新材料及其应用

本发明属于矿物加工技术领域，具体的涉及一种低温等离子体改性强化黄铁矿脱砷的选矿方法。首先将其磨矿至单体解离，调浆后插入等离子体反应器，随后通入气体并调节等离子体电源的电流和电压，激发气体产生等离子体以实现矿物的选择性改性，最后，在无砷抑制剂存在的前提下，采用常规浮选工艺获得合格低砷黄铁矿精矿产品。本发明所述的低温等离子体改性强化黄铁矿脱砷的选矿方法，具有活性粒子传质效率高、改性速率快、维护简单、选择性强、生产成本低、环境友好等优点，适合含毒砂较高的黄铁矿选矿脱砷。

黄铁矿是金的重要载体矿物，其中常常含有以毒砂为主要存在形式的有害元素砷，砷的存在不仅会强烈干扰金的氰化浸出，含砷黄铁矿的冶炼还会产生大量无机砷，成为皮肤癌、肝癌及肺癌的主要诱因之一。资源无害化的绿色发展理念及市场对产品质量的要求，决定了砷含量成为精矿质量的关键标准，只有从源头上降低砷的危害，避免砷进入冶金作业，才能提高黄铁矿及伴生金的应用价值。

浮选是黄铁矿脱砷最重要的手段。然而，当采用黄药作为捕收剂时，毒砂和黄铁矿呈现相似的浮选响应及电化学活性，表面疏水性产物均为双黄药，使得黄原酸盐丧失阳离子选择性。因此，常规加药浮选难以实现毒砂和黄铁矿的有效分离。于是，研发新型高效表面调控技术，已成为诱导多金属硫化矿浮选分离的新途径。

低温等离子体是实现矿物表面调控的一种新型预处理手段。等离子体由气体在高温或特定激励条件下转变而成，其中包含有大量活性粒子，它们可以轰击矿物表面，促使矿物表面旧键断裂并诱导新键形成，从而实现矿物的选择性改性。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明所述的低温等离子体改性强化黄铁矿脱砷的选矿方法，采用微孔气泡发生器，将等离子体以气泡核形式传质至矿浆中，促使活性粒子在气液界面层中析出，并在机械搅拌作用下，促使活性粒子与悬浮在矿浆中的矿物颗粒充分反应，通过控制改性的电压、电流、气体流量、改性时间等参数，进而实现矿物表面的选择性改性。在本发明设计思想下，等离子体改性各气电参数及改性时间发挥协同作用，最终实现黄铁矿和毒砂的选择性改性。

(2)本发明所述的低温等离子体改性强化黄铁矿脱砷的选矿方法，采用可拆卸式低温等离子体发生装置，将高压电极悬挂在发生器的上方，并与矿浆不直接接触，大大降低了后续维护的难度，有效解决了固定电极长期使用后表面氧化、更换困难、维护成本高等问题。

(3)本发明所述的低温等离子体改性强化黄铁矿脱砷的选矿方法，采用多段浮选作业，在无砷抑制剂存在的情况下，仅添加捕收剂和起泡剂，即可实现黄铁矿的选择性回收，有效解决了砷抑制剂用量大、降解困难、选择性差等一系列问题，大大降低了选矿成本。

(4)本发明所述的低温等离子体改性强化黄铁矿脱砷的选矿方法，因无砷抑制剂的加入，促使矿浆调浆时间显著降低，这有利于矿山处理能力的提升；同时，浮选过程只有捕收剂和起泡剂的加入，有效降低了因药剂用量控制不稳定造成的产品指标波动，并进一步降低了选厂的维护成本，可以低成本、高效率的获得砷含量符合标准的黄铁矿精矿产品。

(5)本发明所述的低温等离子体改性强化黄铁矿脱砷的选矿方法，通过气泡将等离子体弥散传质至矿物表面，具有传质效率高、改性时间短、活性物种多、二次污染少等优点。相对而言，水面放电低温等离子体的绝大多数活性物质通过对流扩散损失于气相中，导致活性粒子在气液界面层的传质效率较低，需更长处理时间才能实现矿物表面的选择性改性。而以气泡核为介质的改性方式则通过微孔气泡发生器将等离子体传质至矿浆中，等离子体与矿浆的接触面积及概率大大提高，进而极大提高了对矿物表面的改性速率。

(6)本发明所述的低温等离子体改性强化黄铁矿脱砷的选矿方法，具有活性粒子传质效率高、改性速率快、维护简单、选择性强、生产成本低、环境友好等优点，适合含毒砂较高的黄铁矿选矿脱砷。