与硅酸盐矿物共生的锡矿(如锡石与石英、长石等伴生)在浮选分离中存在显著技术瓶颈,核心挑战主要表现在哪些方面?
首先,锡石与硅酸盐(如石英)均为氧化物矿物,表面羟基(—OH)在相同pH条件下荷电特性相近(等电点均接近pH 4–5),传统阴离子捕收剂(如脂肪酸、膦酸)对二者吸附选择性低,需依赖高剂量调整剂(如pH调节剂、活化剂)强化差异,但易导致药剂制度复杂化及成本上升;
其次,细粒锡石密度大(~7g/cm³),在浮选槽中沉降速度快,与气泡碰撞概率低,比表面积增大容易导致表面能升高,易与硅酸盐通过范德华力发生异质凝聚,形成“矿物罩盖”现象;
第三,伴生矿物溶解的金属离子(Fe³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)会吸附于锡石表面:
Fe³⁺:在pH>4时形成Fe(OH)₃胶膜,掩盖锡石活性位点;
Ca²⁺/Mg²⁺:与捕收剂发生竞争吸附,降低药剂有效浓度,同时活化硅酸盐表面,例如,铅离子(Pb²⁺)虽在酸性条件下活化锡石,但在碱性环境中反而抑制其可浮性。
加之传统高效捕收剂(如胂酸)因剧毒被禁用,而膦酸类药剂价格高昂(单吨成本超万元);羟肟酸类虽环保但抗硬水能力差,在含钙镁矿浆中易失效。
有哪些办法可以解决这些难题?
不妨采取以下几种手段:
1、以粗粒级锡石(+74μm)作为载体,通过异质凝聚携带微细粒锡石上浮。关键在于添加分散剂(如六偏磷酸钠)抑制硅酸盐罩盖;
2、在浮选槽内构建层流-湍流过渡区,延长微细粒停留时间。例如采用旋流-静态微泡浮选柱,通过离心力场增强颗粒-气泡粘附;
3、采用重-浮-磁联合流程,浮选前预处理,选择性加热锡石(介电常数高),扩大其与硅酸盐的表面性质差异,并用氧化硫硫杆菌去除表面氧化膜,暴露新鲜表面;云南某矿采用该流程,综合回收率从58%提升至80%;
4、加入中国选矿药剂网特别研制的LF-58X型氧化锡矿络合捕收剂,这种捕收剂因其特殊的孤对氮结构和高效的螯合作用,可以在不使用硫化的情况下达到良好的浮选效果。
但需要注意的是,添加的药剂量必须严格控制,以免过量导致负面影响。
LF-58X型氧化锡矿络合捕收剂主要呈红色或粉红色粉状,一定的味道;有效活性达85%~90%,用量在300g—400g/T,配合苯甲羟肟,效果会更好。
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