罗毅等：低品位氧硫混合铜矿的酸性制粒及机理 ·1329· minl,测定时用1molL的HCl溶液和3molL的 影响球团湿强度的大小顺序为：Biometek-WLAGOO1 NaOH溶液调节pH值，测定pH值为3~9时的Zela电 添加量>熟化加酸量>固化时间>熟化时间，得出的 位，每个pH值下测量3次取平均值，结果如图11 最佳工艺条件为Biometek-WLAGOO1黏结剂添加质量 所示. 分数为3.79%，固化时间为72.9h,熟化加酸量为 pH值 72.38kgt矿，熟化时间为1.46h,模型预测球团的湿 2 3 6 10 强度为90.81%，验证试验球团平均值为90.56%，两 等电点 0◆ 者相对误差为0.275%，偏差较小. (3)未加入黏结剂所得到的球团酸泡后完全破裂 -2 成泥状，而加入黏结剂Biometek-WLAGO01后球团的 湿强度得到了较大的改善.傅里叶红外光谱分析结果 细 -6 表明Biometek-WLAGO01通过羧基一COOˉ和醚一 CH2一O一CH2一与原矿发生了化学吸附作用，形成较 为稳定的空间网状结构从而提高球团的强度：Zeta电 -10上 一原矿 位测定结果表明，原矿表面与Biometek-WLAG0O1电 -12 。-0.1%Biometek-WLAGO01作用后的矿样 ▲一0.5%Biometek-WLAG001作用后的刊矿样 离后均带负电，两者为同种电荷，存在静电斥力作用， 一1.0%Biometek-WLAG001作用后的刊矿样 -14 排除了Biometek-WLAGOO1通过静电引力作用吸附在 图11原矿及与0.1%，0.5%，1.0%Biometek-WLAC001溶液作 矿石上面提高球团的强度的可能. 用后的矿样的Zcta电位 Fig.11 Zeta potentials of the raw sample and ore after treatment with 参考文献 0.1%,0.5%,and 1.0%Biometek-WLAG001 solution 由图11可知，在pH值为3~9的范围内，原矿 [1]Palomo-Briones R,Ovando-Franco M,Razo-Flores E,et al.An overview of reclaimed wastewater reuse in gold heap leaching. (pH值高于等电点)以及与0.1%、0.5%、1.0%Biom- Miner Process Extr Metall Rev,2016,37(4):274 etek-WLAGOOI溶液作用后的矿样的Zeta电位均为负 [2]Cooper WC.Recent developments in the extractive metallurgy of 值，而且随着Biometek-WLAGOO1浓度的增加比原矿 copper,nickel and cobalt and their industrial implications.Can 的Zeta电位更负，可能的原因是Biometek-WLAG0Ol Metall Q,1984,23(4):365 分子结构中含有大量的一CO0'和一0H基团，Biome- [3]Hong Z Z.Laws goveming the biochemical heap leaching of low- grade uranium ores with regeneration of the oxidant by an immobi- tek-WLAG001吸附在矿石上后，这些基团会发生电离 lized biomass.Metallurgist,2015,59(7-8):626 带上负电荷，因而使得矿石表面带上更多的负电荷，造 [4]Li S H.Uranium,Gold,Copper Heap Leaching Principles and 成吸附后的Zeta电位更负.由于原矿表面带负电以及 Practice.Beijing:Atomic Energy Press,1996 Biometek-WLAG001电离后也带负电，两者为同种电 (李尚远.轴、金、铜矿石堆浸原理与实践.北京：原子能出版 社，1996) 荷，存在静电斥力作用，排除了Biometek-WLAC001通 [5]Wu A X,Wang S Y.Yin S H,et al.Chemical precipitation and 过静电引力作用吸附在矿石上面提高球团的强度的 control in process of heap leaching of high-alkali oxide copper ore. 可能 J Centr South Unin Sci Technol,2012,43(5):1851 3结论 (吴爱祥，王少勇，尹升华，等.高碱氧化铜矿堆浸过程中的 化学沉淀与调控.中南大学学报（自然科学版），2012,43 (1)考察了Biometek-WLAG001、非离子型聚丙烯 (5):1851) 酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺和半水石膏4种黏结剂对 [6]Wang Y M,Wu A X,Zuo H,et al.Analysis of main factors in- fluencing permeability of dump leaching in copper mines.Metal 氧硫混合铜矿制粒效果以及对浸矿细菌氧化活性的影 Mine,2007(8):16 响，结果表明用羧甲基纤维钠作为黏结剂所得到的球 (王贻明，吴爱祥，左恒，等.影响铜矿排土场堆浸渗透性的 团酸泡超过20d只有部分矿粉从球团上脱落，球团基 主要因素分析.金属矿山，2007(8)：16) 本保持完整，具有较好的耐酸性和湿稳定性且对细菌 [7]Quaicoe I,Nosrati A,Skinner W,et al.Agglomeration and col- 的氧化活性影响较小，是一种理想的制粒耐酸黏结剂. umn leaching behaviour of goethitic and saprolitic nickel laterite (2)考察了黏结剂添加量、喷水量、转速、固化时 ores.Miner Eng,2014,65:1 [8]Quaicoe I,Nosrati A,Addai-Mensah J.Influence of binder com- 间、熟化加酸量和熟化时间对氧硫混合铜矿制粒-球 position on hematite-rich mixed minerals agglomeration behaviour 团拌酸熟化工艺中球团的湿强度和抗压强度的影响， and product properties.Chem Eng Res Des,2015,97:45 并用响应面法对该工艺进行了优化分析，得出各因素 [9]Zhou X Y.Wang H.Sliming copper ore treatment with pelietizing罗 毅等: 低品位氧硫混合铜矿的酸性制粒及机理 min - 1 ,测定时用 1 mol·L - 1的 HCl 溶液和 3 mol·L - 1的 NaOH 溶液调节 pH 值,测定 pH 值为 3 ~ 9 时的 Zeta 电 位,每个 pH 值下测量 3 次取平均值,结果如图 11 所示. 图 11 原矿及与 0郾 1% 、0郾 5% 、1郾 0% Biometek鄄鄄WLAG001 溶液作 用后的矿样的 Zeta 电位 Fig. 11 Zeta potentials of the raw sample and ore after treatment with 0郾 1% , 0郾 5% , and 1郾 0% Biometek鄄鄄WLAG001 solution 由图 11 可知,在 pH 值为 3 ~ 9 的范围内,原矿 (pH 值高于等电点)以及与 0郾 1% 、0郾 5% 、1郾 0% Biom鄄 etek鄄鄄WLAG001 溶液作用后的矿样的 Zeta 电位均为负 值,而且随着 Biometek鄄鄄 WLAG001 浓度的增加比原矿 的 Zeta 电位更负,可能的原因是 Biometek鄄鄄 WLAG001 分子结构中含有大量的—COO - 和—OH 基团,Biome鄄 tek鄄鄄WLAG001 吸附在矿石上后,这些基团会发生电离 带上负电荷,因而使得矿石表面带上更多的负电荷,造 成吸附后的 Zeta 电位更负. 由于原矿表面带负电以及 Biometek鄄鄄WLAG001 电离后也带负电,两者为同种电 荷,存在静电斥力作用,排除了 Biometek鄄鄄WLAG001 通 过静电引力作用吸附在矿石上面提高球团的强度的 可能. 3 结论 (1)考察了 Biometek鄄鄄WLAG001 、非离子型聚丙烯 酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺和半水石膏 4 种黏结剂对 氧硫混合铜矿制粒效果以及对浸矿细菌氧化活性的影 响,结果表明用羧甲基纤维钠作为黏结剂所得到的球 团酸泡超过 20 d 只有部分矿粉从球团上脱落,球团基 本保持完整,具有较好的耐酸性和湿稳定性且对细菌 的氧化活性影响较小,是一种理想的制粒耐酸黏结剂. (2)考察了黏结剂添加量、喷水量、转速、固化时 间、熟化加酸量和熟化时间对氧硫混合铜矿制粒鄄鄄 球 团拌酸熟化工艺中球团的湿强度和抗压强度的影响, 并用响应面法对该工艺进行了优化分析,得出各因素 影响球团湿强度的大小顺序为:Biometek鄄鄄 WLAG001 添加量 > 熟化加酸量 > 固化时间 > 熟化时间,得出的 最佳工艺条件为 Biometek鄄鄄WLAG001 黏结剂添加质量 分数为 3郾 79% ,固化时 间 为 72郾 9 h,熟 化 加 酸 量 为 72郾 38 kg·t - 1矿,熟化时间为 1郾 46 h,模型预测球团的湿 强度为 90郾 81% ,验证试验球团平均值为 90郾 56% ,两 者相对误差为 0郾 275% ,偏差较小. (3)未加入黏结剂所得到的球团酸泡后完全破裂 成泥状,而加入黏结剂 Biometek鄄鄄 WLAG001 后球团的 湿强度得到了较大的改善. 傅里叶红外光谱分析结果 表明 Biometek鄄鄄 WLAG001 通 过 羧 基—COO - 和 醚— CH2—O—CH2—与原矿发生了化学吸附作用,形成较 为稳定的空间网状结构从而提高球团的强度;Zeta 电 位测定结果表明,原矿表面与 Biometek鄄鄄 WLAG001 电 离后均带负电,两者为同种电荷,存在静电斥力作用, 排除了 Biometek鄄鄄WLAG001 通过静电引力作用吸附在 矿石上面提高球团的强度的可能. 参 考 文 献 [1] Palomo鄄Briones R, Ovando鄄Franco M, Razo鄄Flores E, et al. An overview of reclaimed wastewater reuse in gold heap leaching. Miner Process Extr Metall Rev, 2016, 37(4): 274 [2] Cooper W C. Recent developments in the extractive metallurgy of copper, nickel and cobalt and their industrial implications. Can Metall Q, 1984, 23(4): 365 [3] Hong Z Z. Laws governing the biochemical heap leaching of low鄄 grade uranium ores with regeneration of the oxidant by an immobi鄄 lized biomass. Metallurgist, 2015, 59(7鄄8): 626 [4] Li S H. Uranium, Gold, Copper Heap Leaching Principles and Practice. Beijing: Atomic Energy Press, 1996 (李尚远. 铀、金、铜矿石堆浸原理与实践. 北京: 原子能出版 社, 1996) [5] Wu A X, Wang S Y, Yin S H, et al. Chemical precipitation and control in process of heap leaching of high鄄alkali oxide copper ore. J Centr South Univ Sci Technol, 2012, 43(5): 1851 (吴爱祥, 王少勇, 尹升华, 等. 高碱氧化铜矿堆浸过程中的 化学沉淀与调控. 中南大学学报(自然科学版), 2012, 43 (5): 1851) [6] Wang Y M, Wu A X, Zuo H, et al. Analysis of main factors in鄄 fluencing permeability of dump leaching in copper mines. Metal Mine, 2007(8): 16 (王贻明, 吴爱祥, 左恒, 等. 影响铜矿排土场堆浸渗透性的 主要因素分析. 金属矿山, 2007(8): 16) [7] Quaicoe I, Nosrati A, Skinner W, et al. Agglomeration and col鄄 umn leaching behaviour of goethitic and saprolitic nickel laterite ores. Miner Eng, 2014, 65: 1 [8] Quaicoe I, Nosrati A, Addai鄄Mensah J. Influence of binder com鄄 position on hematite鄄rich mixed minerals agglomeration behaviour and product properties. Chem Eng Res Des, 2015, 97: 45 [9] Zhou X Y, Wang H. Sliming copper ore treatment with pelietizing ·1329·