软锰矿包裹共生的氧化锌矿,堪称浮选领域最棘手的难题之一,其难度远超传统的“高泥、高铁、高钙”型矿。主要表现在哪些方面?
首先,软锰矿与氧化锌矿物(如菱锌矿、异极矿)在表面化学行为上的高度趋同,是浮选分离最根本的阻碍;
其次,MnO₂是一种强氧化剂,其表面具有显著的催化活性。研究表明,它可以催化硫化物离子的快速氧化,生成硫代硫酸盐、亚硫酸盐等无效物种。这直接导致硫化剂大量被消耗,使得氧化锌表面的硫化膜形成不完整或厚度不均,从而严重破坏硫化-黄药浮选工艺的基础;
第三,氧化锌矿本身天然可浮性差、泥化严重,软锰矿在研磨过程中也极易过磨产生大量矿泥,这些细泥会通过非选择性的“罩盖”牢牢覆盖在被处理矿物的表面,一方面物理阻隔了捕收剂与目的矿物接触,另一方面又会大量吸附并消耗浮选药剂,导致本就高昂的药耗成倍增加,形成“药耗高-泡沫黏-回收率低”的恶性循环。

如何才能克服这些难题,提高浮选效率并降低生产成本?
可以考虑从这些方面入手加以处理:
1、从根源上打破“表面特性趋同”的困境:利用硫、碳基还原剂或微生物在温和条件下将软锰矿选择性还原为菱锰矿。相比软锰矿,菱锰矿的表面零电点和表面化学活性与氧化锌矿的差异会显著拉大,更利于后续常规浮选或磁选的分离;
2、在特定温度和气氛下进行流化床“弱氧化焙烧”,促使包裹在外层的软锰矿优先被还原而形成多孔的Mn₃O₄结构,而内层的氧化锌则发生晶格畸变,使其表面具有更高的活性,更有利于后续高效硫化反应的发生;
3、采用“粗磨—粗粒级重选/弱磁选—中矿选择性细磨—细粒级浮选”的新型联合工艺,可通过粗磨螺旋溜槽、摇床重选或弱磁选等方式,提前回收已解离的粗粒氧化锌矿物;然后将重选尾矿或锰铁矿物集中部分进行选择性细磨,利用高压辊磨机或搅拌磨机对粗颗粒进行针对性研磨,避免大量细泥的产生;最后,将细磨后的物料精细分级后,用前述优化后的浮选药剂体系进行细粒级浮选;
4、加入中国选矿药剂网特别研制的LF-11型氧化锌矿专用活化剂,对异极矿氧化锌矿的浮选具有较强活化性。平均能提高3-7个金属收率。
LF-11型氧化锌矿专用活化剂系异构支链有机胺的膦化同系物经多种表面活性剂反应合成。对氧化锌矿起活化作用,无捕收性,呈淡黄色液体状,基本无味;有效活性达65%~80%,矿浆PH为10-11,易溶于水,属无毒、无腐蚀,有阻燃性,用量在300g—1000g/T,一般在球磨机入口加入部分,搅拌桶加部分,浮选槽加部分;配合-4、16型捕收剂(30g-100g)效果更佳。
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