選鉱薬剤家の多くは、化学吸着によって鉱物表面と作用するが、水に溶けず、鉱物と化学反応せず、物理作用だけで捕捉を完了できる「独自の道」を切り開く薬剤がある。これが灯油、輝モリブデン鉱(MoSタンパ)浮選で最もよく使われる「非極性捕捉剤」。本文では、この「ユニーク」な選鉱薬剤を全面的に紹介します。
灯油は石油から留出される炭化水素類混合物であり、主にC 10-C 16のアルカン、シクロアルカン、芳香族炭化水素から構成され、外観は無色から淡黄色の透明液体であり、特殊なにおいがあり、水に溶けず、揮発しやすく、燃えやすい。
選鉱における役割:使用非極性捕捉剤、天然の浮遊性に優れた鉱物の浮選に特化しており、最も主要なのはモリブデン鉱(MoSタンパ)、黒鉛、タルク、硫黄、石炭などの天然疎水鉱物の浮選にも用いられる。
他の捕捉剤との違い:
黄薬、黒薬、チオアミド:化学吸着による極性捕捉剤
灯油:物理吸着(vanderWaals力)による、非極性捕捉剤
輝モリブデン鉱(MoSタンパ)は独特な層状構造を持っている:S-Mo-S三層は「サンドイッチケーキ」を構成し、層内は強い共有結合で結合し、層間は微弱なファンデルワールス力で結合する。この構造により、輝モリブデン鉱の表面は天然の疎水性を持ち、捕捉剤を加えなくても輝モリブデン鉱は部分的に浮上することができる。
灯油の役割は輝モリブデン鉱の疎水性を強化するを使用して、浮上速度と回収率を向上させます。灯油分子はファンデルワールス力によって輝モリブデン鉱の疎水性表面に物理的に吸着し、油膜を形成し、疎水性をさらに強化し、気泡を輝モリブデン鉱粒子を「つかみやすく」する。
簡単な比喩:輝モリブデン鉱の表面はもともと「水に濡れるのが嫌い」で、灯油はそれに「油をもう1層塗る」ように、それをより「滑らせる」ようにして、気泡に付着しやすくします。
灯油は水に溶けず、スラリー中に小さな油滴の形で分散する。疎水性鉱物の表面にのみ吸着し、黄鉄鉱、石英などの親水性鉱物にはほとんど作用しないため、選択性が極めて高い。
灯油は安価(約5000〜8000元/トン)で、使用量が少なく(20〜100グラム/トンの鉱石)、モリブデン鉱の浮選の中で最も経済的な捕捉剤である。
灯油には発泡性がなく、浮選時に発泡剤(松アルコール油、MIBCなど)を添加する必要がある。
灯油は引火性の液体であり、貯蔵と使用には防火、静電気防止に注意しなければならない。
| 鉱物タイプ | アプリ | 典型的な使用量(グラム/トン) | はいごうざいりょう |
|---|---|---|---|
| モリブデン鉱 | しゅようきゅうしゅうざい | 20-100 | 発泡剤、水ガラス(抑制剤) |
| 黒鉛 | ほしゅうざい | 100-300 | きほうざい |
| すべりいし | ほしゅうざい | 50-200 | きほうざい |
| 天然硫黄 | ほしゅうざい | 100-300 | きほうざい |
| 石炭(浮選) | ほしゅうざい | 500-2000 | きほうざい |
最も古典的なアプリケーション:モリブデン鉱浮選。世界のほとんどのモリブデン鉱(銅モリブデン随伴鉱を含む)では、輝モリブデン鉱の捕捉剤として灯油が使用されている。
灯油は水に溶けず、そのまま原液溶液を調製する必要はありません。灯油は、添加ポンプまたは滴下器により攪拌槽または浮選機に滴下される。
場合によっては、スラリー中の灯油の分散効果を改善するために、灯油と水を高速せん断下で乳化してから添加することができる。乳化後の油滴はより細かく、分散がより均一で、使用量を10〜20%節約できる。
一般参加ボールミル(ミル工程を用いて十分に分散)又はかくはん槽。
スラリーとの接触時間は2〜3分が必要である。
| 鉱石タイプ | 灯油使用量(グラム/トン鉱石) |
|---|---|
| たんいつモリブデンこう | 30-80 |
| どうモリブデン鉱 | 20-60 |
| せきぼくこう | 100-300 |
| スラッジ浮選 | 500-2000 |
(注:具体的な使用量は浮選試験により確定する必要がある)
きほうざい:松アルコール油、MIBCなど、使用量10-30 g/トン
よくせいざい:水ガラス(珪酸塩パルス石抑制)、デキストリン(炭素質パルス石抑制)
ぶんさんざい:水ガラス、炭酸ナトリウム(分散スラッジ)
一般的な順序:
ちょうせいざい(水ガラス、炭酸ナトリウム等)pH調整、スラッジ分散
灯油(捕捉剤)
きほうざい(トール油等)
輝モリブデン鉱に対する灯油の捕捉作用はぶつりてききゅうちゃく:
輝モリブデン鉱表面は天然疎水性(接触角約60〜70°)であり、灯油と輝モリブデン鉱表面はファンデルワールス力によって相互に吸引される。
灯油分子は輝モリブデン鉱の表面に広げられ、油膜を形成し、接触角を90°以上に高めた。
油膜は輝モリブデン鉱と気泡の付着能力を増強し、急速に浮上させる。
黄薬との違い:
黄薬:化学吸着、鉱物表面との電子移動が必要
灯油:物理吸着、分子間力のみに依存
| 要素 | 影響 | 最適化措置 |
|---|---|---|
| せきゆようりょう | 不足すると回収率が低い、過剰になると泡がべたつき、品位が低下する | 試験により最適な使用量を決定する |
| ぶんさんど | 油滴の大きさが捕捉効率に影響する | 乳化による撹拌の添加または強化 |
| スラリーpH | 灯油はpHに敏感ではなく、広いpH範囲で使用できる | 通常中性〜弱アルカリ性(pH 7〜9) |
| スラッジ含有量 | 高スラッジは灯油を吸着し、消費を増やす | 水ガラス分散スラッジの添加 |
| 温度 | 低温では灯油の粘度が増大し、分散が悪くなる | 適切に加熱または乳化を増加させることができる |
| さんかこうぶつ | モリブデン鉱の表面酸化は浮遊性を低下させる | 過磨耗を回避したり、硫化ナトリウムを添加して洗浄したりする |
| 薬剤 | 特徴 | 適用シーン |
|---|---|---|
| ディーゼル | 灯油と同様に留分がやや重い | 灯油不足時の代替 |
| へんあつきゆ | より純粋で、においが少ない | ハイセンスモリブデン鉱 |
| 灯油+乳化剤 | 分散がより良い | さいりゅうモリブデンこう |
石油+ディーゼル油:油製品の粘度を調整し、捕捉効果を最適化する
灯油+黄薬:銅モリブデン混合浮選用(黄薬捕収銅、灯油捕収モリブデン)
どくせい:石油属低毒性物質、しかし長期接触は皮膚脱脂、皮膚炎を引き起こすことができる。
かねんせい:灯油は可燃性液体で、引火点は約38-72℃で、火、高温に遭遇すると燃焼できる。
刺激的:蒸気は気道に刺激性がある。
防護:操作時に防護手袋、ゴーグルを着用し、蒸気を吸い込まないようにする、喫煙、火気厳禁。
せいぶつぶんかい:灯油は微生物によって分解されるが、分解速度は遅い。
水生毒性:水生生物に対して一定の毒性があり、石油尾水を含む場合は処理(例えば、空気浮遊、吸着)後に排出する必要がある。
尾鉱管理:石油含有尾鉱は堆積時に少量の有機物を揮発する可能性がある。
日陰、通風倉庫に貯蔵し、火種、熱源から遠ざける。
防爆電気設備を使用して、静電気の蓄積を防止する。
タンクには呼吸弁、消火器を設置しなければならない。
賞味期限は長い(1-2年)が、長期保管(酸化変質の可能性)は避けなければならない。
| 問題 | 考えられる原因 | 解決策 |
|---|---|---|
| モリブデン回収率が低い | 灯油の使用量が不足しているか、分散不良である | 使用量を増やし、乳化添加を採用する |
| モリブデン精鉱は品位が低い | 灯油の使用量が多すぎたり、発泡剤が過剰になったりする | 使用量を減らし、精選を強化する |
| 泡がべたつく | 灯油過剰、またはスラリー含油泥 | 灯油を減らし、分散剤を添加する |
| 灯油の消費が多い | スラッジ含有量が高いか、分散差がある | 水ガラスを添加し、乳化を強化する |
| エフェクトゆらぎ | 鉱石の性質の変化、または灯油ロットの違い | 薬剤制度を調整し、灯油の品質を測定する |
選鉱所は工場に入る灯油に対して品質検査を行う:
| 指標 | 検出方法 | 合格基準 |
|---|---|---|
| じょうりゅうてい | じょうりゅうほう | 初留点≧150℃、乾点≦280℃ |
| フラッシュポイント | クローズドカップ法 | ≥38℃ |
| 粘度(20℃) | ねんどけい | 1.0~2.0平方ミリ/秒 |
| 芳香族炭化水素含有量 | クロマトグラフィ | ≤15% |
| 外観 | 目視 | 無色から淡黄色の透明液体 |
灯油、この一般的に見える石油製品は、輝モリブデン鉱の浮選分野でかけがえのない役割を果たしている。化学反応に頼らず、物理吸着だけで輝モリブデン鉱を急速に浮上させることができ、世界のモリブデン鉱で生産されている「標準配合」薬剤である。
灯油の作用機序を理解し、その使用技術を把握することは、モリブデン選鉱者の基本的な仕事である。同時に、灯油の燃えやすさも、効率を追求すると同時に、安全と環境保護を高度に重視しなければならないことを示唆している。
灯油-非極性捕捉剤のモデル、輝モリブデン鉱浮選の魂薬剤。