一吨金矿石里,黄金含量往往只有几克,剩下的全是废石。要把这几克黄金从成吨的石头里“挑”出来,单靠物理方法远远不够,必须借助化学药剂的力量。
在黄金选矿中,药剂们分工明确、各司其职。今天我们就来认识一下这个“药剂家族”里的几位关键成员。
黄金矿石被磨成粉末后倒进水里,大多数矿物颗粒表面是亲水的——它们喜欢待在水里,不愿意浮起来。
捕收剂的作用,就是改变这种状态。它会选择性地吸附在含金矿物表面,在矿物颗粒外面“裹”上一层疏水的膜。这就像给含金矿物穿上了一件“游泳衣”,让它们变得愿意往气泡上靠、愿意浮到水面上来。
在黄金浮选中,最常用的捕收剂是黄药(学名黄原酸盐,因外观呈淡黄色而得名)。根据碳链长短不同,黄药分成不同型号:短链的相对温和,长链的捕收能力更强,适合对付难选的矿石。黑药则是另一类常用捕收剂,有时和黄药搭配使用,效果比单独用任何一种都好。
穿上了“游泳衣”的矿物颗粒想要浮到水面,还需要运输工具——气泡。
起泡剂的作用是降低水的表面张力,让充入水中的空气更容易形成细小气泡,并且让这些气泡不容易破裂。常用的起泡剂是松醇油(也叫二号油),它在浮选车间里很常见。
捕收剂和起泡剂还有“合作”关系:两者会共同吸附在矿物颗粒表面,帮助矿物更顺利地附着在气泡上、完成上浮。
如果说捕收剂和起泡剂是台前的“演员”,那调整剂就是幕后的“总调度”——它不直接参与抓黄金,但负责为整个浮选过程创造最佳条件。
调整剂的家族成员很多,各自承担不同任务:
pH调整剂:调节矿浆的酸碱度。石灰、碳酸钠、硫酸都是常用的,选金时最常用的是石灰和硫酸。
活化剂:如果目标矿物被“压住”了不容易浮,活化剂可以帮助它“苏醒”过来,增强它和捕收剂的作用能力。
抑制剂:有些矿物(比如不想让它一起上来的杂质)可浮性太好,抑制剂可以把它们“按”住,不让它们跟着黄金一起浮上来。
絮凝剂和分散剂:细颗粒矿物容易聚成一团或者飘得到处都是,絮凝剂帮它们“抱团”加快沉降,分散剂则相反,帮它们散开。
除了浮选药剂,黄金选矿还有另一大类——浸出药剂,用于把黄金从矿石里“溶”出来。传统的浸出药剂是氰化钠,浸金效果好、成本低,但它属于剧毒化学品,运输、储存、使用都有严格管制,一旦泄漏后果严重。
近年来,环保型选矿剂正在逐步替代传统氰化钠。这类产品的技术思路是:用含氰基的有机物代替含氰根的无机物,通过分子结构设计把氰基“锁”住,在常规条件下不易释放游离的剧毒成分,但在浸金时又能有效溶解黄金。
环保型选矿剂的核心优势在于:毒性大幅降低,属于普通货物运输;可以直接替代氰化钠使用,不需要改造原有设备和工艺;浸出后的尾渣处理也相对简单。
一种药剂往往不止一个作用。比如,黑药既有捕收能力又有起泡作用;水玻璃既能抑制脉石矿物又有分散作用;石灰既是pH调整剂,也能抑制黄铁矿。
药剂之间也有相互制约的关系。比如,硫酸会分解黄药;水玻璃会改变矿浆的酸碱度。所以,药剂的种类选择、用量多少、添加顺序和添加位置,都需要根据具体矿石的性质来调整,这也就是选矿工程师常说的“药剂制度”。
不同矿山的矿石成分千差万别,甲矿效果好的药剂配方,到了乙矿可能就不灵了。因此,确定最佳药剂方案往往需要通过专门的选矿试验来摸索。
选矿药剂的核心任务,就是把稀少的黄金从大量废石中高效分离出来。捕收剂负责给黄金“穿游泳衣”,起泡剂负责制造“运输气泡”,调整剂负责调控整个“工作环境”——各司其职、协同配合,共同完成“点石成金”的任务。