石灰是一種價(jià)格低廉物品，在金礦石選礦工藝中應(yīng)用廣泛。根據(jù)多年的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)地總結(jié)歸納了石灰在黃金礦山浮選、氰化、混汞等作業(yè)中的作用及控制量。系統(tǒng)地對(duì)其有關(guān)性質(zhì)及在浮選、氰化、混汞等作業(yè)過(guò)程中的作用及應(yīng)用進(jìn)行論述。

1 石灰的有關(guān)性質(zhì)

石灰又稱生石灰或白灰，有效成分為CaO，是由石灰CaCO₃在900～1200℃條件下鍛燒而得。反應(yīng)式為:

CaCO₃→CaO+CO2↑

石灰具有強(qiáng)烈的吸水性，與水作用后成為氫氧化鈣(Ca(OH)₂ )，俗稱熟石灰或消石灰。它在水溶液中溶解度很小，但溶于水溶液中能進(jìn)一步電離出鈣離子(Ca²⁺)和氫氧根離子(OH^–)，使溶液呈較強(qiáng)的堿性，反應(yīng)式為:

CaO+H₂O=Ca(OH)₂ 熱

Ca(OH)₂=Ca²⁺+2OH^–

熟石灰能與CO₂反應(yīng)生成CaCO₃，反應(yīng)式為:

Ca(OH)₂+CO₂→CaCO₃↓+H₂O

這一性質(zhì)正是現(xiàn)場(chǎng)使用石灰時(shí)在機(jī)械設(shè)備底部或輸送管道中產(chǎn)生結(jié)鈣現(xiàn)象的基本原因所在。

2 石灰在浮選中作用及應(yīng)用

石灰在浮選過(guò)程中可用于提高礦漿的pH值；調(diào)節(jié)硫代化合物類捕收劑及其它某些抑制劑(如氰化物)的作用活性；可用于抑制硫化鐵礦物、自然金粒的浮選；沉淀礦漿中對(duì)浮選有害的重金屬離子；對(duì)礦泥具有凝聚成較大團(tuán)粒的作用等。

2.1調(diào)節(jié)礦漿聲值

石灰因價(jià)廉易得且堿性較強(qiáng)，在對(duì)硫化礦物浮選過(guò)程中，當(dāng)需要提高礦漿的pH值或需要在堿性或弱堿性介質(zhì)條件下進(jìn)行時(shí)，通常大都采用它作為pH值調(diào)整劑。一般來(lái)說(shuō)，其作用如下:

(1)調(diào)節(jié)礦漿中重金屬離子的濃度，形成難溶化合物。這是消除某些有害離子的重要調(diào)整方法。例如加入OH^–離子可使許多金屬陽(yáng)離子形成難溶的氫氧化物。浮選常見(jiàn)的易形成難溶的氫氧化物有:AL(OH)₃、Cu(OH)₂、Fe(OH)₂、Fe(OH)₃、Pb(OH)₂、Zn(OH)₂等。

(2)調(diào)整捕收劑的離子濃度。捕收劑在水中呈分子或離子狀態(tài)存在與介質(zhì)pH值密切相關(guān)。調(diào)整pH值可以調(diào)整捕收劑在水中呈分子或離子狀態(tài)存在的比例，實(shí)際上就調(diào)整了捕收劑的解離程度。

(3)調(diào)整捕收劑與礦物之間的作用。捕收劑離子與礦物表面之間的作用與礦漿的pH值有密切的關(guān)系，捕收劑陰離子與OH^–之間可以在礦物表面產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，pH值愈高，OH^–離子濃度愈大，愈能排斥捕收劑陰離子的作用。

(4)調(diào)整抑制劑的濃度。一些抑制劑是由強(qiáng)堿和弱酸所構(gòu)成的鹽，如常用抑制劑水玻璃(又稱硅酸鈉，它的化學(xué)組成為NaO₂SiO₂)即是，它在水中可以水解使礦漿呈堿性，pH值的高低直接影響它的水解程度。當(dāng)pH<9時(shí)，硅酸(H₂SiO₃)分子占優(yōu)勢(shì)；當(dāng)pH=9～13時(shí)，HSiO₃^–占優(yōu)勢(shì)；當(dāng)pH>13時(shí)，SiO₃^–占優(yōu)勢(shì)。

(5)調(diào)整起泡劑的起泡能力。pH值對(duì)起泡劑的起泡能力有一定影響。例如松醇油(2#油)的起泡能力隨介質(zhì)pH值升高而增強(qiáng)。

(6)調(diào)整礦泥的分散與團(tuán)聚。實(shí)踐上使用的pH值調(diào)整劑，經(jīng)常為礦泥的分散劑或團(tuán)聚劑，起到分散礦漿或使礦漿產(chǎn)生團(tuán)聚的作用。例如石灰中Ca²⁺可削弱石英表面的負(fù)電性，降低靜電斥力，有利于離子絮凝劑的吸附。

金礦石浮選，在處理礦石中含有對(duì)氰化有害物質(zhì)少的簡(jiǎn)單金屬硫化物礦石時(shí)，一般用石灰控制浮選pH=7～9。

2.2抑制硫化鐵礦物、自然金粒的浮選

當(dāng)用黃藥類捕收劑浮選各種有色金屬硫化礦物時(shí)(例如從礦石中浮選銅、鉛、鋅等硫化礦物)，由于礦石中通常含有一定數(shù)量的硫化鐵礦物，如黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦或硫砷鐵礦等，用石灰抑制硫化鐵礦物是生產(chǎn)實(shí)踐中常用的主要方法之一。

在處理有價(jià)重金屬含量較高的含金多金屬硫化礦物礦石(如含銅、銅鋅、鉛鋅、蹄、砷等含金多金屬硫化物礦石)時(shí)，由于這些礦石中含有對(duì)下一步氰化有害而可浮的礦物，為消除不利因素，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，通常采用混合浮選與分離浮選結(jié)合的浮選流程，而石灰常用來(lái)調(diào)整pH值，一般控制混合浮選pH=7～ 8，讓有用硫化礦物大都上浮，再采用控制pH=10～12的分離浮選過(guò)程，抑制黃鐵礦的選別，達(dá)到分離的目的。

再者，自然金粒易受Ca²⁺的抑制，當(dāng)?shù)V漿中存在一定量的石灰時(shí)，Ca²⁺與進(jìn)入礦漿的空氣中的CO₂反應(yīng)生成CaCO₃沉淀，而抑制自然金粒的浮選。

石灰在浮選作業(yè)中的添加，通常采用在球磨機(jī)給礦皮帶上加石灰粉或在浮選前藥劑攪拌槽中加石灰乳或石灰粉等形式。

石灰在浮選過(guò)程中的作用，外觀最明顯地是對(duì)浮選泡沫性質(zhì)的影響。當(dāng)石灰用量適當(dāng)時(shí)，所形成的泡沫較穩(wěn)定，具有適宜的粘度；當(dāng)用量較大時(shí)，將導(dǎo)致泡沫過(guò)于穩(wěn)定，泡沫發(fā)粘，甚至引起“跑槽”現(xiàn)象，使生產(chǎn)過(guò)程難于操作、控制。同時(shí)由于凝聚礦泥現(xiàn)象加劇，而這種凝聚又常缺乏選擇性，致使泡沫精礦中常夾帶大量礦石細(xì)泥，影響精礦質(zhì)量。因而，黃金礦山浮選生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格控制石灰加入量，要對(duì)其有充分的認(rèn)識(shí)。

2.3其它作用及應(yīng)用

由于石灰是無(wú)機(jī)電解質(zhì)，解離出的Ca²⁺離子吸附在礦泥表面，降低或中和礦泥表面的負(fù)電荷，使微細(xì)顆粒在范得華力作用下凝聚變成較大的團(tuán)粒，因而生產(chǎn)實(shí)際過(guò)程中，有很多礦山采用將其加入浮選精礦濃縮濃密機(jī)中，加速礦漿沉降速度，優(yōu)化濃縮過(guò)濾作業(yè)，防止精礦跑渾現(xiàn)象發(fā)生等等。

3 石灰在氰化中的作用及應(yīng)用

在氰化過(guò)程中石灰可作為脫藥劑，用于金精礦氰化廠浸前濃密機(jī)中，脫除氰化過(guò)程中有害物質(zhì)，防止金精礦跑渾現(xiàn)象發(fā)生，降低不必要的損失；可作為預(yù)先堿浸劑，用于浸出作業(yè)前，消除浸出反應(yīng)不利因素；可作為保護(hù)堿，用于浸出過(guò)程中；可作為調(diào)整劑，用于鋅粉置換過(guò)程中等等。

3.1氰化浸前作用及應(yīng)用

石灰在氰化浸出之前的作用歸結(jié)起來(lái)有三個(gè)方面。一方面，對(duì)于金精礦氰化廠，常用其作為脫藥劑應(yīng)用于浸前磨礦分級(jí)或濃密機(jī)中。通過(guò)調(diào)整礦漿pH值即酸堿度來(lái)改變浮選藥劑(如捕收劑、起泡劑)陰離子性能，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)使它們失效，而達(dá)到從礦物表面脫落的目的。另一方面，由于其為一種較弱的無(wú)機(jī)凝聚劑，因而用于浸前濃密機(jī)中，消除礦物表面的電荷、壓縮雙電層，使礦漿中的微細(xì)礦粒形成凝塊，加速沉淀，防止?jié)饷軝C(jī)跑渾，減少不必要的金屬流失。再者，通過(guò)浸前預(yù)先堿浸(石灰CaO浸出)處理，調(diào)整礦漿中陰、陽(yáng)離子濃度，改善浸出反應(yīng)條件，消除不利因素等。

生產(chǎn)過(guò)程中，有的氰化廠采用在球磨分級(jí)系統(tǒng)中添加石灰粉；有的在進(jìn)入浸出之前濃密機(jī)的砂泵箱中加入石灰乳或石灰粉；也有的氰化廠單獨(dú)增加一至兩個(gè)堿浸槽進(jìn)行預(yù)浸處理。一般氰化之前堿浸工藝控制堿度在于4～8/萬(wàn)之間(以CaO計(jì))。

生產(chǎn)過(guò)程中，過(guò)多添加石灰，會(huì)加速礦粒沉降濃縮速度，不利于正常操作(如濃密機(jī)操作)，同時(shí)，又會(huì)生成CaCO₃沉淀物堵塞管路等；反之，添加量不足，既影響脫藥效果，又達(dá)不到預(yù)先堿浸的目的?？傊?，添加量不適，不利于后續(xù)氰化作業(yè)正常進(jìn)行。因而許多氰化廠在沒(méi)有特殊情況下，一般在浸出、置換作業(yè)不再添加石灰。

3.2浸出、洗滌作業(yè)的作用及應(yīng)用

為了保持氰化物溶液的穩(wěn)定性，減少氰化物的化學(xué)損失，在氰化物溶液中必須加入適當(dāng)數(shù)量的堿，使其維持一定的堿度(稱為保護(hù)堿)。由于石灰自身性質(zhì)所定，通常石灰被利用充當(dāng)此任。在氰化浸出、洗滌過(guò)程中由于石灰的添加，對(duì)金的浸出、洗滌環(huán)境創(chuàng)造了有利條件，概括起來(lái)其作用如下:

(1)阻止氰化鈉(NaCN)的水解，減少溶液中HCN濃度，防止HCN氣體的揮發(fā);

(2)在一定條件下可以阻止雜質(zhì)對(duì)氰化鈉的消耗。如可溶性的銅、鐵、鋅等金屬硫化物的浸出消耗；再如硫化礦漿中硫離子與氰根(CN^–)離子結(jié)合等;

(3)中和溶入水中的CO₂和硫化礦氧化所生成的酸，防止氰化鈉被這些酸類分解。

(4)在洗滌過(guò)程中可以加速礦粒群的沉淀，有利于洗滌作業(yè)。在氰化生產(chǎn)過(guò)程中，特別是對(duì)于含硫化物成分多的礦石，通?？刂平鲎鳂I(yè)石灰的濃度是十分必要的。對(duì)于金精礦氰化廠，一般控制浸出工藝CaO濃度為2～5/萬(wàn)之間。

在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)嚴(yán)格控制石灰的用量。當(dāng)石灰用量過(guò)多時(shí)，可能由于其絮凝作用使礦漿粘度增加，從而增加溶劑擴(kuò)散的阻力，使溶液中雜質(zhì)含量相應(yīng)增加，金粒表面形成過(guò)氧化鈣薄膜，阻礙金與氰化鈉和氧的作用，降低浸出效果；當(dāng)石灰用量不足時(shí)，一方面會(huì)增加氰化鈉消耗，影響浸出指標(biāo)；另一方面，增大貴液渾濁度，造成洗滌濃密機(jī)跑槽，影響后續(xù)鋅粉置換作業(yè)順利進(jìn)行等。

在氰化生產(chǎn)過(guò)程中不注重對(duì)石灰的控制，造成損失的礦山很多。如內(nèi)蒙某礦由于過(guò)量添加石灰，使金的浸出率下降5%～10%；再如山東某礦，某段時(shí)期由于石灰添加量不足，消耗氰化鈉成倍增加，由4.82kg/t提高到9.20kg/t等。

3.3在鋅粉置換作業(yè)中的作用及應(yīng)用

在氰化廠鋅粉置換過(guò)程中，保持被置換含金液體即貴液的堿度(CaO量)也至關(guān)重要，適當(dāng)?shù)氖覞舛?，可增?qiáng)貴液的澄清度，改善貴液的離子組成，改變置換反應(yīng)順序，影響置換反應(yīng)速度及鋅粉耗量，進(jìn)而影響金的置換率。在置換作業(yè)中，石灰的作用歸結(jié)起

來(lái)有如下幾方面:

(1)增強(qiáng)貴液的澄清度，提高金泥質(zhì)量。既有利于置換作業(yè)，又有利于后續(xù)金泥冶煉作業(yè);

(2)通過(guò)不同的pH值控制，避免Zn(OH)₂生成而覆蓋在鋅表面妨礙金的沉淀。同時(shí)在堿性溶液中可避免產(chǎn)生氫，減少鋅粉消耗;

(3)改變置換反應(yīng)過(guò)程中雜質(zhì)離子及其反應(yīng)狀態(tài)和順序，延長(zhǎng)置換壓濾機(jī)的使用壽命，提高置換率等。

一般認(rèn)為，當(dāng)CaO濃度較低時(shí)，貴液中的雜質(zhì)主要以活性離子形成存在，置換過(guò)程以化學(xué)反應(yīng)為主。高溫季節(jié)，雜質(zhì)離子(如Cu²⁺離子等)活性增強(qiáng)，置換反應(yīng)加快，生成物堵塞濾布，造成壓濾機(jī)處理能力下降，壽命降低。當(dāng)CaO濃度較高時(shí)，貴液中的雜質(zhì)主要以化合物(如氫氧化物)、絮凝物(如硅泥)等形式存在，置換過(guò)程以物理變化為主。即在貴液通過(guò)壓濾機(jī)濾布時(shí)其中的化合物、絮凝物等在濾布表面形成“薄膜”，減弱了濾布的透水性，造成壓濾機(jī)處理能力下降，壓濾機(jī)壽命降低。當(dāng)CaO濃度適宜時(shí)，貴液中的雜質(zhì)以活性離子及化合物等形式并存。此時(shí)置換過(guò)程則化學(xué)與物理變化并存，這時(shí)的化學(xué)變化遵循元素活動(dòng)順序規(guī)律。

在生產(chǎn)過(guò)程中，由于不注意對(duì)貴液中CaO濃度的控制造成壓濾機(jī)壽命降低，既增加成本，又增強(qiáng)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于金精礦鋅粉置換氰化廠，在實(shí)際生產(chǎn)中控制貴液中CaO濃度在3～ 8/萬(wàn)之間，這既能滿足置換壓濾機(jī)的使用壽命，又能保證鋅粉消耗及金的置換率，保證金泥產(chǎn)品質(zhì)量。生產(chǎn)過(guò)程中，如果石灰用量過(guò)多，在溶液中懸浮的SiO₂微粒和過(guò)量的Pb(AC)₂存在的情況下，會(huì)在鋅表面生成膠態(tài)硅酸鈣和亞鉛酸鈣沉淀，惡化金的沉淀效果。反之，如果石灰用量小，貴液混濁度大，影響金泥質(zhì)量，同時(shí)由于堿度小，鋅易反應(yīng)生成氫增加鋅粉消耗。因而，加強(qiáng)對(duì)鋅粉置換作業(yè)中石灰的控制十分必要。

4 石灰在混汞作業(yè)中的作用及應(yīng)用

(1)通過(guò)調(diào)整PH值影響混汞作業(yè)效果。礦漿的酸堿度對(duì)混汞作業(yè)效果影響很大。在酸性介質(zhì)中，附著在汞表面的賤金屬其表面潔凈，能促進(jìn)汞對(duì)金的潤(rùn)濕性，但在酸性介質(zhì)中，不能使礦泥凝聚，相反由于礦泥污染金粒而妨礙汞對(duì)金的潤(rùn)濕。因而通常采用石灰來(lái)增大礦漿pH值，使礦泥凝聚，消耗因礦泥污染金粒而妨礙汞對(duì)金的潤(rùn)濕的不利因素。通常情況下，混汞作業(yè)PH=8.0～8.5為宜。

(2)抑制礦漿中硫化物的活性，防止汞板“生病”。在外混汞作業(yè)中，有時(shí)硫或硫化物與汞作用能使汞粉化，在汞板上生成黑色斑點(diǎn)，使汞板喪失捕金能力，這種現(xiàn)象特別在礦石中含有硫化砷、硫化銻和硫化銘時(shí)尤其嚴(yán)重。一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象，生產(chǎn)中可以通過(guò)加大石灰用量，提高礦漿pH值，抑制硫化物活性得以解決。

(3)防止金屬硫化物附著于汞板上，惡化混汞作業(yè)。當(dāng)處理礦石為含金多金屬硫化物時(shí)，會(huì)經(jīng)常發(fā)生金屬硫化物附著于汞板，惡化混汞過(guò)程現(xiàn)象，為消除此現(xiàn)象，生產(chǎn)中往往采用加大石灰用量，有時(shí)pH值須達(dá)12以上才能解決。

(4)消除內(nèi)混汞作業(yè)磁性汞膏。在非堿性介質(zhì)中進(jìn)行內(nèi)混汞作業(yè)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁性汞膏，使鐵礦物混入汞膏內(nèi)，因而內(nèi)混汞多在堿性介質(zhì)中進(jìn)行。一般用石灰調(diào)整礦漿的堿度，其用量為裝料量的2%～4% 。

5 其它應(yīng)用

由于石灰吸水生成熟石灰Ca(OH)₂，具有較強(qiáng)的堿性作用，石灰在黃金選廠還有如下應(yīng)用:

(1)作為氰化污水酸化回收法處理過(guò)程中HCN氣體的吸收劑來(lái)替代氫氧化鈉(NaOH)。但其利用存在很大局限性，國(guó)內(nèi)還無(wú)利用先例。據(jù)報(bào)導(dǎo)：加拿大弗州產(chǎn)弗隆選礦廠采用石灰乳，通過(guò)特殊裝置將其霧狀化，使HCN氣體與吸收劑Ca(OH)₂發(fā)生反應(yīng)生成氰化鈣重新利用。

(2）中和尾礦漿或污水酸性，防止設(shè)備、管路等腐蝕作用發(fā)生等。