表面活性剂十二烷基苯磺酸钠在红土镍矿浸出过程中的研究

表面活性剂十二烷基苯磺酸钠在红土镍矿浸出过程中的研究

防垢剂的分类历史记录是始于1959年的项目。该工艺的铬含量为93%96%，铬含量为90%95%。特别适用于处理低镁含量的褐铁矿红土矿。一种好的防垢剂应该满足高效、无毒、与其他化学剂配伍、使用方便、成本低、来源广等要求。防垢剂可分为缩聚磷酸盐、膦酸盐、氨基多羧酸盐、表面活性剂和聚合物五大类。羧酸盐型、磺酸盐型等表面活性剂耐盐、耐二价阳离子,在日用化工和石油工业等领域中具有广泛的应用及开发前景十二烷基苯磺酸钠(SDBS,sodiumdodecylbenzenesulfonate)是一种典型的阴离子型表面活性剂,本文主要研究了红土矿的浸出过程中表面活性剂SDBS的抑制结垢作用,研究了其对矿浆的表面张力、黏度的影响。1实验1.1头矿的预处理实验所用的红土矿为褐铁矿型,主要元素含量如表1所示。红土矿是由含镍的岩石风化浸淋蚀变富集而成,对于褐铁矿型红土矿,其主要物相为针铁矿FeOOH·矿石浸出条件:在加有钛材内胆的高压釜中采用硫酸浸出,酸矿比0.3,矿浆固体含量30%,搅拌速度600r·min1.2物相结构的测定采用日本理学D/max-RBXRDX射线衍射仪分析红土矿和结垢的物相结构;采用日立180-80型原子吸收光谱仪测定浸出液的镍元素的含量;采用日本电子JSM-6360型扫描电镜观察结垢的形貌;采用电化学综合测试仪研究溶液的表面张力和黏度。2结果与讨论2.1表面活性剂sdbs对镍水浸率的影响向矿浆中加入一定量的SDBS,浸出结束后,收集结垢并干燥称重,测平均厚度。通过表2中结垢的厚度和质量,可看出添加表面活性剂SDBS后,对结垢有明显的抑制作用。表面活性剂SDBS加入量在30～70mg·L实验同时考察了表面活性剂SDBS加入量对镍浸出率的影响,如表2所示,表面活性剂的加入对镍浸出效果影响不大。综上所述,表面活性剂SDBS对镍浸出率影响较小,抑垢作用明显,可以改善红土镍矿高压酸浸反应器的结垢问题。图2为加入表面活性剂SDBS后高压釜壁结垢的XRD分析,结垢中的物相较复杂,主要有赤铁矿、石英和铝明矾石。以往的研究证明,红土矿中的结垢组成主要受浸出温度和酸度影响图3为SEM分析垢的形貌结果,加入表面活性剂SDBS后,生成的结垢较为平整。这是由于加入表面活性剂后,由于表面吸附而使得分散相粒子之间、分散相粒子与设备壁之间和分散相粒子与介质之间界面性质发生了改变,抑制晶粒的长大,从而减少结垢。2.22.2.1矿浆表面张力在矿浆中分别添加0、30、50、70mg·L未加入表面活性剂时,矿浆的表面张力随温度变化改变不大。加入表面活性剂SDBS后,矿浆表面张力随温度升高而明显减小,在接近100℃时矿浆表面张力下降为未添加SDBS时的70%左右。2.2.2矿浆粘度实验采用黏度计测定了添加表面活性剂SDBS前后黏度2.3表面活性剂吸附法表面活性剂的防垢作用源于它们的吸附作用。一方面,由于表面活性剂的吸附,使垢表面的正常聚结状态受到干扰(晶格畸变),抑制或部分抑制了垢晶体的继续长大,使成垢离子处于饱和状态或形成松散的垢被水流带走;另一方面,由于表面活性剂在垢表面吸附,形成扩散双电层,使垢表面带电,抑制了垢晶体间聚结,导致垢晶体以分散状态存在于溶液中。由于导致晶格畸变和形成扩散双电层所需表面活性剂的量很小,因此少量的表面活性剂能防止远大于化学计量的垢离子的析出。另外,在实验所处的酸性条件下,高压釜的钛材内胆表面由于氢离子的配合作用,带有正电荷,所以能够吸附阴离子表面活性剂,从而减少沉淀物在容器内壁的沉积,即减少结垢。3矿浆表面张力和黏度随温度的变化本文研究了高压酸浸红土矿过程中阴离子表面活性剂SDBS的抑制结垢作用,加入SDBS为70mg·L未加入表面活性剂SDBS时,矿浆的表面张力