加拿大麦克马斯特大学(McMaster University)的研究人员报告说,发现了一项全新的技术,可以更有效地从岩石和矿石中分离出金,银,铜,和其他有价值的矿物质,使这些尾矿矸石比现在更有价值。他们报告的这种工艺,是使用纳米粒子吸附这些矿物,也使它们吸附到气泡上,这都是在浮选机中进行,报道刊登在美国化学学会(ACS)杂志《朗缪尔》(Langmuir)上。
采矿业就是要获得最多的矿物质,就是你想要的任何矿产,都要从含有它的岩石中提取。一个矿藏有多大价值,取决于提取出这些矿物有多容易,以及可以用什么技术来做到这一点。目前,大量开采都需要粉碎矿石,和成泥浆,这要用水做液体。通常情况下,有一种化学物质,称为表面活性剂,需要添加到泥浆中,然后混合更多的水,进行曝气。用什么化学品,取决于矿石和你想要的矿物。如果是铜,就用松树油,这是举个例子。
表面活性剂附着到矿物(例如铜)粒子上,也附着到气泡上。气泡浮到表面,形成一个泡沫层,很像啤酒泡沫。去除泡沫,你就可以得到想要的矿物,当然,这需要提炼。
加拿大安大略省(Ontario)麦克马斯特大学罗伯特•派尔腾(Robert Pelton)和他的小组,创造了一种新的物质,是用聚苯乙烯(polystyrene)纳米粒子制成,聚苯乙烯类似发泡胶(styrofoam)。使用玻璃珠来模拟采矿中想要的颗粒,他们发现,聚苯乙烯效果非常好,可以吸附到这些珠子上,胜过传统的表面活性剂。所不同的是,回收率已接近100%。
罗伯特•派尔腾和他的同事解释说,一些公司使用的技术称为泡沫浮选法(froth flotation),每年处理约4.50亿吨矿物。这项工艺需要把矿物质粉碎成小颗粒,然后使这些颗粒漂浮在水中,从废石料中分离出具有商业价值的颗粒。水中含有“收集剂”物质,可以吸附到宝贵的颗粒上,使它们排斥水,升到冒泡的水面,这样,它们就很容易被捞出来。
研究人员展示的这种全新收集技术,需要采用排斥水的纳米粒子。在实验室实验中,使用玻璃珠模拟实际矿物颗粒,他们发现,这些纳米粒子如此有力地附着在玻璃珠上,以致于浮选产生的回收率几乎达100%。
如果这在实际采矿中管用,那就意味着更多的采矿废物可以使用。有成堆的尾矿堆在许多矿山附近,世界各地都是这样,它们被留在原处,是因为不值得进行处理,以获取其中含有的东西。尾矿堆也会成为一种多年的环境危害,因为有毒金属会渗入水中。所以,任何事情,只要可以提高这些材料的回收,就都是好事,而且还有额外的好处,就是减少了新矿需求。
研究人员说,研究资金来自从材料和制造中心(Centre for Materials and Manufacturing)以及谷贱金属公司(VALE Base Metals)。
废石中回收贵重矿物
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