水系磁处理技术的研究与应用现状

2022-12-08 02:55孟庆有许元凯
现代矿业 2022年8期
关键词:磁场强度矿浆氢键

张 强 孟庆有 许元凯

(1.辽宁五寰特种材料与智能装备产业技术研究院有限公司;2.东北大学资源与土木工程学院)

水占据了地球70%的面积,是工农业生产和日常生活中不可或缺的资源。在生产过程中水常常作为溶剂或者载体使用,包括水在内的溶液和浆体体系均可简称为“水系”。

磁作为一种物理现象,在自然界中普遍存在,一切物质均具有磁性,磁性强弱与物质化学成分和结构有关。物质置于磁场中或多或少地受到影响,从而导致某些物理化学性质发生改变,称之为磁化效应[1]。而磁处理技术就是运用这一效应,使物质产生某些预期的变化,从而改善其生产效果和使用效益。

水系的磁处理研究始于 1953 年,Sophie[2]第一次尝试对液体进行磁处理已有近70 a 的历史。该技术基本不消耗能源,没有二次污染,因而一直称为“绿色技术”。多年来,国内外专家学者针对这项技术开展的大量研究大致可分为3个阶段:第一阶段是二十世纪六七十年代,日本和美国先后进行了大量的探索研究,发现了磁化效应,但是由于当时的设备和技术限制,相关的理论及应用研究一直停滞不前,导致磁处理技术逐渐淡出人们的视野[3];第二阶段是二十世纪八九十年代,随着水系磁处理技术在生物医学[4-5]、油田开采方面的应用,以及获得的显著效果和良好经济效益,磁处理技术再一次活跃起来。随着分子极化、自由基对等理论的提出,专家学者开始注重磁处理的理论研究,该技术得到进一步发展;第三阶段是近十几年来,随着科技水平的不断提高,实验检测设备的改进以及各种理论的逐渐完善,该技术得到了蓬勃发展,其应用领域范围逐渐拓宽到生物医学、农业、工业等领域,广泛应用于锅炉防垢、石油脱水、提高种子发芽率、提高水泥强度、提高燃油效率等方面。

1 磁处理后水系的性质变化

1.1 磁处理后水的性质变化

水常常作为一种溶剂或载体使用,在诸多物理化学变化过程中,其均是积极的参与者,但其本身的结构和性质常被人们所忽视,水通常是无色无味液体,常温(25 ℃)常压时,纯水的表面张力为7.20×10-2N/m,电导率为1~10 μs/cm,粘度为0.893 7 Pa·s,pH 值为7。水由2 个正电性强的氢原子和一个负电性极强的氧原子组成,2 个O—H 共价键的键角为105°,偶极矩为1.52 D。因此,水分子是极性分子,水并非是一种惰性介质。浮选过程是一界面化学过程,浮选体系是一个固、液、气三相共存的复杂系统,水作为三相体系中较活跃的一相,其物理化学性质对浮选体系的影响较大,研究其物理化学变化规律,有望改善浮选环境,提高浮选效果。

1.1.1 表面张力

庞小峰和邓波[6]测量了水在金属表面和疏水物质表面接触角的变化,磁处理后,水在的铜表面的接触角减少了约0.4°,在石墨表面减少了约2.4°。Otsuka等[7]通过测量水的接触角和拉曼光谱分析证实,磁处理后水性质和结构发生变化,分子间成键、团聚状态和极性的增强,使其表面张力减小。

Gaafar 等[8]采用 Wilhelmy 盘法和毛细管上升法测量了水的表面张力变化,在外加磁场作用下,蒸馏水和自来水的表面张力均大幅降低,而且自来水比蒸馏水变化明显。Hasaani 等[9]同样发现,对普通自来水施加0.656 T 的外加磁场时,其表面张力下降了18%。Mohassel 等[10]对蒸馏水进行循环磁处理,其表面张力从72.45 mN/m 降到57.09 mN/m。姚小平等[11]则采用拉脱法也得出了表面张力减小的结论。Azoulay[12]通过测量在垂直毛细管中水柱在 0.12 T 磁场中的高度变化来探索水表面张力的变化,发现水经过磁处理后在毛细管中的高度上升了27 mm,而且该现象存在记忆效应,记忆时间大约为210 min。而霍忠峰等[13]发现水的表面张力与磁场强度之间并不是单调关系,而是呈现先降低后增加而后再降低的多极值关系。Lee 等[14]曾认为去离子水表面张力的改变是由于磁处理过程中液相中溶解气体的损失引起的,他们试图采用超声波处理降低去离子水的含气量来验证猜想,发现去气水的表面张力受磁场影响更加显著。

从上述结果来看,水经磁处理后表面张力均有减小的趋势。但日本Fujimura 等[15]的实验结果却截然相反,用表面波共振法精确测量了超纯水和重水在磁场强度为10 T 的磁场中处理前后的表面张力,发现表面张力分别增加了1.83%和3.30%;磁场提供的能量影响了水的内能和熵,导致其亥姆霍兹自由能增加,亥姆霍兹自由能增加大约1 J/mol 将引起水的表面张力增加。

1.1.2 粘 度

Ghauri 等[16]将去离子水静置于磁场强度为0.75 T 的水平磁场中,发现水的粘度增加了0.1%,认为磁场加强了水分子间的氢键作用。Ishii等[17]研究发现,在10 T 的磁场中水的粘度相对增值大约为0.02%。Lielmezs 等[18]用自动逆流粘度计在不同磁场强度的磁场中、不同温度下实验得出类似的结果,相对增量大约为0.2%,且在1.2 T和25 ℃时出现最大增值。

有报道显示,磁场对水的粘度影响较大,蔡然等[19]用回转式流变仪测量纯水在1 T 磁场中的粘度变化,实验过程控制温度为25 ℃,磁处理时间为13 min 时粘度增加了10%。根据实验结果,磁场对水粘度的影响与温度降低造成的结果类似,而温度降低将引起水分子间的氢键作用加强。Chang 等[20]认为磁处理后水的粘度增加是氢键数量增加和自扩散系数减少造成的。Toledo等[21]则认为,磁场加强了不同氢键网络之间的竞争,促使氢键作用力更强的小团簇的形成,从而增加水的粘度。Usanov 等[22]的研究结果证明了这一点,其采用可视化光学法研究了水分子团簇,发现磁处理后水中团簇的数量是等体积未经磁处理水的数倍。

庞小峰等[23]的研究发现,在37.5 ℃时,水的粘度随着磁处理时间的延长而减少。Hasaani 等[9]研究了磁场强度对水粘度的影响,磁场强度增大到0.6 T,水的粘度减小大约23%。这与蔡然等人的研究结论相反,变化程度相差也很大,主要来源于两方面,其一是磁处理条件无法做到严格一致,如水中的杂质含量、实验室的环境温度、气压等;其二是检测设备的精度不一,导致细微的变化无法检测。

1.1.3 电导率和pH值

Gaafar M 等[8]发现将自来水和蒸馏水静置于磁场中,随着磁处理时间的延长,水的导电率先增加后趋于稳定。Holysz 等[24]获得类似实验结果,纯水在15 mT 的磁场中处理5 min,纯水的电导率有所增加,认为磁场减弱了H+和OH-周围的水化壳,从而导致电导率的增加。

Alkhazan 等[25]研究却发现,在磁场中,水随着磁场强度的提高、时间延长,其电导率逐渐降低,且震动水样受到的影响要大于静置水样。Lee 等[14]设计了一种封闭实验装置,使水不与大气接触,结果显示,在1 T 的磁场中循环处理的去气水随着磁处理时间的延长,电导率逐渐降低,降幅大约为20%,而未经磁处理的去气水电导率则基本不变。

Hasaani 等[9]发现,随着磁场强度的提高和时间的延长,纯水的pH 值从7.1 提升到7.9 左右。对于这种现象,Hasaani[8]和 Kotb[26]都认为磁场导致了水分子极化,排列规则,减少了水中氢离子浓度,从而使水溶液的 pH 值升高。Yin 等[27]也得出 pH 值随着磁处理时间的延长逐渐升高的结论,但其认为磁场影响了水的解离过程,导致水合氢离子浓度减少。

1.2 磁处理后溶液的性质变化

在工农业、生物医学以及日常生活中,水常以溶液或者浆体的形式存在,或者说水中常常含有各种离子或有机高分子,如生物医学上用到的生理盐水、葡萄糖溶液、血液等;农业灌溉用的含矿物质水;石油开采过程中水油混合物;浮选过程中矿浆中含有难免离子和浮选药剂。从前文的诸多研究结果看,磁场主要影响了水的解离过程及氢键的断裂—形成过程。在溶液体系中,水合离子也存在解离平衡,某些有机药剂也会与水形成氢键,因此,在研究纯水性质变化的基础上,理清溶液的性质变化以及二者之间的联系和相互关系将更具有实际意义。

1.2.1 表面张力

Holysz 等[28]发现碳酸钠溶液的表面张力经磁处理后有所降低,而且此效应维持了4 h。边炳鑫等[29]研究了轻柴油和仲辛醇在外磁场作用下表面张力的变化,结果显示,轻柴油和仲辛醇的表面张力均比磁处理前有所降低,其中轻柴油平均降低7.91%、仲辛醇平均降低3.73%。熊瑞生[30]测量了高锰酸钾溶液的表面张力随磁场强度的变化,表面张力总体呈降低趋势。蔡然等[31]对氯化钙溶液进行研究得到相似结果,在0.5 T 磁场中,随着磁处理时间的延长,CaCl2溶液表面张力逐渐减小。通过计算,磁处理后溶液体系的熵SA不断减小。溶液中分子变得更加有序,稳定性提高,分子团簇结构稳定性增大。Higashitani等[32]研究发现,电解质溶液中PSL胶体颗粒的Zeta电位相对于未经磁处理的来说均降低,而且这种效应可以维持6 d左右。

1.2.2 粘 度

Marangoni[33]研究了弱磁场中氯化钠溶液的粘度随磁场强度(1 μT~2 mT)的变化,其粘度随磁场强度的提高而增加。这种效应是可逆的,将磁场强度从2 mT 缓慢降到1 μT,溶液粘度可以恢复到初始值。Ishii 等[17]将氯化钠溶液置于 10 T 的强磁场中,其粘度增加大约0.01%,而且随着NaCl溶液浓度的增加,粘度增加趋势更加明显。这主要在于运动的离子在磁场中受到洛伦兹力的作用,不同电性、不同速度的离子的移动会产生电场,将会使溶液的表观粘度增加。离子电价对溶液粘度变化有影响,Silva等[34]研究了不同价态电解质溶液在磁场中粘度的变化情况,结果显示,二价阳离子溶液的粘度增加效应远高于一价阳离子。

磁处理过程中,溶液不同成分对粘度影响差异较大,牛晓峰等[35]研究了浓度为25%的氨水在电磁场中的粘度变化,随着磁场强度的提高、磁处理时间的延长,与未经磁处理相比其粘度逐渐降低。边炳鑫等[29]研究了磁处理前后有机分子粘度的变化,轻柴油和仲辛醇磁处理粘度均有所降低,其中轻柴油较磁化前降低了13.66%,仲辛醇较磁化前降低了7.87%。

1.2.3 电导率和pH值

Mahmoud 等[36]发现电解质溶液经 0.8 T 磁场处理后,溶液电阻率有所减少,pH 值增加,而且这种变化存在约 5 d 的记忆效应。Surendran 等[37]也测量了数种盐溶液在0.18~0.2 T 的磁场中处理后pH 值的变化情况,发现呈增长趋势,记忆效应时间为108 h。认为磁场影响了氢键,增加了离子迁移率,从而导致pH 值上升。但 Maheshwari 等[38]对 NaCl 溶液磁处理后,发现其pH值出现了小幅降低。Sahin等[39]的研究有类似的结果,而且指出磁场对低浓度和高pH 值溶液的影响更加明显。

邱廷省等[40]研究发现,丁基黄药和乙基黄药经磁处理后,其电导率均先随之增加而后趋于平衡,pH值呈现上升的趋势。这是因为磁处理促进了黄原酸钠和黄原酸的电离,使溶液中自由离子的数目增加,粒子的热运动加剧,故黄药的电导率上升;当溶液中含氧量达到一定程度时,黄药被氧化成双黄药,反应趋于平衡,溶液中的离子数目达到平衡,故溶液的电导率逐渐趋于稳定。磁场也促进了黄原酸钠的电离和黄原酸根的水解,致使pH 值升高;黄药的氧化也会促进溶液pH值的升高。

1.2.4 药剂吸附量

边炳鑫等[29]发现经过磁场处理后的轻柴油在煤、矸石和黄铁矿表面的吸附量均增加,但在煤表面的增加幅度最高,将有利于煤与矸石的选择性分离。黄向阳[41]研究了磁处理前后矿物表面黄药吸附量的变化,磁处理使黄药在黄铜矿表面的吸附量增大,而其在黄铁矿表面的吸附量则基本不变,这将有利于铜硫分离。一方面水或药剂经磁场作用后某些性质发生的变化促进了药剂在矿物表面生成疏水组分;另一方面磁场可能影响矿物与水之间形成的水化膜厚度,而水化膜薄化有利于促进矿物与捕收剂的作用,增强矿物的疏水性。

邱廷省等[42]研究了磁处理对抑制剂作用效果的影响,磁处理后抑制剂CK 使黄药在矿物表面的吸附量明显减少,这说明磁处理加强了其抑制作用。抑制剂CK 作为一种高分子有机化合物,由于磁场处理增加了抑制剂CK 水解程度、离子周围的定向分子数量、药剂的分散度,进而增加了CK 与矿物的接触程度,使CK 在矿物表面的吸附量增加,因此与其发生竞争吸附的黄药在矿物表面的吸附量减少。

Ord 等[43]研究了磁处理对油酸钠与萤石、方解石和石英的作用效果的影响,随磁场强度的提高,油酸钠在3 种矿物表面的吸附量均增加。从上述研究成果不难看出,对于浮选氧化矿和硫化矿的常见药剂,磁处理均能提高其在矿物表面的吸附量,这有利于提高常见矿物的浮选分离效果。

1.2.5 光谱特性

Iwasaka 等[44]研究水和葡萄糖溶液在 14 T 强磁场中的近红外光谱,发现水在970 nm 处的峰值波长增加1~3 nm,而葡萄糖溶液的峰值波长则出现蓝移(减少)。出现这种变化的原因是强磁场影响了水中氢键的形成以及葡萄糖的水合作用。

磁场可能是通过影响氢键的形成和断裂来对水及水溶液的性质产生影响。邓波[45]研究了能与水形成氢键的常见醇类物质磁处理前后的红外光谱变化。研究表明,静置于0.4 T 磁场中的浓度为50%的乙醇溶液,随着磁处理时间的延长,溶液的各吸收峰强度也随之增大,各吸收峰有往波数减小方向迁移的趋势;相较于无水乙醇的光谱来说,乙醇溶液在1 228 cm-1附近出现了一个新的吸收峰,也随磁处理时间的增加而增强,这是乙醇分子和水分子形成氢键所产生的吸收峰,其强度增加说明磁处理促进了氢键的形成。磁场对甲醇和丙酮溶液产生的影响与乙醇相似。对于正丁醇,随着磁处理时间的延长,其溶液光谱的各吸收峰强度也随之增大,但是并没有出现新的吸收峰。正丁醇自身能形成分子间氢键,与水也能形成分子间氢键,正丁醇的链比甲醇和乙醇分子更长,由于存在空间位阻,氢键对—CH3和—CH2—振动的影响要小得多,所以当磁场作用于正丁醇和正丁醇水溶液时其红外光谱仅发现吸收强度有细微的改变,这说明磁场对有机分子的影响可能与分子的具体结构有关。

水中电解质对水的微观结构有很大影响[46],那么在水中加入电解质也会对水的光谱特性产生影响。张桂莲等[47]研究了高锰酸钾溶液磁处理后的紫外吸收光谱的变化,高锰酸钾溶液磁处理及以磁处理水为溶剂的高锰酸钾溶液吸收光谱与原溶液有所不同,其最大吸收波长减小,二者减小的程度不同,而且吸收峰处吸光度有所增加。在一定时间内磁处理时间越长,吸收峰处吸光度增加越多,磁场强度越大对吸收曲线影响越显著。

对于浮选药剂,磁处理也会对其光谱性质产生影响,黄向阳[41]研究了丁基黄药磁处理前后拉曼光谱的变化,发现磁处理后丁基黄药的多条振动谱带波峰强度增大,而且还产生了新的波峰。磁处理丁基黄药与黄铜矿作用后光谱发生明显变化,波峰强度增大,波峰位移也发生很大变化,说明磁处理的丁基黄药与黄铜矿表面发生特别的化学反应,使矿物表面疏水性增强,药剂的浮选性能得到提高。

1.3 磁处理后矿浆的性质变化

浮选过程中,矿浆是一个复杂的体系,包含了水、浮选药剂、各种矿物以及从矿物表面溶出的离子。边炳鑫等[48]研究发现磁处理能引起浮选矿浆含氧量、pH 值、矿物表面Zeta电位和润湿热的变化。随着磁处理时间的延长,煤、黄铁矿及煤矸石矿浆中的含氧量随之增加,pH 值上升。浮选中为了充分利用氧的活化作用,适当增加和控制含氧量对矿物浮选是有利的,因此通过控制磁处理时间、增加矿浆含氧量将有利于浮选。磁处理后的蒸馏水中,煤的表面电位降低,而煤矸石和黄铁矿的表面电位提高。轻柴油磁处理后使煤的动电位降低幅度比磁处理前大,说明磁处理后轻柴油与煤的作用增强。对润湿热的研究也显示了磁处理有利于强化煤泥浮选脱硫降灰的效果。郑光军[49]也发现,磁处理会对浮选矿浆的含氧量和pH 值产生影响,此外矿浆的表面电位和表面润湿性也同样会发生一定的变化。一般浮选煤浆磁处理后煤的可浮性得到改善,在一定磁场强度、磁处理时间和介质影响下煤与黄铁矿、煤矸石之间的表面电位和表面润湿性会产生较大的差异。

Satoka 等[50]发现控制磁场梯度可以调节静置在磁场中溶液的含氧量,进而控制化学反应速率,实验过程中在磁场作用下耗氧反应产物的浓度增加,说明强磁场力作用于氧分子时,化学反应速率明显加快。方夕辉等[51]的研究也证明了这一点,磁处理使矿浆中的溶解氧量增加,使硫化矿表面生成更多的疏水物质,同时浮选药剂的离解度和分散度在磁场的作用下增加,进而提高铜的回收率。

2 水系磁处理机理研究现状

近年来,国内外对磁处理的机理进行了大量的研究,取得了很大的进展,但是很多研究结果都还处于假说阶段,也有人对这些假说进行了总结,但是这些假说不一定适用于每一种磁处理方式,水静置于磁场(静态)中和流经磁场并切割磁感线(动态)这2种过程,磁场对水系产生的影响不同,其作用机理也可能不同。

2.1 静 态

2.1.1 跃迁偶极矩学说

偶极矩大小是电荷与正电中心到负电中心距离的乘积,方向从前者指向后者,表示了正负电的空间错位情况;跃迁偶极矩大小是分子振动跃迁前后偶极矩的改变量,方向是从跃迁前指向跃迁后(向量差),表示了分子2 个态之间电场(偶极距)的差别。外加磁场改变了价电子和成键电子,增加了原子中电子的跃迁偶极矩,使分子极化[23]。

2.1.2 分子团簇学说

磁场使水分子重新取向,使水分子团簇减小,这些较小的水分子团簇具有更高的活性,而且它们形成水合离子的效率更高,因此,在离子形成沉淀的过程中,离子相互靠近形成结核核心,这一过程会排除水分离子周围的水化层,由于形成水合离子的效率更高,水也就更难被排除[32]。

2.1.3 液气界面扰动学说

该学说认为磁场的主要作用目标就是液气界面,磁处理后,水中出现了自由基和含活性氧的物质(比如说过氧化物、羟基自由基等),这与水中大量存在的纳米气泡有关,而磁处理可以增加这些纳米气泡的数量,液气界面的改变引起水分子团簇大小和活性的改变[50]。

2.2 动 态

2.2.1 洛伦兹力学说

水中带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用,H+和OH-作切割磁力线的螺旋式运动,但二者运动方向相反.当这种运动达到一定强度时,便可以打断水分子之间的氢键,使水分子摆脱链的约束成为单个水分子,并且一些学者认为单个水分子具有更高的反应活性[52]。

2.2.2 氢键破坏学说

液态水在常温下以单个水分子和水分子的缔合体2种状态存在,缔合体是由若干个单个水分子通过氢键连接起来的整体,呈链状或环状。由于氢键的作用较弱,氢键形成和破坏所需的活化能较小,而外加磁场的存在将给水系输入能量,有研究表明,在微弱的场强下,磁场所做的功高于氢键的键能,因此外加磁场可以破坏水系中的氢键[53]。

2.2.3 活化能学说

外加磁场能使水的活化能改变,磁场的影响与系统的转化有联系。虽然水在磁处理时获得的能量很少,但反应开始和终结之间存在一个“能障”,为克服这种能障,系统必须向系统输送相应的能量以触发活化能。磁场短时间的作用起着“催化”水系活化能改变的作用,最终导致整个系统性质的变化[54]。

3 水系磁处理在矿物加工中的应用

矿物加工过程中浮选和化学浸出需要在水系中进行,水或水溶液是整个过程中积极的参与者。浮选和化学浸出过程离不开一定的物理化学反应,而这些物理化学反应的进行依赖水系的物理化学性质。前文介绍了水系在外加磁场作用下,其诸多物理化学性质能够发生变化,如果在浮选和化学浸出过程中引入磁场,将有望利用磁处理技术来强化目的矿物的分选和浸出效应。将磁处理技术和浮选或化学浸出结合起来的方法称为磁处理浮选或磁处理化学浸出。

3.1 磁处理浮选金属矿

王秋风等[55]研究了黄药磁处理前后对方铅矿、闪锌矿、黄铁矿浮选的影响,发现磁处理黄药可以明显加强其选别效果,使方铅矿回收率提高15%、闪锌矿回收率提高23%、黄铁矿回收率提高20%。前苏联培什明斯克选矿厂浮选浸染型铜矿石时,磁处理丁基黄药溶液和矿浆使铜回收率提高了1.32 个百分点。科瓦切夫等对不同铜矿石进行了磁处理浮选研究,发现铜回收率可提高1~6个百分点,浮选时间可缩短20%~30%。当浮选用水中含有离子时,磁处理效应更加显著。前苏联苏姆沙尔斯克选矿厂在铅锌矿石浮选前对矿浆进行磁处理,工业试验表明,矿浆磁处理使Pb 和Zn 的回收率分别提高了2 和2.5 个百分点[56]。汤丹选矿厂[57]浮选氧化铜矿石时,对浮选用水进行磁处理与未经磁处理的硬水比较,铜精矿回收率提高了2~3个百分点。

3.2 磁处理浮选非金属矿

边炳鑫等[29]在对煤泥浮选前,先分别对捕收剂、起泡剂、抑制剂进行磁处理,发现磁处理起泡剂、捕收剂对煤和煤矸石的可浮性均有影响,且对煤的影响较煤矸石显著;磁处理后水玻璃对煤矸石、黄铁矿的抑制效果增强,而对煤无明显影响。对药剂进行磁处理可以显著扩大煤与矸石的可浮性差异,提高煤泥回收率;此外,磁处理能引起浮选矿浆含氧量、pH 值、矿物表面Zeta 电位和润湿热的变化。单矿物浮选试验表明,磁处理浮选矿浆提高了煤的可浮性,加大了煤与煤矸石、黄铁矿之间的润湿性差异,有利于强化煤泥浮选脱硫降灰的效果[48]。另外,磁处理可以改善物料的过滤性能,提高物料的脱水效率,这进一步加大了磁处理技术在煤泥浮选工艺的应用前景。

邱廷省等[58]采用常规药剂油酸、碳酸钠、硅酸钠和明矾等对萤石进行了磁处理浮选研究,结果表明,采用磁处理技术可以简化萤石与石英浮选分离工艺,强化对石英的抑制,提高萤石浮选和降硅效果。朱巨建等[59]研究了浮选介质水经磁化处理后,石英的上浮率与介质pH 值的关系及其作用机理,研究结果表明,磁化处理可以使Ca2+对石英的活化能力降低,石英上浮率减少。

3.3 磁处理化学浸出

邱廷省等[60]将磁处理技术应用在草酸沉淀稀土浸出液的工艺过程中,考察了磁场强度、磁处理时间以及磁化方式等因素对稀土沉淀效果的影响。研究结果表明,磁处理技术应用于此沉淀过程可提高草酸稀土的纯度,减少草酸的消耗量,从而为降低离子型稀土矿山的生产成本,为增加稀土的有效回收提供了一种新工艺。此外,磁处理对碳酸氢铵沉淀稀土母液体系有很大影响,在适宜磁场强度下磁处理能使稀土沉淀物的纯度提高3~4个百分点[61]。

4 总 结

(1)为了改善复杂难选矿石的选别效果,减轻污染环境压力,采用磁处理水系的方式能够促进药剂与矿物的相互作用,提高药剂在矿物表面的吸附量,增强矿物表面性质的差异性,加大矿物的可浮性差异,有利于提高有用矿物回收效果。而且磁处理具有无能耗、无药剂添加等优点,充分发挥了多学科结合的优势,完全可以称为绿色技术。

(2)水系的磁处理设备简单,易于操作及维修,在不改变原生产流程的情况下,仅仅添加一磁处理设备就能提高生产指标,产生经济价值,在矿物加工过程中具有良好的应用前景。

(3)今后应加强磁处理浮选和磁处理化学浸出工艺和设备的研究,优化和完善磁处理条件,使之尽早地应用于现场生产,提高我国处理贫、细、杂矿石的技术水平以及综合利用矿产资源的能力。

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