分散絮凝和选择性絮凝的观测潘其经

分散、絮凝和选择性絮凝的观测潘其经(长沙矿冶研究院)在废水处理、选矿等过程中,常常要对物料进行分散、絮凝和选择性絮凝。由于被处理的物料较细,一般都是几十微米,十几微米、几微米或者更细,要用肉眼对分散、絮凝和选择性絮凝的效果进行直接观测是不容易的,甚至是不可能的。因此人们常藉助于分光光度计等进行间接的观测川。但间接的观测往往不能满足要求。为此,有人藉助于显微钱进行直接观测I“,“l。可是由于这种观测是静态的,即是将样品进行适当处理(比如弄干一些)后取出少许放在载物台上在显微镜下观察、并照像。这种静态观察的方法由于取的样品量少,而且经过处理,因而代表性甚差,虽然比较直观,但不能真实地反映过程本身的特点。笔者利用一般的显微镜观测系统进行了一些简单调整和改装,消除了取样误差,使之能够进行动态观测,可以照像、连续录像(或拍成电影)。并对东鞍山铁矿石的分散、絮凝及选择性絮凝作了观察、分析和论证。力不稳定性很强。就是说,不管怎样分散,体系仍然是不稳定的,颗粒按重力规律(斯托克斯公式或高登公式)向下沉降,而不管什么体系的絮凝和选择性絮凝的絮凝产物也都是沿重力方向下沉的。因此,要进行动态观测,显微镜的物镜必须水平方向安置。除了特殊设计的显微镜外,物镜水平方向放置的显微镜是没有的。为此把一台普通的休视显微镜适当改装,其原理如下图所示。物平而样品梢一、显微镜观测系统选矿处理的一般对象并非胶体,如果颗粒达到了胶休颗粒界限(o。1微米一。。O似微米)的话,恐怕对“选刃`”而言一也就无能为力了。选矿工作者所接触到的对象通常都是悬浮体系。悬浮体系由于布朗运动所引起的动力稳定性很差,而由重力作用所引起的动观测原理图样品槽竖直安置,通过调整它与物镜的相对位置来聚焦。为避免折射,样品槽最好为长方体形状,大小不限,以便于放置和所取样品量具有代表性为宜,但要求透明度好(最好是光学玻璃)。分散、絮凝试验可直接在样品槽中进行,这样就完全避免了取样误差;若试验在其他容器中进行,可以在此容器中将悬浮液一面搅拌均匀,一面用小勺取至样品槽中。这样取的样品,由于样品槽较大,样品较多,也具有很充分的代表性。在观测中,样品可以用小刷经常搅动,或者将样品槽取下,反复倒置搅拌后再行观察。显微镜所用的光源,可用一般的较强光源。以采用反射式光源观察为宜,若采用透射式光源观察,光线必须非常强(比如激光),样品槽必须相当薄,这样代表性就差了。同时用透射光源观察的话,除有些透明的颗粒以外,大多数颗粒或絮凝物都是黑色的,而用反射光源观察能直接看到颗粒本身的颜色,从而很容易区分颗粒的类别,断定絮凝是否有选择性。上述方法是一种因陋就简的方法,但确能解决问题。如果要求高一点,可设计专门的水平放置显微镜,设计较强的平行光源和上下左右灵活自如的载物台(架)及专门的照相装置和连续录像的显微电视转接镜头。二、观测内容(一)分散和絮凝状态的观测通常悬浮液中或矿浆中颗粒的分散或絮凝状况是决定下步处理的一个关键问题。人们常用分光光度计在一定时间内测定上部悬浮液的透光率,透光率愈大,分散愈差,絮凝愈强。但是颗粒的分散程度与悬浮液的稳定程度并不完全等同。其实,悬浮液中颗粒的分散与絮凝是非常直观的。若颗粒之间互相不聚结在一起,呈单个粒子悬浮(一般都会下沉),分散就好,絮凝就差,若粗颗粒上粘附了一些细颗粒,分散就较差,就有了一定程度的絮凝,若粗细颗粒都集结在一起,形成大块大块的聚结物,就是根本不分散,而是呈现出很好的絮凝和凝结状况。这些现象在显微镜的动态观测下是很清楚的。(二)选择性絮凝的观测絮凝是没有选择性,一般要分析絮凝物和上部悬浮物的金属含量才能知道,凭肉眼观察是不太容易了解的。但在显微镜的动态观察下,可以看得很清楚,是哪一些矿物聚结在一起,哪一些矿物呈分散状态(因为在预先的地质岩矿工作中早已知道此种样品中有些什么样的矿物和脉石,是什么样的颜色和形状等)。并能观察到絮凝物夹带悬浮颗粒的多少,从而判断选择性的好坏,比化学或仪器分析快,又能得到直观结果,对确定絮凝剂的种类和大致用量是很有帮助的。再者,絮凝的选择性仅表现在被絮凝颗粒因粒度增大而沉降得快一些,未被絮凝的颗粒并非不沉降,只是因其粒度细而沉降得慢一些,这就有一个沉降时间的问题。经过多长时间,絮凝物都沉入容器底部,而分散物仍在上部,这个时间可以在显微镜下很快确定。此外,在样品槽上安上测微尺,可测定絮凝颗粒之大小。如果必要,还可以照像、连续录像(或制成电影)。照像与录像笔者均曾试验过,完全可行,特别是录像可以清楚地看到整个沉降过程,并且是彩色的,因而很容易区分颗粒的种类。三、东鞍山赤铁矿石的絮凝、分散及选择性絮凝的观测“’东鞍山铁矿石的主要金属矿物是赤铁矿,主要脉石矿物是石英。在磨矿粒度为一500目100%的情况下,不添加任何化学试剂,在显微镜下动态观察,颗粒完全呈絮凝状态,毫无选择性,很快就可以沉清。在显微镜下测得絮凝颗粒的平均直径约为O。15毫米。当磨矿粒度同上,在球磨机中添加氢氧化钠和水玻璃各1公斤/吨进行分散时,在显微镜下动态观察,矿浆颗粒处于完全分散状态,但沉降过程看不出有什么选择性。这是由于东鞍山铁矿中的石英较难磨,粒度较粗,而赤铁矿较易磨,颗粒相当细,因此,尽管分散得很好,也不能按重力规律沉降得到满意的结果(稍有富集,精矿品位可上升3%左右)。为此,必须选择一种对赤铁矿石有选择性的絮凝剂(比如聚丙烯酞胺、淀粉等),使赤铁矿颗粒絮凝变粗,超过粗粒石英的沉降速度而首先沉入底部。在上述条件的基础上,添加木薯淀粉100克/吨,在显微镜下动态观察。从观察中发现,细粒赤铁矿团聚在一起(当然也粘附了一些石英颗粒),形成比原来粒度大几倍乃至十几倍的絮凝物很快沉到底部,上面有许多分散的粗粒石英颗粒,再上面便是细粒石英及极细赤铁矿,只要掌握好抽取上部悬浮液的时间,便可以取得选择性絮凝脱泥的良好效果。比如在沉降时间为l分钟的情况下(其他条件同上),可以从含铁为35.89%的原矿中得到含铁46.51%、铁收率为97.85%的粗铁精矿;脱除产率为24.48%、含铁量仅为3.16%的矿泥[`]。观察中测得的选择性絮凝颗粒的平均直径约为0.3毫米,沉降时间以1分到1分20秒为好。四、小结1.普通显微镜经过适当改装,用于观测悬浮物体系中颗粒的分散、絮凝及选择性絮凝是完全可行的。装置简单,效果直观。2.从显微镜的动态观察中可以确定颗粒的分散程度、絮凝是否有选择性、沉降时间及絮凝颗粒的大小。从而断定某种药剂在一定条件下是分散剂还是絮凝剂或选择性絮凝剂,判断各种药剂的用量范围。3.必要时可以照像、连续录像,以便让旁人观看或提供保存资料。4.对东鞍山赤铁矿石的分散、絮凝和选择性絮凝作了具体的观察和分析。指出该种矿石只加分散剂而不加选择性絮凝剂不可能取得好的结果。参考文献〔约黄利民等.有色金属,1982,沁1.〔2〕罗家柯等.金属矿山.1980,沁3.P12一15。(3〕花宝津.金属矿山,1979.冷4。P46一49。(4〕潘其径,矿冶工程,1981.冲1.P28一350(上接第39页)根据我们的经验,在改装过程中应注意以下几个问题:1.同一型号的示波极谱仪,50赫兹交流信号干扰程度不一样,因此在改装时C17、C18、C19的电容量应根据试验确定。2。所用电容器应采用CJO型小型金属化纸介电容,误差士5%,耐压可用150、250或400伏。3.改装时,焊点应焊牢,以防虚焊。四、小结采用改变Cl了、C18、C19电容量来进一步压缩垂直偏转放大器宽频带,消除交流干扰办法是有效和可行的、手续简便费用甚微、改装后整机主要性能保持不变、图形清晰。基本上解决了此类仪器长期以来存在扫描图形线条宽的问题,提高了仪器的抗干扰能力,使仪器的测定下限得到扩展,保证了微量、痕量分析结果可靠性。参考文献(1〕湖南水口山矿务局科研所.示波极谱仪的基本原理与实践(内部资料).19?6.11。〔2〕成都仪器厂.JP一l(A)型示波极谱仪说明书。〔3〕安平.赵霖.提高JP一1(A)型示波极谱仪抗千扰能力的尝试.理化检验“价学分册)1982年.第5期,50.