一噸金礦石裏,黃金含量往往只有幾克,剩下的全是廢石。 要把這幾克黃金從成噸的石頭裏“挑”出來,單靠物理方法遠遠不夠,必須借助化學藥劑的力量。
在黃金選礦中,藥劑們分工明確、各司其職。 今天我們就來認識一下這個“藥劑家族”裏的幾比特關鍵成員。
黃金礦石被磨成粉末後倒進水裏,大多數礦物顆粒表面是親水的——它們喜歡待在水裏,不願意浮起來。
捕收劑的作用,就是改變這種狀態。 它會選擇性地吸附在含金礦物表面,在礦物顆粒外面“裹”上一層疏水的膜。 這就像給含金礦物穿上了一件“游泳衣”,讓它們變得願意往氣泡上靠、願意浮到水面上來。
在黃金浮選中,最常用的捕收劑是黃藥(學名黃原酸鹽,因外觀呈淡黃色而得名)。 根據碳鏈長短不同,黃藥分成不同型號:短鏈的相對溫和,長鏈的捕收能力更强,適合對付難選的礦石。黑藥則是另一類常用捕收劑,有時和黃藥搭配使用,效果比單獨用任何一種都好。
穿上了“游泳衣”的礦物顆粒想要浮到水面,還需要運輸工具——氣泡。
起泡劑的作用是降低水的表面張力,讓充入水中的空氣更容易形成細小氣泡,並且讓這些氣泡不容易破裂。 常用的起泡劑是松醇油(也叫二號油),它在浮選車間裏很常見。
捕收劑和起泡劑還有“合作”關係:兩者會共同吸附在礦物顆粒表面,幫助礦物更順利地附著在氣泡上、完成上浮。
如果說捕收劑和起泡劑是台前的“演員”,那調整劑就是幕後的“總調度”——它不直接參與抓黃金,但負責為整個浮選過程創造最佳條件。
調整劑的家族成員很多,各自承擔不同任務:
pH調整劑:調節礦漿的酸鹼度。 石灰、碳酸鈉、硫酸都是常用的,選金時最常用的是石灰和硫酸。
活化劑:如果目標礦物被“壓住”了不容易浮,活化劑可以幫助它“蘇醒”過來,增强它和捕收劑的作用能力。
抑制劑:有些礦物(比如不想讓它一起上來的雜質)可浮性太好,抑制劑可以把它們“按”住,不讓它們跟著黃金一起浮上來。
絮凝劑和分散劑:細顆粒礦物容易聚成一團或者飄得到處都是,絮凝劑幫它們“抱團”加快沉降,分散劑則相反,幫它們散開。
除了浮選藥劑,黃金選礦還有另一大類——浸出藥劑,用於把黃金從礦石裏“溶”出來。 傳統的浸出藥劑是氰化鈉,浸金效果好、成本低,但它屬於劇毒化學品,運輸、儲存、使用都有嚴格管制,一旦洩漏後果嚴重。
近年來,環保型選礦劑正在逐步替代傳統氰化鈉。 這類產品的科技思路是:用含氰基的有機物代替含氰根的無機物,通過分子結構設計把氰基“鎖”住,在常規條件下不易釋放游離的劇毒成分,但在浸金時又能有效溶解黃金。
環保型選礦劑的覈心優勢在於:毒性大幅降低,屬於普通貨物運輸; 可以直接替代氰化鈉使用,不需要改造原有設備和工藝; 浸出後的尾渣處理也相對簡單。
一種藥劑往往不止一個作用。 比如,黑藥既有捕收能力又有起泡作用; 水玻璃既能抑制脈石礦物又有分散作用; 石灰既是pH調整劑,也能抑制黃鐵礦。
藥劑之間也有相互制約的關係。 比如,硫酸會分解黃藥; 水玻璃會改變礦漿的酸鹼度。 所以,藥劑的種類選擇、用量多少、添加順序和添加位置,都需要根據具體礦石的性質來調整,這也就是選礦工程師常說的“藥劑制度”。
不同礦山的礦石成分千差萬別,甲礦效果好的藥劑配方,到了乙礦可能就不靈了。 囙此,確定最佳藥劑方案往往需要通過專門的選礦試驗來摸索。
選礦藥劑的覈心任務,就是把稀少的黃金從大量廢石中高效分離出來。 捕收劑負責給黃金“穿游泳衣”,起泡劑負責製造“運輸氣泡”,調整劑負責調控整個“工作環境”——各司其職、協同配合,共同完成“點石成金”的任務。