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羧甲基纤维素结构对绿泥石的抑制作用及机理

发布日期:2015-07-06 21:15:03

羧甲基纤维素结构对绿泥石的抑制作用及机理

通过浮选、吸附量测试及动电位测量,研究不同结构的羧甲基纤维素对绿泥石浮选的影响,并考 察其作用机理。结果表明,绿泥石具有一定的天然可浮性,羧甲基纤维素对绿泥石的浮选具有抑制作 用,抑制效果随矿浆pH的升高而降低。羧甲基纤维素的结构对其抑制作用效果影响较大,羧甲基纤维 素的取代度越低,分子量越高,对绿泥石的抑制效果越强。在弱碱性pH条件下,绿泥石表面荷负电,羧 甲基纤维素分子中的羧甲基也荷负电,二者之间存在阻碍羧甲基纤维素吸附的静电排斥作用,羧甲基 纤维素取代度越低,分子量越大,在绿泥石表面吸附量越高,对绿泥石的抑制效果越强。

硫化铜镍矿石一般采用浮选方法进行选矿富集,而 镁硅酸盐矿物是这类矿石的主要脉石矿物,包括蛇纹石、 滑石、绿泥石、橄榄石等镁硅酸盐矿物上浮进入精矿, 会增加精矿中的MgO含量,造成后续冶炼炉温升高,炉 渣黏度增人,从而增加冶炼成本,降低冶炼回收率' 因 此,在硫化铜镍矿的选矿中,硫化矿物弓镁硅酸盐矿物的 高效分离始终是研究的重点。
绿泥石属亍TOT-0型层状硅酸盐矿物,硬度较低, 磨矿过程中容易泥化,细颗粒绿泥石能够上浮进入精矿, 此外,溶液中存在的Cu2+和NP还会活化绿泥石等硅酸 盐矿物的黄药浮选M。因此,抑制绿泥石的浮选,是实现 硫化矿物与绿泥石分离的关键。常用的抑制绿泥石的抑 制剂有淀粉、古尔胶、羧甲基纤维素等
羧甲基纤维素是常见的浮选调整剂,是硫化铜镍矿 浮选过程中常用的镁硅酸盐矿物的抑制剂。羧甲基纤维 素分子由若T•葡萄糖单元组成,每个葡萄糖单元带有三 个羟基,即位于C2、C3位置的仲羟基和位于C6位置的 伯羟基,而伯羟基比较活泼,伯羟基中氢原子被羧甲基取 代的程度称为取代度,取代度越高的羧甲基纤维素荷电 越多,在水溶液中越容易溶解。在水溶液中,羧甲基纤维 素的羧甲基上的Na+或H+会电离从而使其分子荷负电。 羧甲基纤维素能够与矿泥表面发生作用,使矿泥表面性 质发生变化,从而对矿泥起到抑制作用,实现与有用矿物 分离丨1M3丨。
羧甲基纤维素能够抑制绿泥石的浮选已被众多的研 究所证实,然而羧甲基纤维素种类较多,结构不同,不同 结构的羧甲基纤维素对绿泥石的浮选存在何种影响,目 前没有研究涉及。通过浮选、吸附暈试验和Zeta测试,考 察不H结构羧甲基纤维素对绿泥石浮选的影响,并研究 其作用机理,为进-步提高羧甲基纤维素的抑制作用效果, 促进绿泥石_硫化矿物浮选分离提供理论与技术参考。
浮选试验
浮选试验使用XFG型挂槽浮选机。在浮选槽内放入 2 g绿泥石样品,加入40 mL水后加入相应浮选药剂弁调 浆搅拌,经PHS-3C型pH计测定矿浆pH值后开始浮选, 浮选过程采取手:!:刮泡3 min,将泡沫产品与槽内剩余产 品放入烘箱烘干称量后计算回收率。
1.3Zeta电位测试
将绿泥石纯矿物细磨至粒径小于2 pm,用高精度天 平称取30 mg矿物,把矿样放入100 mL的烧杯中,加入 50 mL蒸馏水,加入药剂并调节pH值。采用磁力搅拌器 搅拌5 min,然后采用Coulter Delsa440sx Zeta电位分析 仪进行Zeta电位测量<■每个点测3次后取平均值,所用支 持电解质为1 mmol/L的KN03溶液。
1.4吸附量测试
采用残余浓度法测定羧甲基纤维素在绿泥石表面的 吸附暈。每次称取2.0 g绿泥石试样,按照与浮选试验相 同的条件进行加药调浆后,离心分离并取上清液采用苯 酚-硫酸法测定溶液中羧甲基纤维素的含量[191,使用 TU1810紫外可见光分光光度计测定溶液吸光度,特征吸 收峰在波长为487.5 nm。
2试验结果与讨论
2.1不同结构羧甲基纤维素对绿泥石浮选的影响
图1为固定起泡剂MIBC用量为lxl〇-4mol/L时, pH值的变化对绿泥石浮选回收率的影响。由图1可知, 绿泥石表面具有一定的疏水性,只加起泡剂MIBC其浮 选回收率就能达到50%,绿泥石的浮选回收率不受pH的 影响,在试验pH范围内浮选回收率变化不人。
取代度不同的羧甲基 纤维素对绿泥石浮选的影响。图2表明,羧甲基纤维素对 绿泥石具有抑制作用,且抑制效果受矿浆pH的影响较 大,在pH小于4的强酸性条件下,绿泥石受到羧甲基纤 维素的强烈抑制,浮选回收率小于10%,随pH升高,羧甲 基纤维素对绿泥石的抑制效果逐渐减弱,在pH人十11 的强碱性条件下,羧甲基纤维素对绿泥石不具有抑制作 用,绿泥石浮选回收率与不加羧甲基纤维素时差别不人。 分子量相同而取代度不同的羧甲基纤维素对绿泥石的抑 制效果不同,羧甲基纤维素取代度越低,对绿泥石的抑制 效果越强。
研究不同结构羧甲基纤维素对绿泥石产生不同抑制 作用的机理,考察绿泥石的表面电位随pH的变化,结果 如图4所示》图4表明,绿泥石的零电点pH为4.5,:当矿 莱pH值小于4.5时,绿泥石表面荷正电,随pH升高,矿 物表面电荷绝对值降低。当pH大于4.5时,绿泥石表面 荷负电。可以推断,在浮选所用的弱碱性pH区间,竣甲基 纤维素分子中羧甲基上的Na+或H+在水溶液中会解离 从而使羧甲基纤维素荷负电,与绿泥石表面电性相同,二 者之间存在较强的静电排斥作用,导致羧甲基纤维素难 以吸附在绿泥石表面,抑制效果较差,羧甲基纤维素取代 度越高,荷的负电荷越多,静电排斥作用越强,抑制效果 越差s在酸性pH区间,羧甲基纤维素分子中的羧甲基水 解带上H-,不荷电,与绿泥石表面不存在静电排斥作用, 抑制效果较强。 
绿泥石具有一定的天然可浮性,仅用起泡剂MIBC 就能使其上浮,羧甲基纤维素能够抑制绿泥石的浮选,矿 衆pH越高,羧甲基纤维素的抑制效果越好。不同结构的 竣甲基纤维素对绿泥石的抑制效果不N,羧甲基纤维素 取代度越低,分子量越高,对绿泥石的抑制效果越强。在 浮选所用的弱碱性pH区间,羧甲基纤维素分子中的羧甲 基解离从而使羧甲基纤维素荷负电,与绿泥石之间存在 较强的静电排斥作用,导致羧甲基纤维素难以吸附在绿 泥石表面,取代度越高,静电排斥越强,抑制效果越差。 在酸性pH区间,羧甲基纤维素分子中的羧甲基由于水解 而不荷电,与绿泥石表面不存在静电排斥作用,抑制效果较强。
 
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