在选矿厂的药剂添加系统中，有一种价格低廉、来源广泛的白色粉末——石灰（CaO）。它不像黄药那样“专攻一术”，也不像松醇油那样“制造气氛”，而是默默地在幕后调节矿浆酸碱度、抑制有害矿物、改善沉降过滤，是选矿工艺中用量最大、成本最低的基础调整剂。本文将为您全面介绍这款“默默奉献”的功勋药剂。

一、什么是石灰？

石灰的化学名称是氧化钙（CaO），俗称生石灰。它是由石灰石（CaCO₃）高温煅烧而成。生石灰遇水会剧烈反应，生成氢氧化钙（Ca(OH)₂），即熟石灰或消石灰。

在选矿中的角色：主要用作pH调整剂，将矿浆调节至碱性，同时兼具抑制剂、凝聚剂、沉淀剂等多种功能。

常见形态：

• 块状生石灰：需现场破碎、消化成石灰乳使用

• 粉状生石灰：可直接使用或消化后使用

• 熟石灰粉：已消化，可直接配制溶液

选矿厂通常使用生石灰，现场消化成石灰乳（浓度10%-20%）后添加。

二、石灰在选矿中的四大核心作用

1. pH调节剂——调节矿浆碱度

这是石灰最主要、最基础的作用。许多浮选工艺需要在碱性条件下进行（pH 8-12），石灰能够高效、低成本地将矿浆pH调节至所需范围。

调节原理：

CaO + H₂O → Ca(OH)₂
Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2OH⁻

氢氧化钙解离产生氢氧根离子（OH⁻），提高矿浆pH值。

优势：与碳酸钠相比，石灰价格更低（约为碳酸钠的1/3-1/2），调节能力强，可将pH调至12以上。

2. 抑制剂——抑制黄铁矿等硫化矿

这是石灰在硫化矿浮选中最重要的“附加功能”。在铜、铅、锌等硫化矿的浮选过程中，常常需要抑制黄铁矿（FeS₂），使其不随有用矿物上浮，以保证精矿品位。石灰能够选择性地抑制黄铁矿。

抑制机理：

• 石灰水解释放Ca²⁺和OH⁻

• OH⁻在黄铁矿表面形成亲水的氢氧化铁膜

• Ca²⁺吸附在黄铁矿表面，进一步阻止捕收剂吸附

• 同时提高矿浆pH，使黄铁矿处于稳定状态

典型应用：

• 铜硫分离（抑制黄铁矿，浮选黄铜矿）

• 铅锌硫分离（抑制黄铁矿）

• 金矿浮选（抑制黄铁矿，提高金精矿品位）

3. 凝聚剂——加速细粒沉降

石灰水解释放的钙离子（Ca²⁺）能够压缩细颗粒表面的双电层，使细颗粒互相凝聚成较大的絮团，加速沉降。

应用场景：

• 尾矿浓密（加速尾矿沉降，提高回水利用率）

• 精矿过滤（改善过滤性能，降低滤饼水分）

4. 沉淀剂——去除有害离子

矿浆中的碳酸根、硅酸根、砷酸根等有害离子会干扰浮选。石灰能与这些离子反应生成难溶的钙盐沉淀，从而净化矿浆。

反应示例：

CO₃²⁻ + Ca²⁺ → CaCO₃↓
SiO₃²⁻ + Ca²⁺ → CaSiO₃↓

三、石灰的主要应用场景

四、石灰的使用方法

1. 消化（配制石灰乳）

生石灰必须消化（加水反应）成氢氧化钙后才能使用，直接加入会反应剧烈、放热、损坏设备。

消化方法：

• 将生石灰缓慢加入水中（水:灰≈3-5:1）

• 搅拌消化30-60分钟

• 得到10%-20%浓度的石灰乳

• 通过筛网去除未消化的杂质（石块、过烧石灰）

注意事项：

• 消化过程放热，会产生高温蒸汽，注意防护

• 石灰乳易沉淀，需持续搅拌或定时搅动

2. 添加点

• 一般加入球磨机（最常用），利用磨矿过程充分混合

• 也可加入搅拌槽或浮选机第一槽

• 要求与矿浆充分混合，作用时间3-5分钟

3. 典型用量

（注：具体用量需通过浮选试验确定）

4. 添加顺序

通常先加石灰（调整pH、抑制黄铁矿），再加其他调整剂（如水玻璃、碳酸钠）、捕收剂和起泡剂。

五、石灰与碳酸钠的对比

石灰和碳酸钠是最常用的两种碱性调整剂，各有优劣：

选择原则：

• 需要强碱性、抑制黄铁矿、成本优先时，选用石灰

• 需要温和调节、分散矿泥、避免引入钙离子时，选用碳酸钠

• 许多情况下两者配合使用，取长补短

六、影响石灰效果的因素

七、石灰的质量检验

选矿厂应对进厂石灰进行质量检验：

八、石灰的安全与环保

1. 安全性

• 腐蚀性：生石灰遇水放热，有腐蚀性；石灰乳呈强碱性，对皮肤、眼睛有严重腐蚀性。

• 粉尘：生石灰粉末对呼吸道有刺激性。

• 防护：操作时佩戴防护手套、护目镜、防尘口罩；消化时防止烫伤。

2. 环保性

• 生态影响：石灰本身无毒，但高碱性会危害水生生物。含石灰的尾水需中和（如用酸）至中性后排放。

• 尾矿管理：含石灰的尾矿呈碱性，可抑制重金属溶出，有一定正面作用。

3. 储存与运输

• 储存于阴凉、干燥、通风库房，防潮、防雨淋（遇水会消化失效）。

• 避免与酸类、易燃物混存。

• 保质期：生石灰吸潮后有效成分下降，建议3个月内使用。

九、常见问题与解决方案

十、石灰的替代与配合

替代药剂

• 碳酸钠：需要温和调节、分散矿泥时

• 氢氧化钠：需要快速调碱但缓冲能力要求不高时

• 氨水：特定氧化矿浮选

配合使用

• 石灰+碳酸钠：取石灰的强抑制能力和碳酸钠的分散能力

• 石灰+水玻璃：抑制黄铁矿的同时分散矿泥

• 石灰+硫酸铜：先抑制黄铁矿，后活化闪锌矿（铅锌分离）

结语

石灰，这款价格低廉、来源广泛的白色粉末，是选矿工艺中用量最大、成本最低的基础调整剂。它默默地在幕后调节酸碱度、抑制黄铁矿、加速沉降、净化矿浆，为浮选创造最佳环境。

理解石灰的多重作用，掌握其使用技巧，是每一位选矿工作者的必修课。在追求精细化、绿色化的现代选矿中，科学使用石灰，将助力矿山企业实现“控成本、提指标、稳工艺”的目标。