浮选分离镍黄铁矿和利蛇纹石的矿泥罩盖

Kristen E. Bremmell， Daniel Fornasiero， John Ralston.

伊恩·华克研究所，南澳大利亚大学莫森湖泊，于2004年5月18日收到，于2004年10月7日认可，于2004年12月10日上传网上。

摘要

硅酸镁轴承矿物，如利蛇纹石，导致浮选硫化镍矿石回收有用矿物的问题(如硫镍铁矿)。聚合物分散剂的添加，羧甲基纤维素(CMC)，已被发现在浮选提高镍回收率。利蛇纹石和镍黄铁矿之间的交互作用可通过原子力显微镜(AFM)和电位电势，pH值的函数和CMC来测试研究。利蛇纹石的矿物带正电荷，电位电势独立的镍黄铁矿颗粒的大小和符号依赖pH值的且pH值高于4.5。在pH值大于9，硫化镍矿石的浮选效果很好，这两种矿物是电荷相反的，因此通过静电吸引机制。之间的直接交互力测量镍黄铁矿和利蛇纹石表面作为pH值的函数证明这一点吸引力的互动。吸附利蛇纹石/ CMC的解决方案界面过度补偿利蛇纹石的正电荷粒子及其电动电势呈现负的。在CMC的存在，排斥之间的相互作用力利蛇纹石和镍黄铁矿在AFM测量，这个结果解释了以前的和现在的浮选效果研究的问题。

copy;2004爱思唯尔保留价值所有权利。

关键词：硫镍铁矿；利蛇纹石；粘液分散；浮选；交互作用，AFM

第一章 介绍

在硫化镍处理，硅酸镁(氧化镁)脉石矿物通常集中造成的下游处理问题以及增加冶炼成本。此外，这些亲水矿物质干扰宝贵的硫化矿物的浮选镍黄铁矿。分别以颗粒的浮选通过复合粒子或附件到有价值的矿物作为“黏液涂料”。一个亲水涂料粘液颗粒会减少硫化的疏水性粒子也可以减少收集器吸附^[1]。要么这些浮选机制将减少浮选率和恢复，因此会导致较低的有用硫化矿物回收率^{[2 - 4]}。

黏液涂料利蛇纹石和温石棉被发现附着镍黄铁矿的表面，降低浮选^[5-9]。它已经从浮选的研究，推导出形成黏液涂料表面直接相关的镍黄铁矿和采用煤矸石颗粒^[5]。随着静电吸引作用的缓慢增强在pH值9.5^[10]，因此可能会附加通过静电吸引带负电荷的镍黄铁矿表面。前面所讨论的，分散剂将吸附到粘液颗粒来改变他们的电性和防止静电吸引^[11-14]。

羧甲基纤维素(CMC)是一种阴离子型聚合物和常用驱散粘液颗粒分别类型从硫化矿物表面^{[4、5、15、16]}。吸附CMC在分别以矿物质会改变的电位、他们的电性和反向或防止与镍黄铁矿的异质凝结。CMC已被证明，使用红外线光谱，通过个别吸附到矿物表面与矿物表面阳离子也交互通过与阳离子的静电吸引矿物质^[17]。通过镍矿石浮选研究^[16]提出，CMC作为分散剂，通过吸附煤泥，产生一个静电和空间障碍附件。

原子力显微镜(AFM)允许胶体探针与表面之间的相互作用来衡量。使用这种技术可以直接测量两个相关的粒子之间的相互作用力是一个函数解的条件^[18、19]，聚合物的存在(例如^[20、21]，也被用于研究粒子交互和药剂在浮选的影响^[22]。在后者的研究中，结合电动电势和吸附研究，带负电的粒子的浮选效率表面活性剂的存在被发现与测量相互作用的力量。

在目前的研究中我们有相关电动zeta;潜在的测量、扫描电镜分析和直接交互力测量的硫化镍，镍黄铁矿，利蛇纹石，硅酸镁的矿物的浮选镍黄铁矿，脉石矿物的存在，利蛇纹石。分散剂的作用、CMC、互动利蛇纹石的镍黄铁矿直接调查这些技巧。

第2章 试验

2.1. 材料准备

镍黄铁矿(铁、镍)合成使用的方法由博伊德^[23]提供的。利蛇纹石的矿物集团与化学式式Mg₃Si₂O₅(OH)₄，从自然科学的建立，羧甲基纤维素聚合物(CMC)获得了来自加拿大的颜色(加拿大)作为洗涤剂年级；其取代度为0.5的-0.8和分子量大约300公斤/摩尔。CMC的解决方案是在准备的10minus;3米生产硝酸钾，用电磁搅拌器搅拌12 h之前使用。导水、反渗透，产生的离子交换两个阶段，两个阶段的激活碳最终过滤之前，在所有实验工作。这水是“预处理”与硝酸钾pH值9.5作为电解液，通过冒泡N₂为删除溶解的二氧化碳。镍黄铁矿在少量的地面“预处理”水陶瓷研钵和研杵，和分类在不同大小范围使用不锈钢筛子。的 38 - 75尺寸范围是用于浮选时的大小分数低于38米是电泳的保留移动性测量。

2.2.Zeta电位

粒子电泳的机动性的测量是通过垂直安装测量玻璃细胞方式的排列使用马克二世装置。至少10流动性测量在每个执行的两个固定架每个pH值(先后扭转铂电极极化)和平均流动转化为zeta;潜在使用Smoluchowski方程，粒子的大小比双层厚度大。所有实验逐步改变pH值从4 pH值到10，15分钟到达平衡产生一个新的pH值。

2.3. 原子力显微镜

相互作用力的测量进行的毫微秒示波器三世原子力显微镜(数字仪器，圣芭芭拉分校，CA)。一个镍黄铁矿颗粒，14米直径，在悬臂使用Shell环氧树脂1004年热敏感树脂。利蛇纹石粒子被附加与树脂硅晶片。在力模式下操作，镍黄铁矿之间的直接交互力曲线和利蛇纹石收集。使用流体单元、数据收集作为pH值的函数也存在20 ppm CMC背景电解质溶液生产硝酸钾。悬臂弹簧常数据克利夫兰的方法测量等^[24]和0.12 N m。数据之间的交互矿物在水溶液是使用线性拟合泊松玻耳兹曼和范德瓦尔斯方程DLVO理论，允许相关电动电势结果。

2.4. 浮选

矿物浮选中执行修改微孔过滤鹧鸪和史密斯细胞^[25]。矿物分散是引入20分钟的反应容器和条件在“预处理”与N₂气体的排除水pH值为9.5。利蛇纹石，只使用大小分数低于38米。镍黄铁矿是用“预处理”水条件为20分钟。在需要的时候，利蛇纹石和收藏家、钾戊黄原酸(罗马帝国)，在开始和结束时被添加分别调节时期。收集器是条件与矿物进一步5分钟时间。N₂气体在50毫升/分钟的流量是通过不锈钢钢熔块生产0.5 -1.0毫米大小的泡沫。集中收集后0.5，2，4，8分钟的浮选并在预先称量好的烧结玻璃坩埚中恢复过来真空过滤。

2.5. 扫描电子显微镜

一个CAMSCAN CS44FE扫描电子显微镜(SEM)配备了一个x射线能谱仪(edx)是用于生产图片和描述元素的组成non-floating镍黄铁矿颗粒。

2.6. 傅里叶变换红外光谱学

漫反射傅里叶变换红外光谱(1-4厘米分辨率)的矿物样本中使用本研究测定的那些时光岩浆与Nicolet 750谱仪，使用液态氮冷却宽带mercury-cadmium-telluride探测器。干浮选集中和KBr在同一个样本稀释比例，因此红外光谱吸光度(图4)物种的浓度成正比在这些样本。

图1所示， 镍黄铁矿浮选时间和回收率的函数(罗马帝国)浓度(pH值9.5；(镍黄铁矿)= 1.2 g / L)

图2所示， 复苏的镍黄铁矿浮选时间和利蛇纹石的函数浓度(pH值9.5；(镍黄铁矿)= 1.2 g / L；(罗马帝国)= 6.5times;10minus;5米)。

图3所示。复苏后的镍黄铁矿浮选作为函数的8分钟CMC浓度。虚线代表的镍黄铁矿复苏没有利蛇纹石和CMC(pH值9.5；(镍黄铁矿)= 1.2 g / L；(罗马帝国)= 6.5times;10minus;5米；(利蛇纹石)= 0.11 g / L)。

图4所示。利蛇纹石和浮选精矿样品的红外光谱镍黄铁矿条件与利蛇纹石没有和4times;10minus;3 g / LCMC。浮选精矿样品的稀释与溴化钾红外线分析是相同的(样本收集8分钟后浮选；pH值9.5；(镍黄铁矿)= 1.2 g / L；(罗马帝国)= 6.5times;10minus;5米；(利蛇纹石)= 0.11 g / L)。

第3章 结果与讨论

在图1中，可以观察到镍黄铁矿的浮选回收作为时间的函数在pH值为9.5，增加浓度的收集器。浮选回收的镍黄铁矿在缺乏收集器很低8分钟的浮选后(7%)。在收集器，镍黄铁矿复苏明显增加了罗马帝国的浓度6.5times;10^minus;5米，进一步罗马帝国除了生产小收获在复苏。在好利蛇纹石粒子添加之前复苏的收集器，镍黄铁矿下降随着利蛇纹石浓度(图2)从78年的最大恢复到39% 0.11 g / L利蛇纹石补充道。添加CMC，镍黄铁矿复苏可能有些恢复，如图3所示。最大限度的增加在镍黄铁矿复苏获得0.004 -0.006 g / LCMC，更高的CMC浓度降低了镍黄铁矿复苏。类似的效果的CMC观察镍铁矿石在800 g / t CMC被要求最大限度地恢复和进一步的CMC添加镍适得其反^[26]。

图4比较了镍黄铁矿的浮选精矿样品的红外光谱条件与利蛇纹石没有和4times;10minus;3 g / L的CMC(复苏的38个和53%分别浮选8分钟后，如图3所示)。锋利的红外峰在3690cm^-1是独特而蛇形的粘土矿物利蛇纹石所属家族，是由于哦拉伸振动^[27]。首先，这些红外结果证实利蛇纹石存在的表面的镍黄铁矿颗粒(利蛇纹石是一种亲水矿物，因此它不应该报告集中精神除了夹带或如果它是附着在镍黄铁矿；比例的携入的粒子被认为是相同的两个浮选精矿)。其次，很明显，峰值强度在3690厘米^minus;1的红外低镍黄铁矿样品与CMC的频谱没有CMC，这意味着CMC消除了一些利蛇纹石的协议与我们的浮选结果在图3。

直接表面化学调查不同的矿物质，个人电动研究开展镍黄铁矿和利蛇纹石粒子的函数10^minus;3米生产硝酸钾的pH值。图5显示了电动电势利蛇纹石是积极的(25 mV)和独立的pH值，相似的McQuie[8]，而镍黄铁矿是负的pH值大于4.5，增加在大小pH值增加。对于大多数硫化矿物，镍黄铁矿可能增加的价值为10.5(完全氧化对应于的氢氧化镍(28、29)。因此，镍黄铁矿的等电位点值为4.5时表示表面部分覆盖着铁和镍的氢氧化物、与低浮选法在协议中观察到图1所示。在pH值大于4.5，很可能好利蛇纹石的带正电的粒子将附加到带负电荷的镍黄铁矿颗粒表面静电吸引。利蛇纹石吸附的结果镍黄铁矿表面变得更少的疏水性，因此其浮选回收减少(图2)，它被发现这项研究中，收集器的吸附镍黄铁矿(不是所示)并不是在利蛇纹石和减少利蛇纹石没有消耗收集器，协议与早期的观察^[5]。

附件的证据利蛇纹石粒子到镍黄铁矿图6所示的扫描电子显微镜图像的能量色散x射线谱镍黄铁矿颗粒。频谱显示了Mg和Si以及预期的高峰镍黄铁矿(铁、镍、S)，确认硅酸镁泥粒子的吸附到镍黄铁矿。这张图片表明，只有利蛇纹石的颗粒直径小于1米(煤泥)覆盖了镍黄铁矿的表面粒子。以前的研究也表明，微粒有更高的概率比粗剩余的连接吗

在搅拌调节阶段或浮选^[14]，带负电荷的聚合物，如CMC、已经发现驱散这些微粒从镍黄铁矿表面，因此提高镍复苏。在CMC，作为利蛇纹石电动电势的变化CMC浓度的函数。图7表明CMC的浓度增加，电动电势大小的减少。在0.004 g / L CMC，电动电势利蛇纹石变成负的pH值测量，由于吸附带负电荷的程度CMC /补偿固有的积极的潜力利蛇纹石。CMC的电动电势的影响可以忽略不计

镍黄铁矿pH值5，但是使它更加消极在低pH值与吸附在协议带正电的镍黄铁矿颗粒被控制的静电相互作用^[30]。

AFM使交互的直接测量部队经验丰富的镍黄铁矿和利蛇纹石，我们能够证明pH值和CMC的影响镇静剂的粒子相互作用的力量。在图8中，数据规范化的相互作用力的方法之间镍黄铁矿颗粒和利蛇纹石粒子表面10^minus;3米硝酸钾溶液pH值为5.3和9.4所示。在pH值为9.4之间有一个有吸引力的互动两种矿物表面开始明显分离的距离40 nm。这是由于矿物表面相对带电电位在pH值，见电动数据(图5)。当溶液pH值降低至5.3，吸引力一直在减少范围和大小。在这里，镍黄铁矿颗粒的界面电位下降，因此双电层的吸引力也减少了。

粒子交互部队在水溶液通常通过DLVO理论的应用，描述只允许交互部队的定量预测假设双电层的存在和范德瓦尔斯力。通过材料Hamaker的知识常量可以计算粒子表面上的潜力。这种类型的AFM分析被执行过很多系统(例如^{[18、19、31]})。Hamaker常数镍黄铁矿/水/利蛇纹石，或利蛇纹石矿物分开，不可用在文学。为镍黄铁矿^[32]，Hamaker的值列表常数代理通过真空为3.3times;10^minus;20 ，利蛇纹石镁硅酸盐矿物，是一个近似使用的云母Hamaker常数可以使用真空(A33 = 9.7times;10^minus;20 J)。根据经典，简单的结合关系到三十五，Hamaker常数(A123)₂不同的材料(1和3)通过媒体(2)相互作用，当介质3是水(A33 = 3.7times;10^minus;20 J)，的值Hamaker常数为1.3times;10^minus;21 J的计算硫镍铁矿/水/云母系统。(1)的基础上，在当前的研究中使用。这似乎是合理的时候相比，计算了阿特金斯和帕^[36]硫化锌/水/云母系统(1.97times;10^minus;20 J)。硫化锌有更大A₁₁相比，镍黄铁矿((铁、镍)，交互时，因此导致大Hamaker常数水。图8显示测量的作用力量DLV

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

英语原文共 6 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[150049]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word