一种铅硫混合精矿分离黄铁矿抑制剂

1.本发明属于有色金属硫化矿浮选技术领域，具体的说，涉及一种铅硫混合精矿分离黄铁矿抑制剂。


背景技术：

2.黄铁矿是有色金属硫化矿广泛存在的脉石，具有良好的可浮性，特别当被铜铅等金属离子作用后则更易进入铜铅等主金属精矿产品，从而降低精矿品位，增加后续冶炼成本及难度。因此，有价金属硫化物与黄铁矿的浮选分离是矿物加工领域极具挑战的课题。而对于捕收剂作用后的黄铁矿抑制则更加困难。
3.高碱工艺一直是有色金属硫化矿浮选中主流工艺，其主要特点是添加大量石灰，具有抑制能力强，流程稳定的优点。但石灰的大量使用也带来一些问题：泡沫过黏，增加了脉石的机械夹带；石灰易结垢，从而堵塞药剂管道；不利于伴生的金银等稀贵金属的回收；使选矿尾水含有大量的钙离子，增加了尾水的处理及回用的成本。此外，石灰的烧制过程中会释放大量的二氧化碳。
4.无石灰工艺中主要使用亚硫酸钠、次氯酸钠和二氧化硫等无机氧化还原药剂，以及腐殖酸钠和木质素磺酸钠、淀粉和糊精等有机大分子抑制剂。这些抑制剂虽然克服了石灰作为黄铁矿抑制剂的诸多缺点。但其抑制能力弱，药剂用量大，无法适应变化多端的原矿性质，流程极不稳定。此外，两类药剂更多地报道于优先浮选工艺的理论研究中，应用于工业生产尚有相当距离；而且单一使用这两种药剂很难实现对捕收剂作用后的黄铁矿的有效抑制，因而在铅硫混合精矿浮选分离的生产实践中的应用则更鲜有报道。
5.综上所述，目前铅硫混合精矿浮选分离的生产实践中黄铁矿的抑制剂基本上以石灰为主。因此，开发低石灰用量工艺十分迫切。在浮选领域，组合用药是开发新浮选药剂的有效方法，组合用药可能会发挥各组分药剂的优势，而起到协同作用。然而，并非药剂的简单组合就能实现有效的浮选分离，必须考虑组合药剂的选择性、以及捕收性能或者抑制性能。也就是说，组合药剂中的某一组分往往具有不可替代性，即并非使用同类型药剂替换就可实现组合药剂的替换。


技术实现要素：

6.为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种铅硫混合精矿分离黄铁矿抑制剂，不仅能大幅度地降低了石灰用量，又能强化抑制捕收剂作用后的黄铁矿，而对方铅矿无明显抑制作用，从而实现铅硫混合精矿的高效分离。
7.为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
8.所述的铅硫混合精矿分离黄铁矿抑制剂包括石灰、亚硫酸钠和腐殖酸钠，三种药剂复合作用，其中石灰作为ph调整剂及无机抑制剂，亚硫酸钠为氧化还原药剂，腐植酸钠为大分子有机物，三种药剂的复合作用。
9.进一步地，所述石灰、亚硫酸钠和腐殖酸钠三种药剂的质量比为 500～3000:100
～800:10～25。
10.本发明的药剂作用机理如下：
11.根据浮选电化学理论，黄药(x)与方铅矿和黄铁矿表面作用后的疏水产物分别是黄原酸铅和双黄药(x2)，其反应可写为式1～式4：
12.方铅矿：
13.阳极反应：pbs+2x-+4h2o
→
pbx2+so
42-+8h
+
+8e
‑ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
14.阴极反应：o2+2h2o+4e
‑→
4oh-ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
15.黄铁矿：
16.阳极反应：2x-→
x2+2e
‑ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
17.阴极反应：o2+2h2o+4e
‑→
4oh-ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
18.由式1～4知，黄药与方铅矿作用是通过形成黄原酸铅(pbx2)沉淀，而黄药与黄铁矿作用则依赖于黄药在黄铁矿表面氧化生成双黄药(x2)。因此，对于铅硫混合精矿来说，添加一定量的亚硫酸钠可使黄铁矿表面的双黄药还原而解吸，而对方铅矿表面的黄原酸铅则影响较小。因此，亚硫酸钠具有选择性清除黄铁矿表面捕收剂的作用。
19.黄铁矿在高碱环境中其表面氧化电位降低，促进表面氧化生成fe(oh)3和 so
42-等亲水物质，反应见式(5)～式(7)；而且钙离子存在下，黄铁矿表面存在caso4,ca(oh)2和fe(oh)3等亲水性物质。亲水性物质还为黄铁矿与腐殖酸钠作用提供桥梁，且石灰对方铅矿浮选影响较小。
20.fes2+8h2o
→
fe(oh)2+2so
32-+14h
+
+10e-ꢀꢀꢀ
(5)
21.fes2+5h2o
→
fe(oh)2+s2o
32-+8h
+
+6e-ꢀꢀꢀ
(6)
22.fes2+10h2o
→
fe(oh)2+2so
42-+18h
+
+14e-ꢀꢀꢀ
(7)
23.腐殖酸钠具有合适的分子量，能与黄铁矿作用形成空间位阻效应进一步抑制黄铁矿浮选，同时对方铅矿浮选影响较小，腐殖酸钠溶解性好，较羧甲基纤维素、糊精和淀粉等有机物方便配药。
24.本发明的有益效果：
25.1、本发明利用药剂石灰、亚硫酸钠及腐殖酸钠的特定组合作为铅硫混合精矿分离的抑制剂具有较强的抑制能力和良好的选择性，三者显示出来协同作用，而在常见的抑制剂中，腐殖酸钠具有合适的分子量，而亚硫酸钠具有合适的还原性，两者难以被其他药剂取代。
26.2、本发明充分发挥三种药剂抑制作用，亚硫酸钠解吸黄铁矿表面的双黄药，在石灰的作用下黄铁矿表面形成钝化膜，腐殖酸钠在黄铁矿表面形成吸附，形成空间位阻效应，三者相互协同作用，可调整eh-ph，脱除捕收剂，且廉价易得、污染小，抑制能力强。
附图说明
27.图1是本发明的作用机理示意图；
28.a-亚硫酸钠解吸黄铁矿表面的双黄药、b-石灰作用下黄铁矿表面形成钝化膜、 c-腐殖酸钠在黄铁矿表面形成吸附和空间位阻效应。
具体实施方式
29.为了更加清晰地展现出本发明的药剂所产生的有益效果，下面以具体实施例对本发明例所提供的铅硫混合精矿浮选分离高效黄铁矿硫抑制剂进行详细描述。
30.对云南某铅锌矿铅硫混合浮选精矿进行了铅硫分离试验研究。该矿原矿含铅6.90％，含锌22.44％，含硫23.72％，含铁11.56％。铅主要以硫化铅的形式存在，占89.71％，白铅矿占6.67％；锌主要以硫化锌的形式存在，占90.73％；铁主要以硫化铁的形式存在，占83.30％。
31.实施例1
32.所述的铅硫混合精矿分离黄铁矿抑制剂包括石灰、亚硫酸钠和腐殖酸钠，对云南某铅锌矿铅硫混合浮选精矿使用该抑制剂进行铅硫分离，石灰用量为 2000g/t，亚硫酸钠用量为400g/t，腐殖酸钠用量为20g/t，铅粗精矿铅品位为 56.46％，铅回收率为80.79％。
33.实施例2
34.所述的铅硫混合精矿分离黄铁矿抑制剂包括石灰、亚硫酸钠和腐殖酸钠，对云南某铅锌矿铅硫混合浮选精矿使用该抑制剂进行铅硫分离，石灰用量为2000g/t，亚硫酸钠用量为800g/t，腐殖酸钠用量为20g/t，铅粗精矿铅品位为 56.55％，铅回收率为80.92％。
35.实施例3
36.所述的铅硫混合精矿分离黄铁矿抑制剂包括石灰、亚硫酸钠和腐殖酸钠，对云南某铅锌矿铅硫混合浮选精矿使用该抑制剂进行铅硫分离，石灰用量为 2000g/t，亚硫酸钠用量为400g/t，腐殖酸钠用量为25g/t，铅粗精矿铅品位为 58.55％，铅回收率为74.39％。
37.试验分析
38.(1)单一使用石灰作为抑制剂试验
39.对云南某铅锌矿铅硫混合浮选精矿使用石灰作为抑制剂进行铅硫分离试验，石灰用量分别为2000g/t、5000g/t和7000g/t，试验结果如表1所示。
40.表1石灰用量试验结果
[0041][0042]
由表1可知，当石灰用量为2000g/t时,铅粗精矿铅品位为39.63％，锌品位为13.24％，铁品位为13.80％，铅回收率为13.80％，锌回收率为8.32％，铁回收率为16.80％。当石灰用量达到及超过5000g/t时，铅粗精矿铅品位保持为51％以上，且含锌有所降低。该试验表明，采用单一石灰作为铅硫分离抑制剂时，要获得较好的铅硫分离指标，石灰用量不应低于5000g/t，也就是说，采用2000g/t 石灰作为抑制剂时，不能取得理想的铅硫分离效果。
[0043]
(2)单一使用亚硫酸钠作为抑制剂试验
[0044]
对云南某铅锌矿铅硫混合浮选精矿使用亚硫酸钠作为抑制剂进行铅硫分离试验，亚硫酸钠用量为2000g/t，试验结果如表2所示。
[0045]
表2亚硫酸钠试验结果
[0046][0047]
由表2可知，亚硫酸钠用量为2000g/t时,铅粗精矿铅品位仅为35.20％，即单一使用2000g/t亚硫酸钠作为抑制剂无法获得满意的铅硫分离效果。
[0048]
(3)单一使用腐殖酸钠作为抑制剂试验
[0049]
对云南某铅锌矿铅硫混合浮选精矿使用腐殖酸钠作为抑制剂进行铅硫分离试验，腐殖酸钠用量为100g/t，试验结果如表3所示。
[0050]
表3腐殖酸钠试验结果
[0051][0052][0053]
由表3可知，腐殖酸钠用量为100g/t时,铅粗精矿铅品位仅为32.20％，同时铅回收率仅为75.55％，这表明单一腐殖酸钠对黄铁矿抑制效果不理想，对方铅矿又产生一定的抑制作用。因此，单一使用腐殖酸钠作为黄铁矿抑制剂无法获得满意的铅硫分离效果。
[0054]
(4)石灰+腐殖酸钠作为抑制剂试验
[0055]
对云南某铅锌矿铅硫混合浮选精矿使用石灰+腐殖酸钠作为抑制剂进行铅硫分离试验，其中石灰用量为2000g/t，腐殖酸钠用量为20g/t，试验结果如表4 所示。
[0056]
表4石灰+腐殖酸钠试验结果
[0057][0058]
由表4可知，当石灰用量为2000g/t，腐殖酸钠用量为20g/t时，铅粗精矿铅品位为53.46％，铅回收率为80.66％。在铅回收率相当的情况下，使用2000g/t 石灰+20g/t腐殖酸钠获得的铅粗精矿品位高于单用石灰5000g/t及7000g/t时的精矿品位。因此，石灰与腐殖酸钠可以起协同抑制作用，腐殖酸钠的应用可以大幅度降低石灰的用量。
[0059]
(5)石灰+亚硫酸钠作为抑制剂试验
[0060]
对云南某铅锌矿铅硫混合浮选精矿使用石灰+亚硫酸钠作为抑制剂进行铅硫分离试验，其中石灰用量为2000g/t，亚硫酸钠用量为800g/t，试验结果如表5 所示。
[0061]
表5石灰+亚硫酸钠试验结果
[0062][0063]
由表5可知，石灰用量为2000g/t，亚硫酸钠用量为800g/t时，铅粗精矿铅品位为
51.74％，铅回收率为81.60％。使用2000g/t石灰+800g/t亚硫酸钠获得的铅粗精矿指标与单用石灰5000g/t时的指标相近。因此，石灰与亚硫酸钠可以起协同抑制作用，亚硫酸钠的添加可以大幅度降低石灰用量。
[0064]
(6)对云南某铅锌矿铅硫混合浮选精矿使用石灰+亚硫酸钠+腐殖酸钠作为抑制剂进行铅硫分离试验，其中石灰用量为2000g/t，亚硫酸钠用量为400g/t，腐殖酸钠用量为20g/t，试验结果如表6所示。
[0065]
表6石灰+亚硫酸钠+腐殖酸钠试验结果
[0066][0067][0068]
由表6可知，当石灰用量为2000g/t，亚硫酸钠用量为400g/t，腐殖酸钠用量为20g/t时，铅粗精矿铅品位为56.46％，铅回收率为80.79％。在铅回收率相当的情况下，采用石灰+亚硫酸钠+腐殖酸钠组合抑制剂获得的铅粗精矿品位明显高于单用石灰5000g/t及7000g/t时的铅粗精矿品位。同时，也明显高于“石灰+腐殖酸钠”以及“石灰+亚硫酸钠”组合抑制剂获得的铅粗精矿品位。因此，石灰、亚硫酸钠与腐殖酸钠三者可以起协同抑制作用，获得较好的铅硫分离指标，同时又可以大幅度降低石灰用量。
[0069]
当石灰用量为2000g/t，亚硫酸钠用量为80g/t，腐殖酸钠用量为20g/t时，铅粗精
矿铅品位为53.55％，铅回收率为78.65％，相对于亚硫酸钠用量为400g/t 时铅粗精矿品位有所下降。当石灰用量为2000g/t，亚硫酸钠用量为800g/t，腐殖酸钠用量为20g/t时，铅粗精矿铅品位为56.55％，铅回收率为80.92％，指标较石灰用量为2000g/t，亚硫酸钠用量为400g/t，腐殖酸钠用量为20g/t时，区别不大。
[0070]
当石灰用量为2000g/t，亚硫酸钠用量为400g/t，腐殖酸钠用量为25g/t时，铅粗精矿铅品位为58.55％，铅回收率为74.39％，铅回收率相对于腐殖酸钠用量为20g/t时有所下降。当石灰用量为2000g/t，亚硫酸钠用量为400g/t，腐殖酸钠用量为5g/t时，铅粗精矿铅品位为52.55％，铅回收率为80.56％，铅粗精矿铅品位略有下降。
[0071]
因此，从上表可看出，亚硫酸钠和腐殖酸钠用量过高会使方铅矿受到抑制，影响铅回收率，亚硫酸钠和腐殖酸钠用量过少则不能很好的起到分离效果，影响铅粗精矿铅的品位。
[0072]
(7)石灰+木质素磺酸钠作为抑制剂试验
[0073]
对云南某铅锌矿铅硫混合浮选精矿使用石灰+木质素磺酸钠作为抑制剂进行铅硫分离试验，使用石灰2000g/t，木质素磺酸钠20g/t，试验结果如表7所示。
[0074]
表7石灰+木质素磺酸钠试验结果
[0075][0076]
表7为石灰与木质素磺酸钠组合抑试验结果，由表可知，铅粗精矿品位为 51.24％，但铅回收率仅为69.75％，较正常指标低10个百分点左右。这表明木质素磺酸钠虽然对硫表现出一定的抑制能力，但其抑制效果并不佳，而木质素磺酸钠对铅表现出一定的抑制效果，故木质素磺酸钠不适宜作为铅硫分离抑制剂。
[0077]
(8)石灰+单宁酸作为抑制剂试验
[0078]
对云南某铅锌矿铅硫混合浮选精矿使用石灰+单宁酸作为抑制剂进行铅硫分离试验，使用石灰2000g/t，单宁酸20g/t，试验结果如表8所示。
[0079]
表8石灰+单宁酸试验结果
[0080][0081]
表8为石灰与单宁酸组合抑制试验结果，由表可知，铅粗精矿品位仅为 33.20％，表明单宁酸与石灰组合对黄铁矿抑制能力较弱，铅硫分离效果较差，该组合不能作为铅硫混合精矿分离的抑制剂。
[0082]
(9)对云南某铅锌矿铅硫混合浮选精矿使用石灰+硫化钠作为抑制剂进行铅硫分离试验，使用石灰2000g/t，硫化钠800g/t，试验结果如表9所示。
[0083][0084]
表9为石灰与硫化钠组合抑制剂试验结果，由表9可知，铅粗精矿品位为 48.64％，但回收率仅为65.0％。表明石灰与硫化钠组合抑制剂对方铅矿产生了一定的抑制，该组合选择性差。
[0085]
综合试验(1)～(9)可知，单一采用石灰作为铅硫混合粗精矿浮选分离的抑制剂时，药剂用量较大，石灰用量不能低于5kg/t。而亚硫酸钠或腐殖酸钠单独使用作为铅硫分离的抑制剂，但均分别能与石灰起协同抑制作用，并大幅度地降低石灰用量。亚硫酸钠、腐殖酸钠与石灰三者组合能获得更高的铅粗精矿品位，同时铅回收率不受影响。石灰分别与木质素磺酸钠、单宁酸及硫化钠组合试验表明，木质素磺酸钠或单宁酸与石灰组合作为铅硫分离抑制剂效果较差。这主要是因为木质素磺酸钠分子量较腐殖酸钠大，抑制能力过强，导致选择性降低，降低了铅回收率；而单宁酸较腐殖酸钠分子量过小，抑制能力较差，导致铅粗精矿品位较低；而硫化钠还原性较亚硫酸钠过强，导致方铅矿也受到抑制，影响了铅回收率。
[0086]
综上分析，本发明的抑制剂，即石灰、亚硫酸钠及腐殖酸钠的特定组合作为铅硫混合精矿分离的抑制剂具有较强的抑制能力和良好的选择性，三者显示出来协同作用。而在常见的抑制剂中，腐殖酸钠具有合适的分子量，而亚硫酸钠具有合适的还原性，两者难以被其他药剂取代。
[0087]
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在
形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。