幾種硫酸鹽礦物浮選的晶體化學研究.pdf

1、天青石(SrSO4)、重晶石(BaSO4)和石膏(CaSO4·2H2O)是重要的硫酸鹽礦物，也是重要的鹽類礦物，在建筑、化工、醫(yī)藥等領域有著廣泛的應用。天青石是碳酸鍶的主要來源。碳酸鍶的主要用途是生產(chǎn)電視機顯像管面板玻璃及永磁材料。重晶石是提取鋇鹽的主要原料。石膏是重要的非金屬材料，廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥等領域。
　　 天青石、重晶石和石膏的浮選是一項重要的浮選理論與實踐課題。這三種硫酸鹽礦物常與某些其它鹽類礦物伴生，由于表

2、面具有相同活性或性質(zhì)相近的離子，因此它們之間浮選分離困難。目前，對這三種硫酸鹽礦物的浮選研究主要側重于它們與某些其他鹽類礦物之間如方解石、磷灰石、螢石的浮選分離，如重晶石與螢石、重晶石與方解石，天青石與方解石等分離研究。為了深入了解這三種硫酸鹽礦物的浮選特性，必須對其浮選進行系統(tǒng)地試驗研究。
　　 礦物的可浮性與晶體化學特性密切相關。礦物的晶體化學特性是指礦物的化學組成、化學鍵、晶體結構及其性質(zhì)之間的關系，決定著礦物在溶液中解離

3、后的表面性質(zhì)，從而影響礦物的可浮性。因此本文對三種硫酸鹽礦物的浮選進行了晶體化學研究。
　　 本文從礦物的晶體結構出發(fā)，通過大量的浮選試驗，對三種硫酸鹽礦物在陰離子捕收劑油酸鈉、陽離子捕收劑十二胺及螯合捕收劑水楊羥肟酸浮選體系中不加活化劑和抑制劑時的可浮性，以及多價金屬陽離子、無機陰離子調(diào)整劑、有機高分子化合物和有機螯合化合物對其可浮性的影響進行了系統(tǒng)的研究。同時，借助于晶體化學理論、浮選溶液化學理論以及現(xiàn)代表面測試技術（X射線

4、光電子能譜分析、傅立葉紅外光譜分析及ζ電位測定等），對三種硫酸鹽礦物進行了晶體化學研究，并嘗試運用計算機分子模擬計算對浮選的結果進行了驗證。
　　 研究表明，在油酸鈉和水楊羥肟酸浮選體系中三種礦物的可浮性大小為重晶石＞天青石＞石膏；在十二胺浮選體系中為：石膏＞天青石＞重晶石。XPS和紅外光譜測試發(fā)現(xiàn)，油酸鈉與三種硫酸鹽礦物的作用為化學吸附，十二胺在礦物表面發(fā)生物理吸附，水楊羥肟酸則可能與礦物發(fā)生了螯合反應。對三種硫酸鹽礦物晶體結

5、構中的化學鍵進行了理論計算，發(fā)現(xiàn)化學鍵的鍵長、鍵能、靜電力、離子鍵百分比和極性及鍵強決定了Mn+-O2-的斷裂程度，而Mn+-O2-的斷裂程度與三種硫酸鹽礦物的可浮性密切相關。對于天青石和重晶石而言，Sr-O鍵、Ba-O鍵大量斷裂，Sr2+、Ba2+在礦物表面大量暴露，在浮選溶液中易與陰離子捕收劑油酸鈉產(chǎn)生化學吸附，并能與水楊羥肟酸發(fā)生螯合反應，因此兩種礦物在油酸鈉和水楊羥肟酸浮選體系中的可浮性較好。
　　 石膏結構中的Ca-O