《选钼回水中铝离子对辉钼矿可浮性的影响机制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《选钼回水中铝离子对辉钼矿可浮性的影响机制（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、选钼回水中铝离子对辉钼矿可浮性的影响机制 李慧 何廷树 靳建平 张崇辉 王真 袁航 西安建筑科技大学材料与矿资学院 西安西北有色地质研究院有限公司 摘 要： 通过辉钼矿浮选实验、Zeta 电位测试、Al 3+溶液化学分析及 X 射线光电子能谱分析 (XPS) , 研究了选钼回水中的 Al3+对辉钼矿可浮性的影响及其作用机制.结果表明, 铝离子会恶化辉钼矿的浮选指标, 并导致其表面 Zeta 电位显著偏移, 表明辉钼矿表面有 Al3+吸附;Al 3+在溶液中主要以铝离子、羟基铝离子、氢氧化铝沉淀形式存在, 后两者具有极强的极性, 能吸附在辉钼矿活泼的“棱”上, 铝离子与辉钼矿“棱”氧化生成的 M
2、oO42-反应生成钼酸铝沉淀;由于辉钼矿“棱”的面积比“面”的面积小很多, 而铝离子主要吸附在“棱”上, 因此铝元素含量不多, 但其确实能吸附在辉钼矿表面, 且既有物理吸附也有化学吸附.关键词： 辉钼矿; 回水; Al3+; 溶液化学分析; 电动电位; XPS 分析; 作者简介：李慧 (1984-) , 女, 山东省日照市人, 博士研究生, 讲师, 矿物加工工程专业, Tel:15991674357;E-mail:;作者简介：何廷树, 通讯联系人, 13991882502, E-mail:收稿日期：2017-10-11基金：国家自然科学基金资助项目 (编号:51674184) Influenc
3、e Mechanism of Al3+ from Recycled Water of Mineral Processing on Floatability of MolybdeniteHui LI Tingshu HE Jianping JIN Chonghui ZHANG Zhen WANG Hang YUAN College of Material and Resource, Xian University of Architecture and Technology; Xian Northwest Geological Institute Company of Nonferrous Me
4、tals Co., Ltd.; Abstract： The influences of Al3+ from recycled water of mineral processing on molybdenite floatability and its mechanism of action were systematically studied, through flotation tests of molybdenite, measurement of electric potential, Al3+ solution chemical analysis, and X-ray photoe
5、lectron spectroscopy (XPS) . The results indicated that Al3+ can worsen the flotation index of the molybdenite and lead to a significant deviation of its surface potential, indicating that there is lots of Al3+ adsorption on the surface of molybdenite. Al3+ in solution mainly exists in the forms of
6、aluminum ion, hydroxy aluminum ion and aluminum hydroxide. Hydroxy aluminium ion, aluminum hydroxide precipitation with a strong polarity, can adsorb on lively “edge” of molybdenite, and the aluminum ions can produce chemical reaction with MoO42- because of molybdenite “edge” oxide generated. With t
7、he reason of the area of “edge” much smaller than that of “face”, the aluminum ions are mainly adsorbed on the “edge”, so the content of aluminum is not much, but the aluminum ions can adsorb on the surface of molybdenite, indeed both physical adsorption and chemical adsorption.Keyword： molybdenite;
8、 recycled water; Al3+; solution chemical analysis; electric potential; XPS analysis; Received： 2017-10-111 前言我国选矿厂数量众多, 选矿废水排放量也大, 每年矿山选矿废水约占我国工业废水排放总量的 1/10, 但处理率不到 10%, 绝大多数选钼厂的选矿废水都要返回选厂循环利用1-3.由于钼矿石的矿物构成不同, 所用浮选药剂也不同, 导致选钼废水性质不同, 选矿废水回用对浮选指标影响很大4-6.水玻璃含量高的尾矿浆很难自然澄清, 尾矿废水需经处理后方能返回选厂再用.尾矿废水的处理方法很多
9、7-10, 常用的有化学沉淀法和混凝沉淀法等, 常用的沉淀剂有石灰、煅烧白云石, 常用的絮凝剂为聚丙烯酰胺, 常用的凝聚剂有氯化铝、硫酸铁、硫酸亚铁等.沉淀处理使选钼尾矿废水中除含少量残留的有机浮选药剂及悬浮物外, 还含大量 Ca, Mg, Al, Fe, Fe, K 等难免离子7,8, 会恶化水质, 增大选钼矿浆溶液的化学复杂性, 对辉钼矿的浮选行为产生影响.因此研究选钼回水中金属离子对辉钼矿浮选行为的影响尤为重要.国内外有许多关于金属离子对金属矿物浮选效果影响的研究, 但金属离子对辉钼矿浮选的影响研究较少, 对某一金属离子的系统研究更少.本工作重点研究选矿废水中添加凝聚剂氯化铝残留的铝离子
10、对辉钼矿浮选行为的影响, 进行了纯矿物浮选实验及铝离子吸附特性、Zeta 电位和离子溶液分析, 研究铝离子对辉钼矿浮选效果的影响及作用机理, 为选矿废水的回用提供一定理论基础.2 实验2.1 材料与试剂2.1.1 矿样纯辉钼矿取自广西桂林某地, 砸碎、剪成小于 2 mm 的片状, 用快速粉碎机多次粉碎、筛分, 得 38150m 的样品, Mo S 2含量为 96.2%, 其 X 射线衍射谱见图1.图 1 纯辉钼矿的 XRD 谱 Fig.1 XRD pattern of pure molybdenite 下载原图2.1.2 试剂煤油为捕收剂, 松醇油 (工业级, 淄博元兴化工有限公司) 为起泡剂
11、, Na OH和 HCl (分析纯, 风船化学试剂科技有限公司) 为 p H 值调整剂, 实验用水为蒸馏水.2.2 实验设备与分析仪器p HS-25 型 p H 计 (上海今迈仪器仪表有限公司) , 85-2 磁力搅拌器 (上海司乐仪器有限公司) , ZC-04 快速粉碎机 (杭州卓驰仪器有限公司) , YZF-6250真空干燥箱 (上海姚氏仪器有限公司) , XFG 型挂槽式浮选机 (长春探矿机械厂) , XPM-120X3 型三头研磨机 (南昌市力源矿冶设备有限公司) , Delsa-440SX 型动电电位测定仪 (上海中晨数字技术设备有限公司) , K-Alpha 型 X 射线光电子能谱
12、仪 (XPS, 日本岛津公司) .2.3 实验方法2.3.1 浮选实验纯矿物浮选实验:矿样用量每次 2 g, 实验前先超声清洗表面 10 min 两次, 倒入槽式浮选机的浮选槽内, 加 40 m L 蒸馏水搅拌 2 min, 按浮选流程 (图 2) 加药、刮泡, 所得产品过滤、烘干、称重, 计算回收率.图 2 浮选流程 Fig.2 Flotation flowsheet of mineral 下载原图实际矿物浮选实验矿样用量每次 500 g, 流程同上.2.3.2 分析及数据处理Zeta 电位测定:将 50 mg 辉钼矿单矿物研磨至小于 5m, 用 Na OH 溶液超声清洗 10 min, 调
13、节溶液 p H 值, 加入 Al Cl3, 搅拌 5 min 后用动电电位测定仪测定电位, 每个实验条件测量 3 次, 取平均值.XPS 检测:样品 1 为 2 g 纯辉钼矿.将 2 g 辉钼矿放入 100 m L 不同铝离子浓度的烧杯中磁力搅拌 2 h, 过滤, 置于真空干燥箱中烘干, 为样品 2, 3.送 XPS 检测.吸附量测定参照文献11方法, 每次称取 1 g 辉钼矿, 放入不同铝离子浓度的溶液中, 用磁力搅拌器以 200r/min 速率搅拌 1 h, 静置, 吸取上清液, 过滤至100 m L, 装入瓶中, 检测铝离子浓度, 重复 3 次, 取平均值.式中, C 0, Ce为铝离子
14、初始浓度和平衡浓度 (mg/L) , V 为溶液体积 (L) , m为纯辉钼矿质量 (g) .3 结果与讨论3.1 Al 对辉钼矿浮选的影响3.1.1 纯矿物浮选实验煤油为捕收剂, 添加和未添加 Al 条件下, p H 值对辉钼矿浮选效果的影响见图3.由图可知, 在 p H 212 范围内, 辉钼矿的浮选回收率与矿浆 p H 值有关, 酸性条件下变化不大, 碱性条件下逐渐减小.当添加 2.7mg/L Al Cl3时, 酸性条件下比碱性条件下浮选回收率下降速度快.Al 用量对辉钼矿浮选回收率影响结果见图 4.由图可知, p H 为 4 和 9 时, 铝离子对辉钼矿的浮选效果影响一致;Al Cl
15、3添加量小于 270 mg/L 时, 辉钼矿的浮选回收率下降速度较快, 而 Al Cl3添加量大于 270 mg/L 时下降缓慢, 直到变化不大.图 3 p H 值对辉钼矿浮选回收率的影响 Fig.3 Effect of p H value on molybdenite flotation 下载原图图 4 Al Cl3 用量对辉钼矿纯矿物浮选回收率的影响 Fig.4 Effect of Al Cl3on the flotation recovery rate of pure molybdenite 下载原图3.1.2 实际矿物浮选实验向自来水中添加 Al Cl3, 用量分别为 0, 300,
16、600, 900 和 1200 mg/L, 研究铝离子对实际矿物辉钼矿可浮性的影响, 结果见图 5.由图可知, 随 Al Cl3用量增加, 精矿的回收率降低, 品位也小幅降低.当 Al Cl3用量为 300mg/L 时, 精矿回收率为 77.32%, 比不加药剂时的 81.34%低 4.02%;品位为 2.32%, 比不加药剂时的 3.76%低 1.44%.由此可见, 实际矿物浮选时, 矿浆中的铝离子对辉钼矿的浮选有不利影响.图 5 Al Cl3 用量对辉钼矿浮选的影响 Fig.5 Effect of Al Cl3on the flotation of molybdenite 下载原图3.2 Al 在辉钼矿表面的吸附量测定图 6 是低温和常温下, 不同初始浓度的 Al 在辉钼矿表面的吸附结果.由图看出, Al 能在辉钼矿表面发生吸附, 当温度为 5 和 20时, Al 初始浓度对其在辉钼矿表面的吸附量有影响, 且
