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研究背景

我國(guó)黃金礦產(chǎn)資源豐富，但隨著礦產(chǎn)資源的不斷消耗，低品位難處理金礦資源占比逐漸增大。磁場(chǎng)處理水可以破壞水中原來(lái)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使較大的締合水分子基團(tuán)變成較小的締合水分子基團(tuán)，甚至是單個(gè)的水分子，可以降低溶液的表面張力，改善溶液在礦石表面的潤(rùn)濕作用，強(qiáng)化溶液在礦石表面孔裂隙內(nèi)的擴(kuò)散。本研究以長(zhǎng)山壕低品位金礦的滴淋堆浸過(guò)程為對(duì)象，利用磁場(chǎng)磁化浸金溶液，以提高浸金溶液的潤(rùn)濕性、滲透性及反應(yīng)“活性”，從而強(qiáng)化浸金過(guò)程，達(dá)到提高金浸出率、縮短浸出時(shí)間、利用浸出劑的目的。

實(shí)驗(yàn)方法

原料

所用礦樣取自內(nèi)蒙古太平礦業(yè)有限公司長(zhǎng)山壕金礦。試樣中金礦物以自然金為主；金屬礦物以黃鐵礦為主，其次為磁黃鐵礦；非金屬礦物主要為石英，其次為絹云母、長(zhǎng)石、石榴子石等。

方法

磁化浸金溶液的表面張力測(cè)定：使用KRÜSS K100 型全自動(dòng)表面張力儀，選用環(huán)法測(cè)定表面張力。300mL水樣在磁化條件下磁化，磁化結(jié)束后立即測(cè)試水樣的表面張力，然后靜放在恒溫箱每隔10min取出并測(cè)試表面張力。

K100全自動(dòng)表面張力儀

磁化浸金溶液對(duì)礦石表面潤(rùn)濕特性測(cè)定：使用 KRÜSS DSA100S 滴形形狀分析儀儀對(duì)不同性質(zhì)水溶液在礦石表面的鋪展過(guò)程進(jìn)行記錄。

DSA100接觸角測(cè)量?jī)x

結(jié)果與討論

磁化時(shí)間和水流速度對(duì)去離子水表面張力的影響

圖 1 展示了去離子水表面張力隨磁化時(shí)間及水流速度的變化情況。

圖1.磁化時(shí)間和水流速度對(duì)去離子水表面張力的影響

由圖1可知:磁化可以降低去離子水的表面張力且隨著磁化時(shí)間的延長(zhǎng)，去離子水的表面張力先降低后上升，呈波動(dòng)性變化，因此磁化時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短。當(dāng)磁化時(shí)間為15min時(shí)，去離子水的表面張力降至56.979mN/m，相比磁化前的表面張力74.3mN/m，降低幅度，為19.46%。磁化后去離子水的表面張力隨著水流速度的增加而降低，但降至一定程度后基本不變。值得一提的是，磁場(chǎng)對(duì)水溶液的磁化作用是暫時(shí)性的，不會(huì)性改變?nèi)芤旱睦砘匦?，?dāng)去離子水放置50min后，其表面張力又恢復(fù)至72mN/m左右。

磁化浸金液對(duì)礦石表面潤(rùn)濕特性的影響研究

使用DSA100S液滴形狀分析儀記錄濃度為300mg/L的浸金液磁化前后在礦石表面的鋪展過(guò)程，對(duì)比磁化前后溶液接觸角與鋪展系數(shù)的數(shù)值變化，結(jié)果如圖2所示。

圖2 磁化對(duì)接觸角的影響

由圖2可知，對(duì)于磁化與未磁化的浸金液，磁化前后接觸角均隨著液滴與礦石表面接觸時(shí)間的增加不斷變小，且磁化后礦石表面的接觸角小于磁化前礦石表面的接觸角，1500ms時(shí)磁化后礦石表面的接觸角為36.7°。這是因?yàn)榇呕梢杂绊懰芤旱谋砻鎻埩Υ笮?，?dǎo)致液滴在礦石表面的受力情況發(fā)生改變，使表面張力降低，液滴在礦石表面的接觸角也隨之減小。同時(shí)，磁化后水溶液接觸角的變化曲線更加光滑，這可能是因?yàn)榇呕淖兞怂蟹肿拥呐帕蟹绞剑沟梅肿釉谀撤较虻呐判蜃兊酶佑行?，分子間斥力減小，進(jìn)而更容易在礦石表面排列和吸附。

結(jié)論

磁化可以降低去離子水的表面張力，磁化后去離子水的磁化效果僅維持50min。磁化后的浸金液與礦石的接觸角更小，磁化有利于浸金液在礦石表面的鋪展。

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代豪,薩伍提·阿卜杜熱伊木,孫春寶,等.磁化浸金溶液提高某低品位金礦石滴淋堆浸效果研究[J].金屬礦山,2022(03):105-110.DOI:10.19614/ki.jsks.202203013.

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