紅柱石的浮選分享技術(shù)及機(jī)理研究.pdf

1、紅柱石是一種無水鋁硅酸鹽礦物。它與藍(lán)晶石，硅線石的化學(xué)組成相同，但結(jié)構(gòu)相異，屬藍(lán)晶石族礦物。它是一種新型的高級耐火材料，也是優(yōu)良的硅鋁合金原料和技術(shù)陶瓷原料。在我國它屬正在開發(fā)利用的非金屬礦種，而浮選是細(xì)粒紅柱石的主要選礦方法之一。
　　 論文以紅柱石與其伴生礦物（主要為石英和黑云母）的晶體結(jié)構(gòu)差異為基礎(chǔ)，通過晶體結(jié)構(gòu)分析、量子化學(xué)計算、結(jié)合礦物表面Zeta電位測定、光電子能譜分析、紅外光譜分析、藥劑吸附量測定以及浮選試驗等各種

2、方法，系統(tǒng)地研究了紅柱石及其伴生礦物的晶體結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)和浮選行為三者之間的關(guān)系，研究了不同類型浮選藥劑體系中紅柱石及其伴生礦物的浮選行為，以及浮選藥劑在紅柱石及其伴生礦物表面的作用機(jī)理。研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　　 1．紅柱石及其伴生礦物晶體結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)主要存在以下差異
　　 當(dāng)?shù)V物破碎后，紅柱石表面主要區(qū)別于石英和黑云母的地方是在紅柱石晶體表面上有為數(shù)較多的未被補(bǔ)償?shù)匿X離子，這種情況使得有可能利用陰離子捕收劑進(jìn)行紅柱

3、石選擇性浮選。
　　 2．采用陰離子捕收劑浮選體系
　　 十二烷基磺酸鈉易與鋁離子發(fā)生受電荷控制的化學(xué)作用，不易與礦物表面的硅離子發(fā)生作用。因而十二烷基磺酸鈉易于吸附于紅柱石表面，不易吸附于石英和黑云母表面。
　　 研究提出了紅柱石礦酸法浮選工藝。該工藝采用石油磺酸鈉為捕收劑，淀粉為抑制劑，在酸性礦漿條件下﹙pH=3～4﹚，通過三次粗選三次精選的開路浮選流程，并對浮選精礦進(jìn)行強(qiáng)磁選，最終可獲得產(chǎn)率為20.31％，

4、Al2O3品位為56.53％，紅柱石品位為93.79％，紅柱石回收率為65.73％的合格紅柱石精礦。
　　 研究表明，采用十二烷基磺酸鈉作捕收劑，用淀粉作抑制劑，在酸性條件下，淀粉對被金屬離子活化了的石英和黑云母有較強(qiáng)抑制效果，淀粉的基本作用是去活作用，其去活的原因是取代和與金屬離子生成化合物之故。
　　 3．采用陽離子捕收劑浮選體系
　　 在陽離子捕收劑浮選體系中，礦物表面荷電機(jī)理的不同是導(dǎo)致紅柱石與其伴生礦物

5、石英和黑云母可浮性差異的主要原因。以十二胺為捕收劑，在礦漿自然pH值﹙7左右﹚條件下，采用一次粗選，五次掃選的開路反浮選工藝流程，最終獲得產(chǎn)率為36.20％，Al2O3品位為48.33％，紅柱石品位為73.48％，紅柱石回收率為61.50％的紅柱石精礦，精礦質(zhì)量達(dá)不到Ⅱ級品標(biāo)準(zhǔn)。
　　 4．捕收劑與礦物表面作用機(jī)理研究結(jié)果本文采用量子化學(xué)計算方法從微觀角度深入研究了十二烷基磺酸鈉與紅柱石的作用機(jī)理，得出結(jié)論：十二烷基磺酸根離子與

6、紅柱石表面不同位置的Al原子結(jié)合后，體系的總能量均會降低，十二烷基磺酸根離子在紅柱石表面可以發(fā)生化學(xué)吸附，電子從紅柱石表面的Al原子流向十二烷基磺酸根離子上的O原子。
　　 采用表面電性測定，浮選解吸試驗及紅外光譜等手段對十二烷基磺酸鈉與紅柱石及其伴生礦物的相互作用機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗研究，通過研究得出以下結(jié)論：
　　 對于紅柱石礦陰離子捕收劑浮選體系，十二烷基磺酸鈉在pH值3～4之間主要為十二烷基磺酸根離子以離子鍵相互

7、作用形式吸附在礦物表面，存在十二烷基磺酸根離子直接與鋁離子以離子鍵相互作用的化學(xué)吸附，磺酸鹽類捕收劑在紅柱石表面上的固著是物理和化學(xué)兩種吸附共存；磺酸鹽在石英上和黑云母表面上的吸著，則是借助于庫侖力和碳氧基的締合作用的物理吸附；磺酸鹽捕收劑在紅柱石伴生礦物上的物理吸附強(qiáng)度低決定了精選作業(yè)的效率會很高。
　　 總結(jié)量子化學(xué)計算結(jié)果和吸附產(chǎn)物測試結(jié)果，可以得出：十二烷基磺酸鈉在pH值3～4之間主要以十二烷基磺酸根離子形式吸附在紅柱石