在选矿厂,如果你问老板:“哪种药剂最贵?”他可能会心疼地提到黄药或者那些进口的特效捕收剂。 但如果你问:“哪种药剂你敢随便用,不心疼?” 老板八成会指着那堆像胶水一样的桶说:“水玻璃呗,几百块钱一吨,便宜又大碗。” 虽然身价不高,但水玻璃(硅酸钠)在浮选流程中的地位却是“基石”级别的。特别是在处理那些含泥量大、脉石复杂的矿石时,如果没有水玻璃,那些昂贵的捕收剂可能连发挥的机会都没有。 今天,我们就来聊聊这位矿浆里的**“清洁工”兼“守门员”。
名字叫“水玻璃”,其实跟我们窗户上的玻璃化学成分差不多,都是硅酸盐,只不过它是能溶于水的硅酸钠(Na₂SiO₃)。 在常温下,它通常是粘稠的液体,摸起来滑溜溜的,有点像胶水。 别看它长得像胶水,它在浮选里的作用恰恰相反——它不是要把矿物粘在一起,而是要让它们**“保持距离”。 它在选矿界主要扮演两个角色:分散剂和抑制剂**。
当矿石磨得太细,产生的微细泥沙就会带有静电。这些细泥像“狗皮膏药”一样,吸附在有价值的金属矿物表面,形成一层“泥衣”。 这就麻烦了:捕收剂想抓金铜,结果一摸全是泥,根本抓不住。这叫“矿泥罩盖”。 这时候,加入水玻璃,奇迹就发生了。 水玻璃是一种强电解质,进入矿浆后会改变微粒表面的电位,增大颗粒之间的排斥力。 这就好比洗碗时滴入了洗洁精,原本聚在一起的油污(矿泥)瞬间散开,从有价矿物表面脱落下来,悬浮在水里。 矿物表面洗干净了,露出了“真身”,捕收剂才能上去干活。这就是水玻璃的“分散除泥”功能。
除了洗泥,水玻璃还是石英、硅酸盐矿物的天敌。 在浮选萤石、黑钨矿、或者氧化铜时,我们最不希望石英(沙子)浮上来。 水玻璃水解后生成的硅酸胶体微粒(H₂SiO₃),特别喜欢吸附在石英、长石等硅酸盐矿物的表面。 这些亲水的胶体一旦吸上去,就等于给石英贴了一张“退热贴”,让它变得极其亲水(喜欢水,讨厌气泡)。 于是,当气泡经过时,石英会因为“太爱水”而拒绝上浮,乖乖留在槽底,从而实现了与目标矿物的分离。
虽然硫化矿浮选也用水玻璃,但它真正的统治区是在以下领域:
1. 萤石浮选这是水玻璃的“成名作”。萤石(氟化钙)和方解石(碳酸钙)性质很像,极难分离。水玻璃配合油酸,能精准抑制脉石,选出高品位的萤石精粉。
2. 钨矿与锡矿黑钨矿和锡石通常伴生大量的石英。水玻璃在这里既负责分散矿泥,又负责死死按住石英,是提升精矿品位的关键。
3. 建设“清爽”的浮选环境对于那些甚至不需要选别的,只是因为含泥太重导致泡沫发黏、跑浑的矿浆,加一点水玻璃分散一下,泡沫立马变得清爽脆利,操作工看着都舒服。
水玻璃虽然便宜,但用起来很有讲究:
1. 看“模数”(Modulus)买水玻璃不能光看是不是透明的。它有个关键指标叫“模数”(二氧化硅与氧化钠的摩尔比)。 模数低的水玻璃碱性强,分散效果好;模数高的水玻璃,抑制石英的能力更强。选矿厂通常用模数2.0-3.0的产品,有时候为了增强效果,还得自己配硫酸调模数。
2. 配合金属离子(化合抑制)单用水玻璃有时候压不住强力的脉石。老师傅们会往水玻璃里加一点硫酸亚铁或者硫酸铝。 这一招叫“组合抑制”。生成的金属硅酸盐胶体,抑制力比单用水玻璃要猛好几倍,专门对付那些“顽固分子”。
3. 别加过量凡事过犹不及。水玻璃如果加太多,不仅抑制了脉石,连目标矿物也会被顺手抑制了(因为它的亲水性太强)。如果你发现精矿泡沫变虚、液面翻花却带不出矿,先查查是不是水玻璃手抖加多了。