球磨介质及尺寸对铜锌矿矿浆化学性质及矿物表面-中国有色金属学报.PDF

第 27 卷第 8 期 中国有色金属学报 2017 年 8 月 Volume 27 Number 8 The Chinese Journal of Nonferrous Metals August 2017 DOI ：10.19476/j.ysxb.1004.0609.2017.08.20 球磨介质及尺寸对铜锌矿矿浆化学性质及 矿物表面化学性质的影响 1, 2 2 2 1 1 陈 哲 ，夏柳荫 ，Brian HART ，池汝安 ，余军霞 (1. 武汉工程大学 化学与环境工程学院，武汉 430073 ； 2. 西安大略大学 表面化学研究所，安大略 伦敦 N6G 0J3) 摘 要：采用飞行时间二次离子质谱仪和改良球磨机研究了磨矿环境对铜锌矿矿浆的化学性质和闪锌矿的表面化 学性质的影响。通过采用改良后的球磨机实现磨矿过程中溶液 pH 、矿浆电位、电导率、溶解氧含量及离子浓度 等矿浆化学性质的实时监测。随着磨矿时间的延长，矿浆 pH 值缓慢升高，矿浆电位和溶解氧含量迅速下降。结 果表明：球形磨矿介质的直径越小，矿浆中溶解氧消耗越快，磨矿后矿浆静电位越低，矿浆的离子浓度也越低。 飞行时间二次离子质谱仪对磨矿后闪锌矿的表面化学分析表明，磨矿后铁氧化物和氢氧化物会附着于闪锌矿表 面，球磨介质的材料与尺寸大小对矿物表面存在的二次离子有较大影响。分别与不锈钢球或者 2.54 cm 的大球相 比，铸铁球或 1.27 cm 的小球可为矿浆提供更多的铁离子，促进磨矿环境下的电化学反应，从而在闪锌矿表面累 积更多的铁氧化物或氢氧化物，降低铜离子的吸附。因此，矿浆化学性质和闪锌矿的表面化学性质受磨矿介质的 材料与介质的尺寸控制。 关键词：闪锌矿；磨矿；溶液化学；表面化学；飞行时间二次离子质谱 文章编号：1004-0609(2017)-08-1701-07 中图分类号：TD95 文献标志码：A 磨矿是矿物加工过程中的关键环节之一，也是一 矿的浮选时也得到了类似的结果。李文娟等[13]在研究 种存在多相多化学反应的复杂流体力学过程[1−2] 。磨矿 硫化矿浮选过程中发现由于存在硫化矿矿物和磨矿介 不仅可以改变矿物颗粒的大小使矿物单体解离，磨矿 质的电偶作用或磨矿体系中伽伐尼电偶作用，会影响 过程中发生在矿物表面发生的电化学反应也会改变矿 矿物原本的静电位造成磨矿介质磨损并发现有氧化物 物的表面化学和矿浆的溶液化学性质，因此磨矿时的 在闪锌矿表面附着。AZIZI 等[14]研究表明用高铬铁合 各项参数会对矿物的后续浮选分离有深远影响。硫化 金比使用高碳钢作为磨矿介质能提升方铅矿和黄铁矿 矿的磨矿环境较氧化矿复杂，主要由矿浆电位(φ)、酸 的回收率。 碱度(pH 值) 、矿浆中的氧含量、矿物表面的附着离子 磨矿过程中磨矿效率是最关键因素之一，因此球 [3−7] 。PENG 等[8] 磨介质大小对磨矿效率和能量的使用显得尤为重 以及矿浆中伽伐尼电偶作用共同决定 研究人员已经证实，当磨矿介质为铸铁时，会导致 黄 要[15−17] 。但是尚未见关于磨矿介质大小对矿浆化学性 铁矿的天然可浮性明显降低。高力强及其他研究员发 质影响的研究报道。在此，本文作者以闪锌矿为研究 现，铁闪锌矿和黄铜矿表面形成铁的氧化物是导致矿 对象，通过使用不同材料不同大小的球磨介质研究矿 [9] [10] 物可浮性降低的主要因素 。PENG 等 通过实验也 浆的溶液化学和矿物的表面化学，进一步分析闪锌矿 证明，在强碱环境下，方铅矿和黄铜矿中