨矿机中磨矿时，离子的影响是很不理想的。然而，用这两种磨矿方法，离子改进了浮选中镍分离的选择性。

Hodgson和Agar（1989）进行了电化学研究，以研究工艺水离子对镍铬铁矿和磁黄铁矿表面化学的影响。他们发现钙，硫代硫酸盐和硫酸盐离子在正常的过程pH下是表面活性的。在伏安研究的基础上，得出结论：Ca² 吸附在磁黄铁矿表面上的硫位点上，硫酸盐吸附在Fe位点上。认为S₂O₃^2-离子经由氧化的Fe位点或Ca（S₂）产物在表面上配位。对于磁黄铁矿，发现类似的硫/多硫化物还原反应。在奥氏体的情况下，得出结论，Ca² 离子可以化学吸附到镍钛矿表面上，代替金属离子并改变表面的化学计量。在石灰的存在下硫代硫酸盐促进了镍锰矿的氧化。疏水性测试结果证实，当戊基黄原酸盐用作捕收剂时，Ca² 离子降低两种矿物的疏水性，而S₂O₃^2-离子仅影响氢氧化镍的疏水性。然而，硫代硫酸盐和石灰的联合效应对于两种硫化物都是显着的，这表明Ca² 可以增强硫代硫酸盐对矿物质的吸附。

当在磨矿中使用陶瓷磨时，电化学结果与在没有铁粉的情况下获得的浮选结果一致。然而，磨矿通常在具有钢磨矿介质的钢球磨中进行，并且硫化物和铁粉之间的电化学相互作用是非常重要的。本文的目的是突出钙和硫代硫酸根离子对在使用钢球磨在磨矿中与Ni-Cu矿石的硫化物浮选的影响。

2.实验

在工作中使用Enonkoski矿样作为试验材料。通过手工采摘用于研究的矿床的各个部分的钻芯。进料材料首先用实验室颚式破碎机和辊式破碎机破碎，然后使用琼斯型样品分离器和旋转破碎机分成500g批次。试验样品的组成在表1中给出。对于浮选试验，用具有钢衬里和钢磨矿介质的标准实验室球磨机将原料湿磨。磨矿中的矿浆密度为55.5％。在所有试验中，在整个实验程序中使用离子交换水。磨矿细度为80％-63mu;m。

表1

材料组成

浮选实验在pH为9的碱性区域中使用乙基黄原酸钾（KeX）作为捕收剂，使用配有2l池的Outokumpu实验室浮选机进行。在浮选期间，通过基于虹吸原理的控制器保持电池中的矿浆水平恒定。捕收剂是工业级KeX，将其纯化，将其溶解在无水醇中，随后重结晶。使用聚丙二醇（Aerofroth65）作为起泡剂。制备CaCl₂和Na₂S₂O₃溶液以获得Ca² 和S₂O₃^2-离子。试剂为分析纯。用PHM82标准pH计测量矿浆pH，并使用自动滴定器设定并使用稀盐酸和氢氧化钠溶液控制pH。用Pt-Ag/AgCl（3MKCl）电极的组合测量浆料电位。

应注意测试程序，因为氧化已知影响硫化矿物的浮选。刚磨矿后，用小烧杯从磨矿机中取出浆料样品以测定浆料电势。然后将进料从离心交换到浮选槽中的磨机中洗出。将钙和硫代硫酸盐离子作为溶液加入到细胞中并调理2分钟。离子承载溶液也被添加到水平控制器槽以在浮选期间保持恒定的离子浓度。在pH调节后，将集电器加入到电池中，并将矿浆调节2分钟。接下来，加入1.5ml1％Aerofroth65溶液，并将矿浆再调理一分钟。在浮选4和8分钟后也加入泡沫。在开始浮选试验之前10秒开始通气。在开始浮选之后，在前2分钟内以5s的间隔在盘上刮擦泡沫。之后每十秒钟。在1,2,4,8和16分钟收集浓缩物。将产物干燥并称重用于分析。

除了浮选测试，进行一些实验以评价使用UV/Vis光谱法对硫化物上的捕收剂的吸附。试验程序类似于浮选试验，但不加入起泡剂，不收集泡沫产物。在离子和捕收剂添加之后，在1和2分钟后的调节期间以及在1,2,4,8和16分钟开始曝气之后立即取样。用注射器通过滤纸进行取样。将液体通过0.45mu;mMillipore膜过滤以除去其上可能发生黄原酸酯的进一步吸附的颗粒。将过滤的样品稀释以便在分析仪的灵敏度范围内缩放测量值。使用PyeUnicamPU8600UV/Vis单光束分光光度计在1小时内测量样品的吸收光谱（195-445nm），以防止溶液中的黄原酸盐分解，并从301nm波长的峰确定吸光度值。

3.结果与讨论

硫化物浮选的低选择性是Ni-Cu矿石加工中的常见问题。特别是将镍铬铁矿与磁黄铁矿分离通常是一项困难的任务。众所周知，硫化物的可浮性受许多因素的影响，例如氧化，磨矿介质和工艺用水的质量（Kirjavainen等，2002）。氧化环境倾向于通过使表面富含硫和非极性而使硫化物颗粒更疏水（Hamilton和Woods，1984;Buckley和Woods，1984）以及通过改善硫醇捕集剂的吸附。这通常意味着选择性硫化物分离变得更加困难。这里，目的是考虑钙和硫代硫酸盐离子对来自典型的镍-铜矿的硫化物的浮选性的影响。

通过仅使用黄原酸乙酯作为捕收剂而不添加钙或硫代硫酸盐来进行初步浮选试验以确定在不同捕收剂浓度下的硫化物的可浮性开始工作。目的也是检查测试程序，以便可以进行可重复的测试。黄原酸乙酯的剂量为25,50,75和150g/t。试验表明，在试验中，磨矿后的矿浆电势非常相似，在-493和-520mV之间。然而，在将来自磨矿机的进料转移到电池期间，它在一定程度上氧化，并且这在一些情况下强烈影响硫化物的可浮性。因此，重复这样的试验，使得浮选前的浆料电势处于与一系列的其它试验相同的水平，并且可以获得可比的浮选结果。高的矿浆电势改善了镍和硫化铜的可浮性。此外，硫化物的浮选行为是特别的，特别是在低黄原酸盐浓度。硫化物的可浮性在试验开始时较慢，但在约4分钟后明显改善。这被认为是由于在磨矿期间附着到硫化物颗粒的铁的电偶效应。电化学相互作用可能在测试开始时阻碍硫化物的氧化和黄原酸盐的吸附。然而，逐渐地，铁被氧化，并且硫化物的可浮性增加。黄原酸盐剂量和矿浆氧化对浮选结果的影响在其他地方描述（Kirjavainen等，2002）。在初步试验的基础上，决定在进一步的试验中使用黄原酸盐25-75g/t。

基于Hodgson和Agar（1989）完成的工作选择钙和硫代硫酸根离子浓度。测试的钙离子浓度为350和750mg/l。硫代硫酸根离子浓度为170和340mg/l。在所有三种捕收剂浓度下进行钙测试，但硫代硫酸盐仅在50和75g/t黄原酸盐浓度下进行研究。测试中的浆料电势在一定程度上显示出比初步测试更高的变化，但这可能是由于添加的离子。浮选过程中矿浆的氧化如图1所示。图1中给出了在75g/t捕收剂浓度下进行的测试的电位曲线。

图1.

在75g/t黄原酸盐浓度下进行的测试中的矿浆电位

一般来说，可以说钙和硫代硫酸盐增强了硫化物的浮选，但它们的作用取决于硫化矿物。图2说明了钙和硫代硫酸盐离子对镍浮选的影响。钙活化硫化镍，特别是在试验开始时，在与铁粉的电化学相互作用有效的区域，硫化物的固有可溶性是可以忽略的，并且硫化物的浮选是基于捕收剂诱导的疏水性。这表明活化机理与硫化物颗粒和铁粉之间的电化学相互作用有关。

图2

钙和硫代硫酸盐离子对镍浮选的影响（KeX75g/t）

硫代硫酸盐的影响在浮选开始时可忽略不计，在一些情况下，镍回收率甚至低于没有硫代硫酸盐添加时的回收率。这可能是硫代硫酸盐添加后较低的离子浓度和更负的矿浆电势的结果。硫代硫酸盐在浮选期间在75g/t黄原酸盐浓度下在铁粉的效果减弱的区域中改善了明显的镍回收率。这表明激活机制与钙相比是不同的。当两种离子组合加入时，似乎硫化镍首先被钙激活，然后被硫代硫酸盐激活。

离子对铁回收的影响呈现在图3中，反映了浮选中磁黄铁矿的行为。显然，钙以与活化硫化镍相同的方式活化硫化铁，但活化作用弱得多。硫代硫酸盐的效果首先很弱，但是浮选过程中磁黄铁矿的浮选性增强得相当强烈，损害了浮选的选择性。离子对镍分离选择性的影响如图4所示。可以看出，特别是钙提高了镍浮选的选择性。

图3

钙和硫代硫酸盐离子对铁回收率的影响（KeX75g/t）

图4

钙和硫代硫酸盐离子对镍浮选选择性的影响

离子对铜浮选的影响，主要是黄铜矿，如图5所示。钙和硫代硫酸盐改善了已经在浮选开始时的硫化铜的可浮性，并且离子的效果似乎随离子浓度稳定地增加，几乎与离子类型无关。在浮选期间在硫代硫酸盐存在下以与用镍和铁硫化物发现的相同的方式提高铜回收率，但是这可能是由于磁黄铁矿-黄铜矿复合颗粒的改善的浮选性的结果。自然地，相同的解释也适用于磁黄铁矿-锰矿复合颗粒。铜浮选的选择性如图6所示。在浮选开始时，用硫代硫酸盐达到铜浮选的最高选择性，当磁黄铁矿的浮选性不太强时。

图5

钙和硫代硫酸盐离子对铜浮选的影响（KeX75g/t）lt;

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