通过对石灰性质的阐述, 系统总结分析了石灰在黄金选厂中的作用与应用。如在浮选过程中, 提高矿浆的pH 值, 调节硫代化合物类捕收剂及某些抑制剂(如氰化物) 的作用活性, 抑制硫化铁矿物、自然金粒的浮选, 沉淀矿浆中对浮选有害的重金属离子等。在氰化过程中, 作为脱药剂用于氰化厂浸前浓密, 作为保护碱用于浸出过程中等; 在锌粉置换中用于改善作业条件等。在混汞作业中, 调整矿浆pH 值, 提高混汞作业效果, 抑制矿浆中硫化物的活性, 防止汞板”生病” 等。

关键词: 金矿石; 石灰; 浮选; 氰化; 混汞

石灰是一种价格低廉物品, 在黄金选厂应用广泛。系统地对其有关性质及在浮选、氰化、混汞等作业过程中的作用及应用进行了阐述, 供参考。

1 石灰的有关性质

石灰又称生石灰或白灰, 有效成分为CaO, 是由石灰石CaCO3 在900~1200℃条件下煅烧而得。反应式为:CaCO3→CaO + CO2↑石灰具有强烈的吸水性, 与水作用后成为氢氧化钙( Ca(OH)2 ) , 俗称熟石灰或消石灰。它在水溶液中溶解度很小,但溶于水溶液中能进一步电离出钙离子( Ca2+ ) 和氢氧根离子(OH-) , 使溶液呈较强的碱性, 反应式为:CaO + H2O = Ca(OH)2 + 热Ca(OH)2= Ca2+ + 2OH-熟石灰能与CO2 反应生成CaCO3, 反应式为:Ca(OH)2+ CO2→ CaCO3↑ + H2O这一性质正是现场使用石灰时在机械设备底部或输送管道中产生结钙现象的基本原因所在。

2 石灰在浮选中作用及应用

石灰在浮选过程中可用于提高矿浆的pH 值; 调节硫代化合物类捕收剂及其它某些抑制剂(如氰化物) 的作用活性; 可用于抑制硫化铁矿物、自然金粒的浮选; 沉淀矿浆中对浮选有害的重金属离子; 对矿泥具有凝聚成较大团粒的作用等。

2. 1 调节矿浆pH 值

石灰因价廉易得且碱性较强, 在对硫化矿物浮选过程中, 当需要提高矿浆的pH 值或需要在碱性或弱碱性介质条件下进行时,通常大都采用它作为pH 值调整剂。一般来说, 其作用如下:

(1) 调节矿浆中重金属离子的浓度, 形成难溶化合物。这是消除某些有害离子的重要调整方法。例如加入OH-离子可使许多金属阳离子形成难溶的氢氧化物。浮选常见的易形成难溶的氢氧化物有: Al(OH)3、Cu(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Pb(OH)2、Zn(OH)2等。

(2) 调整捕收剂的离子浓度。捕收剂在水中呈分子或离子状态存在与介质pH 值密切相关。调整pH值可以调整捕收剂在水中呈分子或离子状态存在的比例, 实际上就调整了捕收剂的解离程度。

(3) 调整捕收剂与矿物之间的作用。捕收剂离子与矿物表面之间的作用与矿浆的pH 值有密切的关系, 捕收剂阴离子与OH-之间可以在矿物表面产生竞争, pH 值愈高,OH- 离子浓度愈大, 愈能排斥捕收剂阴离子的作用。

(4) 调整抑制剂的浓度。一些抑制剂是由强碱和弱酸所构成的盐, 如常用抑制剂水玻璃(又称硅酸钠, 它的化学组成为NaO2SiO2)即是, 它在水中可以水解使矿浆呈碱性, pH值的高低直接影响它的水解程度。当pH < 9 时, 硅酸( H2SiO3)分子占优势; 当pH = 9~ 13 时, HSiO-3占优势; 当pH > 13时, SiO-3占优势。

(5) 调整起泡剂的起泡能力。pH 值对起泡剂的起泡能力有一定影响。例如松醇油(2# 油) 的起泡能力随介质pH 值升高而增强。

(6) 调整矿泥的分散与团聚。实践上使用的pH 值调整剂, 经常为矿泥的分散剂或团聚剂,起到分散矿浆或使矿浆产生团聚的作用。例如石灰中Ca2+ 可削弱石英表面的负电性, 降低静电斥力, 有利于离子絮凝剂的吸附。

黄金浮选, 在处理矿石中含有对氰化有害物质少的简单金属硫化物矿石(如山东大部分矿) 时, 一般用石灰控制浮选pH = 7~ 9。

2. 2 抑制硫化铁矿物、自然金粒的浮选

当用黄药类捕收剂浮选各种有色金属硫化矿物时(例如从矿石中浮选铜、铅、锌等硫化矿物) , 由于矿石中通常含有一定数量的硫化铁矿物, 如黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿或硫砷铁矿等, 用石灰抑制硫化铁矿物是生产实践中常用的主要方法之一。

在处理有价重金属含量较高的含金多金属硫化矿物矿石( 如含铜、铜锌、铅锌、碲、砷等含金多金属硫化物矿石) 时, 由于这些矿石中含有对下一步氰化有害而可浮的矿物, 为消除不利因素, 实际生产过程中, 通常采用混合浮选与分离浮选结合的浮选流程, 而石灰常用来调整pH 值, 一般控制混合浮选pH=7~8, 让有用硫化矿物大都上浮, 再采用控制pH = 10~12 的分离浮选过程, 抑制黄铁矿的选别, 达到分离的目的。

再者, 自然金粒易受Ca2+ 的抑制, 当矿浆中存在一定量的石灰时, Ca2+ 与进入矿浆的空气中的CO2 反应生成CaCO3 沉淀, 而抑制自然金粒的浮选。

石灰在浮选作业中的添加, 通常采用在球磨机给矿皮带上加石灰粉或在浮选前药剂搅拌槽中加石灰乳或石灰粉等形式。在浮选过程中的作用, 外观.明显地是对浮选泡沫性质的影响。当石灰用量适当时, 所形成的泡沫较稳定, 具有适宜的粘度; 当用量较大时, 将导致泡沫过于稳定, 泡沫发粘, 甚至引起”跑槽”现象, 使生产过程难于操作、控制。同时由于凝聚矿泥现象加剧,而这种凝聚又常缺乏选择性, 致使泡沫精矿中常夹带大量矿石细泥, 影响精矿质量。因而, 黄金矿山浮选生产中应严格控制石灰加入量, 要对其有充分的认识。