水玻璃在浮选中的应用.docx

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水玻璃在浮选中的应用

水玻璃在选矿中的应用与前景的分析cm&;/Q@

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王成行　童　雄　孙吉鹏3V=T6rN

（昆明理工大学　国土资源工程学院　云南　昆明650093）ZPHk.（$T*

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摘　要　综述了水玻璃的特性及主要用途。

水玻璃、改性水玻璃及其混合物在矿物加工中主要是作为抑制剂和分散剂,对石英、萤石、方解石和磷矿等矿石的浮选都有抑制作用。

提高浮选过程的选择性抑制作用,可以获得更好的选矿指标。

关键词　水玻璃　改性水玻璃　抑制剂　分散剂　浮选

1水玻璃的性质及主要用途

水玻璃是由不同比例的碱金属氧化物与二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐,为青灰色或淡黄色黏稠状液体。

水玻璃又可分为硅酸钾（K2O?

nSiO2）和硅酸钠（Na2O?

nSiO2）。

其中二氧化硅（SiO2）与碱金属氧化物（K2O或Na2O）的摩尔数的比值n,称为水玻璃的模数。

当n≥3时称为中性水玻璃,n<3时称为碱性水玻璃。

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硅酸钾为单斜晶体,白色粉末状,细颗粒状结晶或圆型小球;其熔点为891℃,易溶于水,不溶于乙醇和醚,有很强的吸湿性,易结块状,主要是生产电子管、电视机显像管、电脑显示器玻璃壳的原料。

硅酸钠水玻璃通常是一种黏稠的高浓度强碱性;%SKu

水溶液,常用Na2O?

nSiO2?

xH2O表示。

水玻璃中硅酸钠含量为35%～50%,黏度0.25～0.5Pa?

s,pH值13～14,滴定碱度相当于3～4mol/L的NaOH溶液。

其主要用于包装材料的胶粘剂、清洁剂的原料、耐火材料及铸造业的原料、制造化工产品的原料、混凝土的速凝剂。

选矿中通常用的水玻璃就是指的硅酸钠水玻璃。

2　水玻璃在选矿中的应用及理论基础

水玻璃是一种无机胶体,是浮选非硫化矿或某些硫化矿的调整剂,它对石英、硅酸盐等脉石矿物有良好的抑制作用。

当用脂肪酸作为捕收剂,浮选萤石、方解石和白钨矿时,用水玻璃可作为选择性抑制剂。

水玻璃用量较大时,对硫化矿也有抑制作用〔1〕。

同时水玻璃常常作为浮选的分散剂,以改善泡沫发黏现象,提高精矿品位,特别对于含泥量较多的物料浮选十分有用,但是,水玻璃加入过多,会使精矿过滤比较困难。

研究表明,当水玻璃用量相同时,它的“模数”越高,抑制效果越显着。

2.1　水玻璃在铜矿石浮选中的应用

水玻璃在浮选氧化铜矿的试验和生产中,起着分散细泥的作用,虽然它不能使精矿回收率提高至浮选硫化铜矿的水平,但它却有效地分散中矿中的泥团,使中矿分选效果明显改善,浮选操作过程稳定,最终精矿回收率有所提高。

水玻璃作矿泥分散剂的机理,是因为它的硅酸酸粒都带负电,且表面都有水化层,使硅酸胶粒能稳定地分散悬浮在矿浆中,而不会互相团聚和沉降。

当这种胶粒及HSiO-吸附在矿泥表面时,就使矿泥处于分散状态〔2〕。

水玻璃是石英、硅酸盐和铝硅酸盐类矿物的抑制剂,同时又是矿泥的分散剂。

在铜-硫分离试验中,使用水玻璃作为脉石矿物的抑制剂,强化铜-硫浮选分离,铜精矿品位较加石灰工艺提高0.61%,而回收率相当。

可见,在矿泥量较大时,铜-硫分离浮选时添加水玻璃有利于铜精矿品位的提高〔3〕。

某铜、铅、锌硫化矿通过多方案比较后,采用铜-铅优先浮选,得到铜铅混合精矿后,用水玻璃组合抑制剂进行铜-铅分离方案,实现了铜-铅有效分离,获得较好的浮选指标。

通过一粗、二扫和三精及中矿顺序返回流程,用水玻璃+亚硫酸钠+CMC作抑制剂,用丁基铵黑药和乙基黄药作捕收剂,可从含6.15%Cu,40120%Pb的铜铅混合精矿,闭路试验得到含Cu21135%、Pb6148%且Cu回收率为92124%的铜精矿,和含Pb52128%、Cu0165%且Pb回收率为95147%的铅精矿〔4〕。

广东某铜铅混合精矿,用常规方法分离困难,为了达到铜-铅分离的目的,试验采用高频振动细筛,先将混合精矿分级,然后对+01088mm筛上粒级进行摇床重选;对-01088mm筛下粒级,用CMC、亚硫酸钠和水玻璃混合剂作抑制剂,用Z-200作捕收剂,E[>}qN{L!

抑铅浮铜。

小型试验结果得到含Cu24.15%、Pb3168%的铜精矿和含Pb63170%、含Cu1190%的铅精矿。

工业试验结果:

铜精矿含Cu22135%、含Pb4102%;铅精矿含Pb60131%,Cu2179%〔5〕

212　水玻璃在萤石浮选中的应用

萤石浮选领域长期存在以下三大难题:

萤石与微细粒石英或片状云母等含硅矿物的分离,萤石与重晶石、黄铁矿等含硫矿物的分离,萤石与方解石、白钨矿等含钙矿物的分离。

由于“H系列改性水玻璃复合剂”的研制成功,并合理引入中矿呈“双回路”循环,提高了粗（中）粒嵌布萤石-石英矿石浮选指标〔6〕。

酸化水玻璃对萤石-石英型矿石中的SiO2具有很强的选择性抑制作用,其选择性抑制效果明显优于水玻璃等抑制剂。

研究表明〔7〕,这种抑制剂使矿浆pH值呈弱酸性,从而带强亲水性离子的H2SiO3胶粒成为主要的抑制组分,同时也消除了钙及其它难免金属离子对石英的活化。

此外,酸化水玻璃具脆性消泡作用,能有效改善浮选泡沫特性,强化泡沫的二次富集作用,从而强化除硅效果。

酸性水玻璃不仅使二氧化硅和矿泥在弱酸性条件下得到很好的抑制,实现萤石精矿降硅的目的,使萤石精矿达到一级品的要求,而且使萤石矿物的可浮性有所提高,减少了捕收剂的用量,为产出高质量的萤石精矿创造了有利的条件〔8〕。

水玻璃+焦性没食子酸+硫酸亚铁是萤石-重晶石矿石分离中良好的组合药剂,它们的协同作用能有效抑制重晶石,而对萤石无抑制作用。

研究结果表明,用它分离萤石-重晶石矿石能够获得良好的分选指标:

四次精选精矿CaF2品位达97%以上,RT%.Gpl

粗选精矿回收率（开路）在82%以上〔9〕。

某萤石矿含65187%CaF2、11112%CaO,方解石和白云石含量为18109%。

用油酸作捕收剂,用一般的抑制剂进行浮选,无法得到合格精矿。

采用酸化水玻璃+Y添加剂+A添加剂,即M2Y2A混合抑制剂得到较好效果（混合抑制剂中的M代表酸化水玻璃,Y和A为添加剂）。

当M∶Y∶A比例为015∶013∶0105时,试验效果最好,可得到含CaF2>98%、方解石<110%、CaF2回收率8415%～8517%的萤石精矿〔10〕。

213　水玻璃在钨矿石浮选中的应用

白钨矿浮选中磷矿物会引起白钨精矿磷含量超标,通常的办法是酸浸或摇床重选分离,但对于稀土矿物磷钇矿、独居石引起的磷超标就无能为力了。

为此,黄宝光〔11〕在浮选中用水玻璃抑制含磷稀土矿物和磷灰石,取得了比较好的技术指标,解决了酸浸和摇床重选分离无法分选的难题,处理了一批积压的含磷较高的白钨矿粗精矿,为企业创造了显着的经济效益。

水玻璃模数是浮选白钨矿的主要参数。

某矽卡岩型白钨矿采用低模数的水玻璃作为脉石矿物的抑制剂,试验确定的模数为212,此时,白钨矿粗选的水玻璃用量为5000g/t。

通过小型闭路试验〔12〕,获得白钨矿精矿含WO369184%、WO3回收率为70.76%的指标。

张忠汉〔13〕等依据白钨矿矿石性质,采用一次磨细的单一浮选流程,在Na2CO3碱性介质中用改性Na2SiO3和改性脂肪酸进行白钨矿粗选,采用水玻璃+YN进行白钨加温精选。

小型试验和工业试验均获得良好的指标,在原矿含WO31145%的工业试验中,获得品位68119%、回收率82116%的白钨精矿。

高玉德〔14〕从黑钨矿细泥浮选作用的机理入手,对黑钨矿细泥与萤石、方解石、石英等矿物的浮选分离研究,取得了重大突破。

在pH为615～710的矿浆中,采用硝酸铅为活化剂,水玻璃、硫酸铝等为组合抑制剂,苯甲羟肟酸与塔尔皂等共用的组合捕收剂,当给矿品位WO31162%,钙矿物含量大于70%,-40μm粒级约占90%时,采用一次粗选、三次精选、三次扫选工艺流程,可获得WO366104%、回收Zy8s02^3l

率90136%的浮选精矿,技术指标达到先进水平,基本解决了富含钙矿物黑钨矿细泥回收的技术难题。

周晓彤〔15〕等采用改性水玻璃和钨矿物的有效。

活化剂ZP、螯合捕收剂GY,制定用GY法浮选黑白钨新工艺,处理含01599%WO3的复杂钨矿。

小型试验获得优异选别指标,获得WO3品位73126%、回收率为%的白钨矿精矿,WO3品位66.25%、回收率为13155%,钨总回收率达%的黑钨矿精矿。

根据柿竹园钨钼铋萤石多金属矿石的工艺矿物学特性,研究开发出GY法浮钨新工艺。

用改性水玻璃选择性抑制萤石等脉石矿物,用铅盐活化钨矿物,用新型螯合捕收剂（代号:

GY）混合浮选黑钨矿和白钨矿,对混合粗精矿进行加温精选,得到白钨精矿,对精选尾矿用GY捕收剂浮选,得到黑钨精矿。

工业试验结果表明〔16〕,对含WO30147%的原矿,钨精矿WO3品位可达到70107%,钨总回收率达到81162%。

与733氧化石蜡皂法相比,钨粗精矿量大为减少,回收率大幅度提高。

湖南柿竹园多金属矿白钨加温精选时,硫化钠和水玻璃混用比单一用水玻璃能使白钨矿与脉石矿物更好地分离,可减少水玻璃用量,节约成本,能更稳定地获得高质量白钨精矿;加温精选中硫化钠在矿浆中的优势组分是HS-,HS-能排斥吸附在黄铁矿、磁黄铁矿表面的捕收剂,并吸附在硫化矿表面而起抑制作用,故提高了白钨精矿的质量。

朱建光〔17〕认为,白钨粗精矿加水玻璃加温精选的彼得洛夫精选白钨法,除加进水玻璃再加硫化钠将白钨粗精矿加温精选,应该说是对着名的彼得洛夫法的补充。

的捕收能力和更好的选择性,并确定了水玻璃是分离脉石矿物石英的有效抑制剂,适宜的矿浆pH值为10。

在单矿物试验的基础上,对实际尾矿样进行浮选试验,获得了P2O5品位为25132%、回收率为69187%的磷精矿,实现了该尾矿中磷灰石的有效分选。

胡岳华〔23〕等通过浮选试验、Zeta电位与吸附量测定及溶液平衡计算,研究了水玻璃与磷灰石及方解石的相互作用。

方解石的溶解度较大,溶解后钙

214　水玻璃在钼矿石浮选中的应用

离子浓度较大,水玻璃水解组分HSiO及SiO2改性水玻璃用于钼矿石和钨矿石的浮选过程中效果显着,能强烈地抑制与目的矿物具有相近可浮