[发明专利]一种快速测定矿物浮选热力学及过程动力学参数的方法

说明书

本发明公开了一种快速测定矿物浮选热力学及过程动力学参数的方法，是将矿物原料配成悬浮液加入到LB拉膜仪的液槽中；然后按照设定的浮选方案进行浮选(加捕收剂、起泡剂、活化剂等)，并在浮选过程中利用LB拉膜仪进行过程动力学曲线(π‑t曲线)的测定，在浮选结束后进行热力学曲线(π‑A曲线)的测定，再根据所得曲线获取浮选热力学及过程动力学参数。本发明的方法可以为矿物浮选提供快捷、精准的试验数据，避免了体相浮选试验数据测定的困难，且本发明建立了一种通用方法，适用于硫化物矿等多种矿石浮选数据的快速测定。

技术领域

本发明涉及一种利用Langmuir－Blodgett技术对矿物浮选进行动力学实时监测的方法。

背景技术

天然的硫化物矿原矿石常常与其他矿石相互伴生，并含有一定量的杂质矿物。硫化物矿常常用来进行提炼金属或制取硫化物如硫酸等，利用纯度低的矿石进行提炼和制备时将伴随着大量的杂质，降低产率，严重影响工业化利用。因此需要对原始矿物中的主相硫化物矿进行提纯，使用的方法是浮选法。

浮选过程是一个相当复杂的物理化学过程，受到诸多因素的影响，而浮选动力学正是研究在各种影响因素下浮选过程随时间的变化规律。在理论方面，浮选动力学有助于探明化学药剂与水动力因素对浮选行为影响的机理，寻找优化控制浮选参数的科学途径，建立高效浮选的新技术。同时在浮选实践方面，可以通过建立浮选动力学模型来辅助理解浮选过程的本质，并通过研究浮选动力学来改善浮选工艺流程、改进浮选设备的设计、完善浮选试验的研究方法等。

对于浮选实验，通过对浮选动力学和热力学进行研究，可以得到浮选的最小用量参数以及最小浮选时间，无论从研究上还是经济上来说得到动力学和热力学的数据对于浮选过程来说都十分必要。目前，大多数浮选过程都缺少相关的动力学或热力学数据，或者相关矿物浮选的动力学研究数据不够精确可靠，缺乏一种普适、快捷、精准的仪器测定方法。陈子鸣在“浮选动力学研究之一—矿物浮选速度模型”一文中利用体相吸附法，对原始的浮选速度方程进行扩展和修改，得到包含时间因素在内的新的浮选速度方程。但该方法计算过程繁琐且不够直观，并且具有一定的偶然性，并不适用于所有的浮选过程。王虎在“南京栖霞山高硫低铅锌银矿高效回收工艺及浮选动力学研究”中讨论了矿浆pH值、捕收剂用量、矿浆浓度等因素对铅锌矿浮选动力学行为的影响进行讨论，使用MATLAB软件拟合出方铅矿、闪锌矿单矿物浮选和实际矿石浮选的动力学模型。但是此方法需要以单矿物和实际矿物分批刮泡试验为数据来源，操作繁琐，且获得的动力学数据有限，无法得到热力学数据。邱廷省在“铜锌硫化矿浮选分离过程及动力学分析”一文中，通过将实验结果与前人已有的四种动力学模型公式进行拟合比对确定较为合适的公式推算动力学数据。但此法获得的数据精度不足。孙浩然在“菱镁矿及其主要伴生矿物白云石的浮选动力学研究”中通过分段、连续刮泡获得浓度数据计算浮选速率常数，选择集中经典浮选动力学方程利用MATLAB进行拟合建立浮选动力学模型。但是此法存在偶然性和不确定性，无法准确获得动力学相关数据。

发明内容

本发明提供了一种快速测定矿物浮选热力学及过程动力学参数的方法，旨在将原矿提纯获得高纯度的硫化物矿，同时获得相关的浮选动力学和热力学数据，从而解决上述现有动力学测定方法均无法实时监测、无法获得准确的热力学数据的问题。

本发明为实现发明目的，采用如下技术方案：

一种快速测定矿物浮选热力学及过程动力学参数的方法，其特点在于：是将矿物原料配成悬浮液加入到LB拉膜仪的液槽中；然后按照设定的浮选方案进行浮选，并在浮选过程中利用LB拉膜仪进行过程动力学曲线的测定，在浮选结束后进行热力学曲线的测定，再根据所得曲线获取浮选热力学及过程动力学参数。

进一步地，本发明的方法适用于各种含有杂质矿物的硫化物矿，如黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、辉锑矿、闪锌矿、方铅矿等主要成分为硫化物并含有少量杂质矿物(如白云石、铅锌矿、煤等)的原矿。