CN1210978A - 一种选矿药剂电化学检测控制方法 - Google Patents

一种选矿药剂电化学检测控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种选矿药剂电化学检测控制方法,适用于矿物的浮选过程中。其特征在于:a.通过小型实验得到最佳药剂用量及最佳电化学参数△E’p、△E’15秒、△E’eq;b.从浮选搅拌槽内取出部分矿浆放入测量池中,并插入离子选择性工作电极及参比电极,不断搅拌;c.向测量池内的矿浆瞬间加入药剂;d.利用电化学测量方法得到△Ep、△E15秒、△Eeq值;e.计算测量池内矿浆最佳用药量;f.根据测量池的矿浆最佳用药量和处理的浮选矿浆量求出浮选搅拌槽内矿浆的合理药剂用量。其优点是离子选择性工作电极电位信号准确,信息量大,保持浮选过程处于最佳状态,提高浮选的精矿品位和回收率,减少药剂消耗,实现浮选过程药剂添加自动化控制。

Description

一种选矿药剂电化学检测控制方法
本发明涉及一种选矿药剂电化学检测控制方法，适用于矿物的浮选过程中。
矿物的浮选过程，特别是硫化矿的浮选过程就是矿物与浮选药剂之间的相互作用过程，其中伴随着许多物理化学反应，矿浆中的氧化还原状态、剩余离子活度等都反映出浮选所处的状态，与最终的选矿指标如精矿品位、回收率、药剂消耗等密切相关，因此，在浮选过程中对这些参数的检测控制具有十分重要的意义。整个浮选工艺比较复杂，各种参数的检测环境比较恶劣，干扰因素比较多，给检测带来诸多不便。在过去，人们利用光谱、极谱、伏安测量等方法检测矿浆的剩余离子浓度及氧化还原电位，但是都得需要进行固液分离，需要一套较复杂的固液分离设备，另外还存在着矿浆中剩余离子的浓度较低，对分析的灵敏度要求较高、从矿浆中提取的清液进行检测的结果很难反映矿浆的真实状况等问题，实际上很难控制浮选过程中药剂适应矿石性质、矿石粒度、矿浆浓度等因素的不断变化，不利于实现浮选过程中药剂的自动化控制。
近年来，人们利用电化学检测手段，在浮选过程中在线对矿浆进行电位测量，直接将离子选择性工作电极插入到搅拌槽或浮选槽中的矿浆里监测矿浆电位，利用电位来反映矿浆中相对剩余离子浓度及氧化还原状态。通过计算机中的数学模型调控浮选状态，能带来可观的经济效益。该方法避免了固液分离过程，具有灵敏度高、响应快、设备简单等优点，但是应用该方法也存在下列主要问题：由于搅拌槽中矿浆搅拌强烈，使离子选择性工作电极电位信号波动较大，可达到几十毫伏，而实际电位信号的变化只有几～十几毫伏，信噪比较小，测量困难；同时由于电极电位的波动大，掩盖了响应信号，也给控制带来麻烦；浮选中加入的药剂实际已经与矿物作用了一段时间，大部分药剂被矿石吸附，剩余药剂的浓度很低，不在离子选择性工作电极的有效监测范围内，而且干扰离子浓度的波动对离子选择性工作电极电位的影响很大，这样测得的电位值不稳定；由于浮选过程是连续的动态过程，新的矿浆不断的加入，药剂的不断添加，离子选择性工作电极直接测得的电位很难弄清究竟代表什么物理意义；同时离子选择性工作电极容易被污染，维护其正常工作困难较大。
本发明的目的是为了克服上述存在的问题，提出了一种使离子选择性工作电极电位信号准确稳定，信息量大，使整个浮选过程保持在最佳工作状态，从而提高浮选的精矿品位和回收率，降低药剂消耗，实现浮选过程药剂添加自动化的选矿药剂电化学检测控制方法。
一种选矿药剂电化学检测控制方法，其特征在于：
a．通过小型实验得到最佳药剂用量及最佳电化学参数ΔE’p、ΔE’15秒、ΔE’eq；
b．利用在线泵从浮选搅拌槽中取出部分矿浆放入测量池中，不断进行搅拌，并将离子选择性工作电极以参比电极插入到测量池内的矿浆中；
c．根据事先浮选小型实验的药剂制度，由计算机控制小型加药设备向测量池内的矿浆瞬间添加药剂；
d．利用计算机记录离子选择性工作电极电位响应曲线，得到瞬间添加药剂前的离子选择性工作电极的起始电位E0、瞬间添加药剂时离子选择性工作电极的峰电位EP、瞬间添加药剂后15秒时离子选择性工作电极的电位E15秒、离子选择性工作电极趋于平衡时平衡电位Eeq，并计算扣除离子选择性工作电极起始电位E0后的上述峰电位EP、E15秒、Eeq的波动值，
即：
            ΔEP=|EP-E0|
            ΔE15秒=|E15秒-E0|
            ΔEeq=|Eeq-E0|
e．根据测得的ΔEp、ΔE15秒、ΔEeq的数值，与小型实验得出的最佳电化学参数ΔE’p、ΔE’15秒、ΔE’eq比较，用计算机分析计算出测量池内矿浆的最佳药剂用量；
f．根据测量池内矿浆的最佳药剂用量和浮选现场矿浆处理量与测量池内矿浆量的比例，由计算机计算出浮选搅拌槽内矿浆所需的合理药剂用量，并控制药台加药设备向浮选搅拌槽内的矿浆添加合理药剂用量，进行在线浮选。
本发明与已有的技术相比，由于在加药剂的瞬间插在测量池矿浆内的离子选择性工作电极处在较高的离子浓度范围响应，降低了干扰离子的影响，电位信号稳定，能准确反映矿浆的状态，其检测电位信号值具有较清晰准确的物理意义，因而能准确得出最终浮选过程所需的药剂添加量，使整个浮选过程保持在最佳工作状态，从而提高了浮选的精矿品位和回收率，降低了药剂消耗，实现了浮选过程药剂添加的自动化。
图1是实施例1工作电极对CuSO4响应电位曲线图。
图2是实施例1 CuSO4加药量与ΔEp、ΔE15秒、ΔEeq关系曲线图。
图3是实施例2工作电极对黄药响应电位曲线图。
图4是实施例2黄药加药量与ΔEp、ΔE15秒、ΔEeq关系曲线图。
下面结合具体实施例对本发明进一步说明：
实施例1
所需检测设备：离子选择性工作电极及参比电极、DW-06多通道电位仪一台、计算机一台、测量池一个、小型加药设备一台。方法步骤：
①根据小型浮选实验(500g矿，磨后得到1000ml体积矿浆)结果CuSO4最佳用量为浓度2.5％溶液3ml，即150克/吨，得到相对应的最佳电化学参数为：ΔE’P=55mV,ΔE’eq=18mV,ΔE’15秒=38mV；
②从浮选搅拌槽内取原矿浆200ml放到测量池内，插入离子选择性工作电极及参比电极，对测量池内的矿浆搅拌2-3分钟；
③待离子选择性工作电极电位稳定后，根据事先浮选小型实验的药剂制度按比例由计算机控制小型加药设备向测量池内的矿浆瞬间添加浓度为2.5％的CuSO4溶液，加入量为0.6ml，离子选择性工作电极对瞬间加入CuSO4产生响应，其电位迅速向正方向变化，出现一个较高的峰电位EP，由于CuSO4与矿石作用被消耗，随后离子选择性工作电极的电位值快速下降，最后逐渐趋于稳定，但没有恢复到加CuSO4前的电位值，说明矿浆中有部分Cu2+没有被消耗，而以游离状态存在，与矿石表面吸附的离子构成动态平衡，另外离子选择性工作电极的电位值波动较小，其电位波形如图1所示；
④用计算机显示并记录实测离子选择性工作电极的电位变化曲线，测得起始电位值E0为-80mV，加入CuSO4瞬间电位峰值EP为-20mV，加入CuSO4后15秒时的电位E15秒为-30mV，加入CuSO42分钟后的趋于平衡电位Eeq为-55mV，并计算ΔEP=60mV,ΔEeq=25mV，ΔE15秒=50mV。根据起始电位值可以判断矿石的氧化程度，起始电位值越大，说明矿石的氧化越深，根据不同的氧化程度用不同的药剂制度。通过计算机计算的ΔEP、ΔEeq、ΔE15秒电位值；可以判断出矿石对药剂CuSO4的吸附速度及相对剩余药量，电位曲线下降速度越快，说明矿石对CuSO4的吸附速度越快，ΔEeq值越小说明剩余的药剂量越少，矿石消耗的药剂越多；
⑤根据测得的ΔEP、ΔEeq、/ΔE15秒的数值，与最佳电化学参数比较，看到由于矿石性质发生了变化，原来的药剂量表现出过剩。通过计算机分析计算出测量池内矿浆的最佳药剂用量为0.5ml；
⑥根据求出的测量池内矿浆的最佳药剂用量和浮选现场矿浆处理量与测量池内矿浆的比例，由计算机计算出浮选搅拌槽内矿浆所需要的合理药剂用量为125g/吨CuSO4，并用计算机控制药台加药设备向浮选搅拌槽内的矿浆添加合理的CuSO4药剂用量，进行在线控制浮选。
同上，当加入浓度为2.5％CuSO4溶液，加入量分别为0.2ml、0.4ml、0.6ml、0.8ml、1.0ml时，离子选择性工作电极的ΔEp、ΔE15秒、ΔEeq(mV)与添加CuSO4药剂量(ml)的关系如图2所示。
从图2可以看出，随着CuSO4加入量的增加，ΔEP、ΔE15秒、ΔEeq电位值也随之增加，添加药剂量越大，ΔEP、ΔE15秒、ΔEeq电位值变化越大。根据小型实验CuSO4药剂添加量在0.6ml时浮选指标最佳，那么通过计算机不断调整CuSO4的添加量，将ΔEp值控制在其对应的55mV上，同时据此来调整浮选过程的药剂添加量，使浮选过程保持在最佳状态。实施例2
选用实施例1所用的相同的检测设备。方法步骤：
①根据小型浮选实验(500g矿，磨后得到1000ml体积矿浆)，黄药溶液(1％浓度)的最佳药剂用量为4ml(80g/吨)，相对应的最佳电化学参数为：ΔE’P=97mV,ΔE’eq=48mV,ΔE’15秒=68mV；
②从浮选搅拌槽内取原矿浆200ml放到测量池内，插入离子选择性工作电极及参比电极，不断搅拌测量池内的矿浆，加入CuSO4(浓度2.5％)0.6ml，搅拌2-3分钟；
③待离子选择性工作电极电位稳定后，由计算机控制小型加药设备按事先浮选小型实验的药剂制度向测量池内的矿浆瞬间添加浓度为1％的黄药，加入量为0.8ml；
④利用计算机显示并记录实测离子选择性工作电极的电位变化曲线，测得起始电位值E0=-55mV,Ep=-160mV，E15秒=-130mV,Eeq=-110mV，并计算ΔEp=105mV，ΔE15秒=75mV,ΔEeq=55mV。当瞬间添加黄药离子选择性工作电极对黄药阴离子出现响应，离子选择性工作电极瞬间向负方向变化并很快达到峰值EP，随着矿石对黄药的吸附，离子选择性工作电极的电位值逐渐向正方向恢复，电位曲线恢复速度越快，说明矿石对黄药的吸附越快，电位最终趋于平稳，但恢复不到添加黄药前的电位值，这说明在矿浆中有一定量的黄药没有被矿石吸附，并以离子状态存在，与矿石表面吸附的黄药形成动态平衡，其离子选择性工作电极电位变化曲线波形如图3所示；
⑤根据测得的ΔEp、ΔEeq、ΔE15秒的数值，与最佳电化学参数比较，可以看出药剂用量过剩。用计算机分析计算出测量池内矿浆的最佳药剂用量为0.7ml；
⑥根据求出的测量池内矿浆的最佳药剂用量和浮选现场矿浆处理量与测量池内矿浆的比例，用计算机计算出浮选搅拌槽内矿浆所需要的合理黄药用量为70g/吨，并用计算机控制药台加药设备向浮选搅拌槽内的矿浆添加合理黄药用量，进行在线控制浮选。
同上，当加入浓度为1％的黄药，加入量分别为0.6ml、0.8ml、1.0ml、1.2ml时，离子选择性工作电极的ΔEp、ΔE15秒、ΔEeq(mV)与添加浓度为1％黄药量(ml)的关系如图4所示。
从图4可以看出，随着1％浓度的黄药加入量的增加，ΔEP、ΔE15秒、ΔEeq电位值也随之增加，添加药剂量越大，ΔEP、ΔE15秒、ΔEeq电位值变化越大。根据小型实验的结果黄药的添加量在0.8ml时浮选指标最佳，那么通过计算机不断调整黄药的添加量，将ΔEP值控制在其对应的97mV上，同时据此来调整浮选过程的黄药添加量，使浮选过程保持在最佳状态。

Claims (1)

  1. 一种选矿药剂电化学检测控制方法，其特征在于：
    a．通过小型实验得到最佳药剂用量及最佳电化学参数ΔE’P、ΔE’15秒、ΔE’eq；
    b．利用在线泵从浮选搅拌槽中取出部分矿浆放入测量池中，不断进行搅拌，并将离子选择性工作电极及参比电极插入到测量池内的矿浆中；
    c．根据事先浮选小型实验的药剂制度，由计算机控制小型加药设备向测量池内的矿浆瞬间添加药剂；
    d．利用计算机记录离子选择性工作电极电位响应曲线，得到瞬间添加药剂前的离子选择性工作电极的起始电位E0、瞬间添加药剂时离子选择性工作电极的峰电位EP、瞬间添加药剂后15秒时离子选择性工作电极的电位E15秒、离子选择性工作电极趋于平衡时平衡电位Eeq，并计算扣除离子选择性工作电极起始电位E0后的上述峰电位EP、E15秒、Eeq的波动值，即：
                     ΔEp=|Ep-E0|
                     ΔE15秒=|E15秒-E0|
                     ΔEeq=|Eeq-E0|
    e．根据测得的ΔEp、ΔE15秒、ΔEeq的数值，与小型实验得出的最佳电化学参数ΔE’P、ΔE’15秒、ΔE’eq比较，用计算机分析计算出测量池内矿浆所需的最佳药剂用量；
    f．根据测量池内矿浆的最佳药剂用量和浮选现场矿浆处理量与测量池内矿浆量的比例，由计算机计算出浮选搅拌槽内矿浆所需的合理药剂用量，并控制药台加药设备向浮选搅拌槽内的矿浆添加合理药剂用量，进行在线浮选。
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