化学药剂在矿物加工中的应用分析

颜炳洋 陈迪

摘 要：在矿物加工中，往往需要各种化学药剂针以矿物类型和生产需要等要素对矿石进行处理。本文梳理了化学药剂在矿物加工中的基本应用，根据用途和药剂特征基本分类，分五点说明各类化学药剂在矿物加工中的具体应用，为寻找新的化学药剂提供经验积累。

关键词：化学药剂;矿物加工;无机药剂

引言：化学药剂是矿物加工中必不可少的原料，对于各种矿物加工的要求也有着不同的应用。需要明确化学药剂的构成和作用，来实现矿物加工的效果，发挥化学药剂真正的使用价值。在化学药剂的使用中，需要根据药剂的特性科学使用，提高矿物加工的质量和效率。

一、化学药剂在矿物加工中的基本作用

化学药剂通过化学反应将矿物材料进行处理，包括如下几种处理效果。一、固液分离。能激发矿物的化学反应，进而对矿物进行提纯等工艺，提高矿物加工的效率，与重力分离和离心分离相结合使得矿物加工的速度更快，质量更好。二、抑制。为矿物加工提供良好的凝结效果或者防止在矿物加工出现其他物质，例如钢铁冶炼过程中，添加合适的化学药剂能够有效降低硅石出现的可能性。三、除垢。化学药剂以其产生的化学反应将矿物加工过程中出现的杂质处理掉，从而减轻管道结垢现象，维护加工设备的功能稳定。四、分离。在矿物加工过程中往往需要调整矿浆粘度和矿物表层状态，通过使用化学药剂能够提高矿石细磨效率，提高处理效率。

二、各类化学药剂在矿物加工中的具体应用

（一）无机药剂的应用

在矿物加工中最常见的无机药剂是石灰，能够对矿物加工的pH值进行调整，还能够作为矿物加工的凝结剂使用。石灰还可以在重金属矿物加工中提高沉淀效率，让重金属的冶炼过程更加轻松，因此被称作矿物加工的万能药剂。石灰还可以作为固化剂控制固化反应，让矿物产生不可逆的化学反应。另外，由于黄铁矿的矿物学特征，需要石灰作为抑制剂来提高还原效率。在湿法冶金中，无机药剂能够在固液分离等多个工艺流程中发挥作用。硫酸也是非常常见的矿物加工无机药剂，不仅能够作为pH值的调整剂，还能够作为锌焙砂、钛铁矿和铀矿的浸出剂[1]。无机药剂还包括几种氰化物，能够作为金银矿石的浸出剂，效果非常显著，其原理主要表现为氰化物在水中分离形成氰根，以电化学腐蚀过程产生浸出液，再对浸出液进行加工以获得金和银金属。

（二）浮选类药剂的应用

浮选药剂由于其在矿物加工中的特征，主要分为四种。一、捕收剂。捕获剂的主要成分是含二硫代氨基甲酸盐的高分子有机化合物或者甲醇、乙醇、草酸铵等有机药剂，能够对重金属矿物迅速做出反应，对重金属元素进行吸附，从而实现浮选的矿物加工效果。二、起泡剂。起泡剂由于对水和空气的高亲和度，能够以产生气泡的方式将矿浆中的微小颗粒刮取到泡沫表面，从而达到浮选药剂的使用效果。起泡剂对于浮选工艺的速度有很大影响，并且泡沫的特性导致其对于颗粒物具有选择性，所以起泡剂在浮选工艺中尤为重要。三、捕收剂。硫化矿物处理的应用十分广泛，烷基黄药和二硫代磷酸盐为主要成分，以二价硫为基础条件发生硫化捕获效果，这两种化学药剂可以通过混合使用来达到提高回收率的效果，但是具体的操作技术还需要进一步研究。四、有机抑制剂，能够以自然物质的来源获得加工效果，如古尔胶和木质酸。

（三）溶剂萃取药剂的应用

溶剂萃取剂的制作工艺较为复杂，但是用量小，在矿物加工中产生的效果很大。以螯合剂在铜矿石加工中的作用为例，螯合剂首先在矿物表面形成疏水性表层化合物，将铜矿石中的铜元素与其他常见混合元素，如镍元素分隔开，再通过浮选法使得铜矿物中的金属阳离子得到螯合沉淀，以羟肟酸为铜元素的配位基。最后通过浓缩取样完成矿物加工。螯合剂的主要成分是乙二胺四乙酸二钠，需要其他起稳定作用的药剂混合制成。其效果在处理铜矿石的过程中不会刺激不冷溶性盐类的析出，因此具有一定的指向性。据相关统计，经过溶剂萃取药剂的矿物处理每年可生产200万吨的铜金属，效果极好。也因为这一种药剂的应用效果，在我国的年均用量增长速度很快。

（四）聚合药剂的应用

聚合药剂主要分为以下三种。一、以以聚丙烯酰胺为基础的絮凝剂。这种絮凝剂能够适应各种矿物加工的固液分离条件，利用阴阳离子官能团处理单组分和多组分的矿物元素。二、以聚DADMAC和季铵化的聚胺为基础的凝结剂，能够提供电中和作用，零胶粒表面的吸附力降低静电排斥力，从而提高离子活性，以再稳反应完成矿物处理工艺[2]。三、分散剂和防垢剂。其中分散剂能够提高矿物表面分子活性，加速单个颗粒的分离，与絮凝剂和凝结剂的作用正好相反。如柠檬酸钾这种分散剂以水为介质，可以对矿物颜料进行处理，又如焦磷酸钠以水为介质处理无水三氧化二铝。在使用石灰、絮凝剂等化学药剂时，常常会产生一些杂质，进而影响矿物处理的效率和质量，也会增加矿物处理设施的工作负担，因此需要分子量小于10000Da的聚丙烯酸钠为主要成分的防垢剂对矿物加工中产生的杂质进行处理，破坏杂质的晶体结构，防止杂质继续聚合。

（五）助磨药剂的应用

助磨药剂能够提高矿物粉碎效率，并且提高粉碎质量，方面矿物处理下一步工序的进行。能够改变矿浆的流体结构，让矿物颗粒更迅速地分离。一些助磨药剂还能够为设备提供一定的保护，减缓矿物处理中发生的腐蚀现象。固体的助磨药剂有硬脂酸盐类、胶体二氧化硅和石膏等，液体助磨药剂有三乙醇胺和聚羧酸盐为主要成分的溶剂等等。这些助磨药剂都能够提高矿物处理的研磨工艺，让矿物分解为更小的颗粒，使得工艺流程更加顺畅，并且也因此降低了工厂在这一工作环节的能源消耗。其作用原理为助磨药剂在矿物表面降低硬度强度，从而让矿物更迅速地破碎，还有降低矿浆的流体结构以改变矿物颗粒的粘度。以5060助磨药剂为例，其pH值需保持在5.5到7.0之间，且需要稳定的体系温度。

（六）其他药剂的应用

一、在矿物加工过程中，往往会产生大量的粉尘，产生空气污染并且危害人体健康，并且也存在着生产安全隐患，因此需要粉尘抑制剂来削减矿物加工中的粉尘产生。例如煤粉尘抑制剂，主要成分为亲水基和疏水基组成的化合物，能够提高表层活性，抑制细微颗粒进入到空气当中，通常为液体状态。二、乳化药剂。乳化药剂也属于一种表面活性剂，能够提高两种不同液体的融合速度，对于一些化学药剂在矿物加工的应用中能起到促进的作用，如在起泡剂的应用当中能够提高浮选工艺的效率，通过促进其他药剂的活性来降低药剂使用量。三、脱水促进剂，能够提高矿物粘连效果，能够作用于精矿脱水以降低矿物含水量，提高矿物催化反应，因此也被称为助濾剂。此外还有整平剂、溶剂稀释剂、油混合剂等不作详细说明。

三、结论

综上所述，无机药剂能够广泛应用在矿物处理之中，其他有机类药剂也能很好地完成固液分离等环节。一些絮凝剂的效果不如其它已经发展定型的药剂，而萃取药剂作为新出现的药剂性能良好。总体看来一些新的药剂还要在广泛的实践当中继续发展，并且在技术和环保两方面满足矿物加工的需要。

参考文献：

[1]吕鹏辉.化学药剂在矿物加工中的应用[J].山西化工，2020，40（01）：131-132+138.

[2]赵玲玲.化学药剂在矿物加工中的应用研究[J].化工管理，2019（20）：190-191.

作者简介：

颜炳洋（1990-）;性别：男，民族：汉，籍贯：山东省临沂人，学历：本科，毕业于山东科技大学;现有职称：助理工程师;研究方向：矿物加工。