難選氧化銻礦分選利用基礎(chǔ)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(gè)難題，浮選工藝和基礎(chǔ)理論相關(guān)的研究還很少。本文以黃銻礦、石英和方解石晶體結(jié)構(gòu)和主要解理面性質(zhì)差異研究為基礎(chǔ)，通過(guò)單礦物浮選試驗(yàn)研究了陰、陽(yáng)離子捕收劑浮選體系中三種礦物的浮選行為，并結(jié)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(xué)計(jì)算等方法，對(duì)浮選藥劑與礦物間的作用機(jī)理進(jìn)行了研究。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)三種礦物晶體結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)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(fèi)米能級(jí)附近的態(tài)密度主要均由O2p軌道構(gòu)成，氧是黃銻礦和石英表面的活性位點(diǎn)，因此二者的表面性質(zhì)有一定的相似性。XPS檢測(cè)結(jié)果表明:石英和黃銻礦表面氧的相對(duì)含量較為接近，方解石表面氧的相對(duì)含量則相對(duì)較低，表面含氧量差異導(dǎo)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(diǎn)PZC分

3、別測(cè)得為2.4、2.6和7.6。
　　(2)陽(yáng)離子捕收劑浮選體系
　　季銨鹽31系列捕收劑對(duì)黃銻礦具有較強(qiáng)的捕收能力，且隨著碳鏈長(zhǎng)度的增加而增強(qiáng)，可浮選的pH區(qū)間也相應(yīng)擴(kuò)大，但季銨鹽31和27系列捕收劑對(duì)石英和方解石的捕收能力強(qiáng)于黃銻礦，難以實(shí)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(shí)黃銻礦的浮選受到抑制，而石英和方解石回收率可達(dá)85％以上，可實(shí)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(duì)三種礦物的浮選行為一致，說(shuō)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?yàn)镈DA＞H2O＞DDA+。十二胺陽(yáng)離子不僅能排擠開(kāi)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(chǎn)生一定的吸附，卻很難吸附于黃銻礦表面，是實(shí)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(duì)

5、三種礦物的活化
　　不添加金屬離子時(shí)，油酸鈉對(duì)黃銻礦和石英均沒(méi)有捕收作用，但對(duì)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(duì)黃銻礦基本上沒(méi)有活化作用。Al3+、Fe3+離子能活化黃銻礦，但石英同時(shí)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(shí)現(xiàn)黃銻礦和石英的選擇性活化，可在較大的pH區(qū)間實(shí)現(xiàn)二者的浮選分離。無(wú)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(shí)現(xiàn)黃銻礦與石英的浮選分離，對(duì)應(yīng)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(xué)吸附，而在石英表面僅發(fā)生物理吸附。兩種捕收劑對(duì)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(zhì)點(diǎn)，而CuOH+是十二烷基硫酸鈉在黃銻礦表面吸附

7、的活性質(zhì)點(diǎn)。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(lái)，實(shí)現(xiàn)黃銻礦的活化。
　　(5)兩種陰離子捕收劑結(jié)構(gòu)性能差異
　　油酸鈉和十二烷基硫酸鈉對(duì)黃銻礦浮選行為差異的原因在于兩者結(jié)構(gòu)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?yàn)閇SDS]-＞[OH]-＞[Ol]-，[SDS]-不能排開(kāi)在氫氧化銅表面重新吸附的[OH]-，而[Ol]-則能排開(kāi)氫氧化銅表面重新