螢石礦低溫浮選捕收劑的制備及作用機(jī)理研究.pdf

1、螢石礦是現(xiàn)代工業(yè)中重要的礦物原料，并逐步發(fā)展成為世界性的戰(zhàn)略儲(chǔ)備資源。浮選是螢石礦選礦中應(yīng)用最廣的選別方法，最常用的捕收劑為油酸。由于油酸的耐低溫性能較差，目前大多數(shù)的選礦廠均采用加溫浮選的方法提高螢石的選別效果，一般需要加溫至30~50℃，這就造成了能源的一種極大浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)螢石的低溫浮選也變得更為迫切。本文研制出了一種螢石礦新型低溫浮選捕收劑，通過(guò)單礦物試驗(yàn)和實(shí)際礦石試驗(yàn)，成功的實(shí)現(xiàn)了螢石的低溫浮選。通過(guò)紅外光譜分析、吸附量測(cè)試和電動(dòng)

2、電位測(cè)試，研究了礦物與捕收劑的作用機(jī)理。
　　通過(guò)新型捕收劑的制備試驗(yàn)，研究了油酸硫酸化和皂化的最佳工藝條件。研究結(jié)果表明，油酸硫酸化的最佳反應(yīng)溫度為20~28℃、反應(yīng)時(shí)間為2h，皂化最佳反應(yīng)溫度為70~80℃、反應(yīng)時(shí)間為24h。藥劑捕收性能試驗(yàn)結(jié)果表明，新型捕收劑的耐低溫性能和捕收能力均優(yōu)于油酸。當(dāng)溫度為4.5℃時(shí)，新型捕收劑對(duì)螢石的回收率保持在86％~94%之間，而油酸對(duì)螢石的回收率僅為33.50%；隨著硫酸化程度的增加，新型

3、捕收劑的回收率逐步提高，當(dāng)油酸與硫酸的比例達(dá)到2:1（即HS5）時(shí)，新型捕收劑對(duì)螢石的回收率最高，進(jìn)一步提高油酸的硫酸化程度時(shí)，回收率出現(xiàn)下降的趨勢(shì)；新型捕收劑對(duì)石英的回收率維持在15%左右，加入抑制劑后回收率基本為零，油酸對(duì)石英的回收率維持在13%左右，新型捕收劑的選擇性較油酸稍弱。新型捕收劑適宜在弱酸性和中性環(huán)境中進(jìn)行浮選，而油酸在弱堿性環(huán)境中浮選效果相對(duì)較好。
　　通過(guò)紅外光譜、CMC測(cè)試和HLB值計(jì)算對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行了性能檢

4、測(cè)，結(jié)果表明新型捕收劑中成功的引入了硫酸基；在溫度為12℃的條件下，新型捕收劑的CMC在0.5g/L~0.75g/L之間，油酸的CMC為0.2g/L，且新型捕收劑的HLB在21.87~56.73之間，油酸的HLB為4.5。說(shuō)明油酸經(jīng)過(guò)硫酸化和皂化改性后，新型捕收劑在低溫條件下的分散性能遠(yuǎn)好于油酸，提高了其耐低溫性能，從而保證了其在低溫條件下的捕收能力。
　　紅外光譜分析和吸附量測(cè)試結(jié)果表明，新型捕收劑以物理吸附和化學(xué)吸附的方式作用

5、于螢石礦物表面，其中以物理吸附為主，化學(xué)吸附為輔；溫度升高時(shí)，物理吸附向化學(xué)吸附轉(zhuǎn)變；在低溫條件下，新型捕收劑的吸附量明顯高于油酸，其耐低溫性能較強(qiáng)，且新型捕收劑在螢石表面的吸附為多層吸附，增強(qiáng)了藥劑的捕收能力，而油酸為單層吸附；新型捕收劑在弱酸性條件下吸附量較高，對(duì)螢石作用力較強(qiáng)。吸附等溫線分析結(jié)果表明，新型捕收劑在螢石表面的吸附符合Langmuir和Modified Langmuir吸附等溫式，但Modified Langmuir吸

6、附等溫式與測(cè)試結(jié)果更吻合，通過(guò)Modified Langmuir吸附等溫式的擬合可知，新型捕收劑的飽和吸附量為17.77×10-6mol/m2，吸附層數(shù)為2.03。電動(dòng)電位分析結(jié)果表明，新型捕收劑在螢石表面的吸附造成螢石表面電位負(fù)移，等電點(diǎn)也隨之負(fù)移，在弱酸性條件下負(fù)移程度最大，在靜電引力和化學(xué)鍵力的作用下發(fā)生物理吸附和化學(xué)吸附；油酸作用后的螢石電位負(fù)移程度較新型藥劑的負(fù)移程度小，在弱堿性條件下負(fù)移程度較大，克服了靜電斥力的作用，發(fā)生化

7、學(xué)吸附；新型捕收劑作用后的石英電位負(fù)移程度較小，表明其吸附量較小，具有較強(qiáng)的選擇性。
　　實(shí)際礦石試驗(yàn)很好的驗(yàn)證了單礦物試驗(yàn)結(jié)果，閉路試驗(yàn)中新型捕收劑對(duì)螢石的回收率較油酸高出20%左右。在6.5℃條件下，新型捕收劑對(duì)河北實(shí)際礦石的螢石回收率為68.63%，精礦品位為94.52%，油酸對(duì)螢石的回收率為41.54%，精礦品位為95.23%；新型捕收劑對(duì)內(nèi)蒙古實(shí)際礦石的螢石回收率為79.82%，精礦品位為97.09%，油酸對(duì)螢石的回收率