難選氧化銻礦分選利用基礎理論及工藝研究.pdf

1、氧化銻礦的浮選回收是選礦界的一個難題，浮選工藝和基礎理論相關的研究還很少。本文以黃銻礦、石英和方解石晶體結構和主要解理面性質差異研究為基礎，通過單礦物浮選試驗研究了陰、陽離子捕收劑浮選體系中三種礦物的浮選行為，并結合表面電位、吸附量、X射線光電子能譜、紅外光譜及量子化學計算等方法，對浮選藥劑與礦物間的作用機理進行了研究。主要研究結果如下:
　　(1)三種礦物晶體結構及表面性質研究
　　黃銻礦和石英主要解理面(001)面的表面

2、能分別為1.646 J/m2和2.675J/m2，方解石主要解理面(104)面的表面能為0.887J/m2。黃銻礦、石英和方解石表面在費米能級附近的態(tài)密度主要均由O2p軌道構成，氧是黃銻礦和石英表面的活性位點，因此二者的表面性質有一定的相似性。XPS檢測結果表明:石英和黃銻礦表面氧的相對含量較為接近，方解石表面氧的相對含量則相對較低，表面含氧量差異導致了三種礦物表面電位及浮選藥劑在礦物表面作用的差異。黃銻礦、石英和方解石的零電點PZC分

3、別測得為2.4、2.6和7.6。
　　(2)陽離子捕收劑浮選體系
　　季銨鹽31系列捕收劑對黃銻礦具有較強的捕收能力，且隨著碳鏈長度的增加而增強，可浮選的pH區(qū)間也相應擴大，但季銨鹽31和27系列捕收劑對石英和方解石的捕收能力強于黃銻礦，難以實現(xiàn)黃銻礦與石英和方解石的浮選分離。十二胺為捕收劑，pH＞10.5時黃銻礦的浮選受到抑制，而石英和方解石回收率可達85％以上，可實現(xiàn)黃銻礦與石英和方解石的反浮選分離。十二胺在礦物表面吸附

4、量和礦物表面電位的變化與十二胺對三種礦物的浮選行為一致，說明靜電作用起重要作用。十二胺分子、水分子和十二胺離子在黃銻礦表面吸附能從大到小順序為DDA＞H2O＞DDA+。十二胺陽離子不僅能排擠開黃銻礦表面的水分子而形成疏水吸附層，而且比十二胺分子更容易在黃銻礦表面形成靜電吸附和氫鍵吸附。堿性條件下，十二胺分子仍能在石英和方解石表面產生一定的吸附，卻很難吸附于黃銻礦表面，是實現(xiàn)黃銻礦與石英和方解石浮選分離的原因。
　　(3)金屬離子對

5、三種礦物的活化
　　不添加金屬離子時，油酸鈉對黃銻礦和石英均沒有捕收作用，但對方解石具有較好的捕收效果。Ca2+、Mg2+在高堿度條件下能活化石英，但對黃銻礦基本上沒有活化作用。Al3+、Fe3+離子能活化黃銻礦，但石英同時也受到活化。Pb2+離子能選擇性活化黃銻礦和石英，但二者分選的pH區(qū)間較小，Cu2+能實現(xiàn)黃銻礦和石英的選擇性活化，可在較大的pH區(qū)間實現(xiàn)二者的浮選分離。無論添加何種金屬離子，方解石均能得到較高的浮選回收率。<

6、br>　　(4)陰離子捕收劑浮選體系
　　以銅離子為活化劑，油酸鈉和十二烷基硫酸鈉分別在pH=6.7和pH=6.1左右，可實現(xiàn)黃銻礦與石英的浮選分離，對應pH條件下，油酸鈉及十二烷基硫酸鈉在銅離子活化的黃銻礦表面發(fā)生了化學吸附，而在石英表面僅發(fā)生物理吸附。兩種捕收劑對三種礦物的浮選行為與礦物表面電位及捕收劑吸附量變化規(guī)律一致。CuOH+和Cu(OH)2為油酸鈉在黃銻礦表面吸附的活性質點，而CuOH+是十二烷基硫酸鈉在黃銻礦表面吸附

7、的活性質點。CuOH+和Cu(OH)2均起到“架橋”作用，把黃銻礦表面和捕收劑連接起來，實現(xiàn)黃銻礦的活化。
　　(5)兩種陰離子捕收劑結構性能差異
　　油酸鈉和十二烷基硫酸鈉對黃銻礦浮選行為差異的原因在于兩者結構的差異，[SDS]-、[OH]-、[Ol]-在氫氧化銅沉淀活化的黃銻礦表面吸附能順序為[SDS]-＞[OH]-＞[Ol]-，[SDS]-不能排開在氫氧化銅表面重新吸附的[OH]-，而[Ol]-則能排開氫氧化銅表面重新