磨矿体系新生离子效应对硫化铜矿物浮选的影响及优化调控

In sulfide flotation slurry, unavoidable ions can be divided into two categories: one is the primary ions coming from mineral natural dissolution and slurry water inherent introduction, and another is the newborn ions coming from mineral dissolution, medium wear and so on during grinding before flotation. The existence behavior of these newborn ions is closely related to the wet and dry conditions of grinding system and the differences of grinding medium. It also has an important impact on the flotation of sulfide ores, that is, the newborn ion effect brought by grinding system. It has great significance to optimize and control the flotation of sulfide ores by eliminating or utilizing the newborn ion effect. Based on this, in this project, taking the copper sulfide mineral system as representative, the newborn ion behavior will be studied in different grinding system products pulp; the influence mechanism of newborn ion effect on the flotation behavior of copper sulfide minerals will be ascertained, and the relationship will be established between surface property, newborn ion effect and flotation behavior of copper sulfide minerals with different grinding system; by means of ion state transformation and other methods, the mechanism of ion optimization will be studied in order to find out the methods to weaken or eliminate the influence of newborn ion effect on the flotation behavior of copper sulfide minerals. This project can provide decision-making basis for the selection of suitable grinding system and the optimal regulation of newborn ions in the flotation environment.

硫化矿浮选矿浆溶液中存在的难免离子可归结为两类：一类是由矿物本身自然溶解及矿浆用水等固有引入的“原生离子”，一类是由浮选前磨矿作业引起的矿物溶解、介质磨损等产生的“新生离子”。新生离子的存在行为与磨矿体系干湿条件、磨矿介质的差异有着密切关系，对硫化矿的浮选也会产生重要影响，即磨矿体系带来的新生离子效应。消除或利用磨矿体系新生离子效应对优化调控硫化矿浮选具有重要的意义。基于此，本项目提出以典型硫化铜矿物体系为代表，系统研究不同磨矿体系产品矿浆中新生离子的存在行为；探明新生离子效应对矿物浮选行为的影响机制，建立硫化铜矿物不同磨矿体系产品表面性质、新生离子效应与浮选行为间的相关关系；通过离子状态转化等手段，研究离子优化调控机制，找到减弱或消除新生离子效应对硫化铜矿物浮选行为产生不利影响的方法，并指导实践。本项目可为硫化铜矿适宜磨矿体系的选择与浮选环境新生离子的优化调控提供决策依据。

新生离子对硫化矿浮选会产生重要影响。本项目以典型硫化铜矿物体系为研究对象，研究了不同磨矿方式下产品性质、新生离子存在行为及对矿物浮选的影响，分析了新生离子存在形态及对矿物浮选的影响机理，结合不同碎磨方式对实际矿石浮选进行了实践。.研究结果表明：①在相同磨矿细度条件下，湿式钢球磨磨矿效率高于湿式瓷球磨；干式磨矿有利于细粒产品产出；湿式钢球磨产品比表面积及累积孔隙体积均高于湿式瓷球磨和干式磨矿产品；湿式磨矿能增加矿物表面铁元素浓度，且高于干式磨矿。②不同磨矿方式矿浆溶液中主要存在的新生离子为Cu2+、Fe2+、Fe3+、SO42-、S2-等，离子在不同矿浆pH值下以羟基络合物等多种形态存在，不同磨矿方式各形态组分浓度存在差异；不同磨矿体系中，五种矿物磨矿产品Fe2+/Fe3+浓度、三种硫化铜矿物磨矿产品Cu2+浓度均在强酸性及弱碱性条件下浓度较高，中性及强碱性下浓度较低；强酸性条件下，三种磨矿体系产品中阴离子以S2-为主；磨矿粒度越细，新生Fe2+/Fe3+浓度越高；磨矿细度对黄铜矿和辉铜矿新生Cu2+影响不明显，而铜蓝在不同磨矿细度下新生Cu2+差异显著。③在丁铵黑药浮选体系中，碱性条件下新生Fe3+、Cu2+对硫化铜矿物有抑制作用，新生阳离子对石英有一定活化作用。由于新生离子溶液组分存在差异，其在矿物表面的作用方式不同导致捕收剂吸附量变多或变少，从而对矿物可浮性产生活化或抑制作用。④实际矿石高压辊终粉磨产品矿浆中Cu2+含量高而Fe3+含量低，钢球磨产品中Cu2+含量低而Fe3+含量高，且干磨环境下Cu2+含量较湿磨环境高，Fe3+含量较湿磨环境低。Fe3+在辉铜矿及蓝辉铜矿表面生成氢氧化铁沉淀，与丁铵黑药发生竞争吸附，使矿物浮选受到抑制。柠檬酸钠能使矿物表面氢氧化铁沉淀解吸，利于丁铵黑药在矿物表面吸附，而有效活化被Fe3+抑制的辉铜矿及蓝辉铜矿。不同碎磨方式实际矿石浮选结果表明采用高压辊新型碎磨技术可优化浮选矿浆环境，提高浮选指标。.本研究成果可为硫化铜矿适宜磨矿方式选择及浮选环境优化调控提供较好理论指导及借鉴意义。