锂辉石晶体结构及浮选药剂作用机理综述

锂资源作为当前新型能源矿产备受关注。锂辉石是典型的伟晶岩型锂矿,也是提取锂的主要原料,目前主要通过浮选法对锂辉石进行分离和提纯。对锂辉石矿石性质及其浮选药剂展开系统评述,介绍了锂辉石晶体结构和表面特性以及锂辉石浮选捕收剂、活化剂和抑制剂的作用机理。锂辉石碎磨后通过表面暴露出的Li⁺和Al³⁺与捕收剂发生吸附反应,金属离子活化剂Fe³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺主要通过增加锂辉石表面的捕收剂吸附位点来促进锂辉石浮选,而抑制剂主要通过阻碍矿物表面捕收剂的吸附或在矿物表面形成亲水性沉淀来达到浮选分离效果。通过分析前人对锂辉石浮选药剂作用机理研究成果,以期能够为锂资源的高效利用提供支撑,并对锂辉石浮选的未来发展方向进行了展望,为新型药剂的开发提供新思路。     

烷基硫酸盐捕收剂对菱镁矿和白云石的浮选性能研究

白云石是低品质菱镁矿中主要的含钙杂质，但是白云石与菱镁矿的晶体结构相似、组成相近，导致钙镁矿物浮选分离困难。开发新型高效脱钙捕收剂是提高白云石与菱镁矿分离效率的主要手段。基于此，探索性地将十二烷基硫酸钠(SDS)作为白云石的捕收剂进行钙镁分离，考察了矿浆pH值、SDS浓度以及可溶性离子Ca²⁺、Mg²⁺和Fe³⁺对菱镁矿与白云石浮选性能的影响，结果表明：在SDS浓度为20×10^-5mol/L、矿浆pH值为10时，白云石与菱镁矿有较好的浮选分离效果。Ca²⁺和Mg²⁺对菱镁矿与白云石均有抑制作用，对两种矿的浮选性差异影响较小。Fe³⁺对白云石的抑制作用较小，对菱镁矿的抑制作用较大，有利于两种矿的浮选分离。FTIR与Zeta电位结果表明，SDS在白云石表面的吸附量远远大于在菱镁矿表面的吸附量，且Fe³⁺可以促进SDS在白云石表面的吸附，抑制SDS在菱镁矿表面的吸附，从而增大白云石与菱镁矿间的可浮性差异。     

钙离子对萤石和方解石浮选行为的影响及其 调控方法研究

盐类矿物在浮选的过程中会溶解出不同的离子,这些离子通常会影响矿物的浮选。而在碳酸盐萤石 的浮选中,钙离子是其常见的影响离子。通过单矿物浮选试验,考察了在 pH=9 的条件下,钙离子对萤石和方解石 浮选行为的影响,并利用络合剂 EDTA 对浮选矿浆中的 Ca²⁺进行调控。研究结果表明：当 NaOL 作捕收剂,TA 作抑 制剂时,方解石能够较好地被抑制,而萤石的浮选基本不受影响,两者可浮性差异较大;当 Ca²⁺加入时,萤石和方解 石均被强烈抑制,进而影响两者的浮选分离。加入络合剂 EDTA 进行调控后,钙离子对萤石浮选的影响被有效地 消除,提高了萤石的回收率。Zeta 电位测试分析表明,Ca²⁺会与矿浆中油酸根离子反应,消耗矿浆中的捕收剂,从而 使萤石不能上浮,而 EDTA 能有效络合矿浆中的 Ca²⁺,使得萤石能够重新上浮;Ca²⁺的存在基本不影响药剂在方解石 表面的吸附。     

钙离子对萤石和方解石浮选行为的影响及其 调控方法研究

盐类矿物在浮选的过程中会溶解出不同的离子,这些离子通常会影响矿物的浮选。而在碳酸盐萤石 的浮选中,钙离子是其常见的影响离子。通过单矿物浮选试验,考察了在 pH=9 的条件下,钙离子对萤石和方解石 浮选行为的影响,并利用络合剂 EDTA 对浮选矿浆中的 Ca²⁺进行调控。研究结果表明：当 NaOL 作捕收剂,TA 作抑 制剂时,方解石能够较好地被抑制,而萤石的浮选基本不受影响,两者可浮性差异较大;当 Ca²⁺加入时,萤石和方解 石均被强烈抑制,进而影响两者的浮选分离。加入络合剂 EDTA 进行调控后,钙离子对萤石浮选的影响被有效地 消除,提高了萤石的回收率。Zeta 电位测试分析表明,Ca²⁺会与矿浆中油酸根离子反应,消耗矿浆中的捕收剂,从而 使萤石不能上浮,而 EDTA 能有效络合矿浆中的 Ca²⁺,使得萤石能够重新上浮;Ca²⁺的存在基本不影响药剂在方解石 表面的吸附。     

钙镁离子对长石和绿帘石浮选的影响及其作用机理

通过小型浮选试验、动电位测试、吸附试验、溶液化学计算和红外光谱分析等手段研究了油酸钠体系下Ca²⁺和Mg²⁺对长石和绿帘石浮选的影响。结果表明, 纯净的长石和绿帘石矿物几乎不浮, 加入Ca²⁺、Mg²⁺后, 矿物可浮性得到改善;钙镁离子主要以Ca²⁺、CaOH⁺、CaCO₃(s)和Mg²⁺、MgOH⁺、MgCO₃(s)形式吸附在矿物表面;油酸钠和钙镁离子在长石和绿帘石矿物表面存在静电吸附, 且钙镁离子可以促进油酸钠在矿物表面的吸附。     

Ca2+对菱镁矿浮选行为的影响

为了尽可能消除难免离子Ca²⁺对菱镁矿浮选的影响，通过纯矿物浮选实验、Ca²⁺浮选溶液化学计算和红外光谱分析等方法，考察了油酸钠浮选体系下Ca²⁺对菱镁矿浮选行为的影响并分析其机理。研究表明：①在油酸钠浮选体系下，在矿浆7≤pH≤12情况下，Ca²⁺对菱镁矿浮选具有较强的抑制作用，且Ca²⁺浓度升高对菱镁矿浮选的抑制作用增强。②矿浆中的Ca²⁺是抑制菱镁矿浮选的主要组分。③在pH=10的碱性条件下，菱镁矿表面存在亲水的-OH吸收峰，证实Ca²⁺与菱镁矿发生了吸附作用。     

Ca2+对菱镁矿浮选行为的影响

为了尽可能消除难免离子Ca²⁺对菱镁矿浮选的影响，通过纯矿物浮选实验、Ca²⁺浮选溶液化学计算和红外光谱分析等方法，考察了油酸钠浮选体系下Ca²⁺对菱镁矿浮选行为的影响并分析其机理。研究表明：①在油酸钠浮选体系下，在矿浆7≤pH≤12情况下，Ca²⁺对菱镁矿浮选具有较强的抑制作用，且Ca²⁺浓度升高对菱镁矿浮选的抑制作用增强。②矿浆中的Ca²⁺是抑制菱镁矿浮选的主要组分。③在pH=10的碱性条件下，菱镁矿表面存在亲水的-OH吸收峰，证实Ca²⁺与菱镁矿发生了吸附作用。     

聚苯乙烯纳米粒子在碳及石英表面的吸附行为研究

聚苯乙烯(PS)纳米粒子可作为捕收剂用于煤泥的浮选,但由于吸附选择性较差导致药剂消耗量过大,因此探索PS纳米粒子在碳及石英表面的吸附行为对于降低纳米粒子浮选时在非目的矿物表面的吸附,从而达到减少药剂用量以降低成本具有重要意义。采用乳液聚合法制备出阳离子型PS纳米粒子,采用耗散石英微晶天平(QCM-D)研究了不同条件下纳米粒子在碳表面与石英表面的吸附脱附行为。结果表明,不同条件下粒子均会在石英表面及碳表面产生不可逆的吸附,且前者吸附量约为后者的2/5,这解释了为何实际浮选过程中药剂消耗量较大的原因;减小乳液固含量对于抑制粒子在碳表面上吸附更为明显,因此在实际浮选过程中通过降低固含量进而抑制粒子在非目的矿物表面的吸附并不可取;酸性(pH为5)和碱性(pH为9)条件对于纳米粒子在石英表面上的吸附效果起到抑制作用,因此浮选时调控pH为7的矿浆环境更有利于粒子在煤颗粒表面的吸附;随着吸附量的增大,碳及石英表面的吸附层都变得更为密实,且碳表面的密实度均小于石英表面的密实度,较高固含量或中性环境在促进碳表面吸附的同时,吸附层构型也变得更为松散,但水流的冲洗始终不足以克服粒子的吸附能垒造成脱附现象。     

不同饱和度十八碳脂肪酸钠作为捕收剂浮选Ca2+活化石英

这是一篇矿物加工工程领域的论文。以不同饱和度硬脂酸钠,油酸钠,亚油酸钠为捕收剂对Ca²⁺活化石英进行了浮选实验研究。浮选实验表明亚油酸钠对Ca²⁺活化石英具有较好的捕收剂能力,油酸钠次之,而硬脂酸钠几乎没有捕收能力。通过Zeta电位、红外光谱、游离Ca²⁺浓度测定,表面张力测定,对Ca²⁺活化石英不同浮选行为的机理进行了研究。Zeta电位研究表明,亚油酸钠使Ca²⁺活化石英表面电位向负方向移动较多,油酸钠次之,硬脂酸钠对石英表面电位改变较小;红外光谱测试表明,三种脂肪酸钠均能够与矿物表面Ca²⁺反应生产脂肪酸钙,说明化学反应发生;三种脂肪酸钠与Ca²⁺反应后溶液游离Ca²⁺浓度测试和表面张力测试表明,三种脂肪酸钠抗硬水离子能力分别为亚油酸钠>油酸钠>硬脂酸钠。三种脂肪酸钠的抗硬水能力的差异性,以及由此而引起的矿物表面电位和溶液表面张力的差异性,是引起三种脂肪酸钠捕收能力差异性的原因。     

黑钨矿、白钨矿与含钙矿物异步浮选分离研究

通过单矿物浮选及人工混合矿浮选试验, 研究了黑钨矿、白钨矿与含钙矿物异步浮选分离。采用XPS及AAS测试手段并结合晶体化学与溶液化学分析, 初步探讨了异步浮选的作用机理。结果表明, 苯甲羟肟酸是黑钨矿、白钨矿与其它含钙矿物分离的选择性捕收剂, 矿物可浮性顺序为黑钨矿>白钨矿>其它含钙矿物。柠檬酸可作为黑钨矿优先浮选的选择性调整剂, 其选择性抑制作用在于: 柠檬酸在黑钨矿表面吸附并不牢固, 难以阻碍苯甲羟肟酸在其表面吸附; 柠檬酸能选择性络合白钨矿与其它含钙矿物表面Ca²⁺离子, 导致矿物表面与捕收剂作用的活性质点减少, 使矿物浮游受到抑制。     

白钨矿常温浮选基础研究

以白钨矿、萤石和方解石单矿物为研究对象,通过单矿物可浮性试验、动电位测定、吸附量测定以及溶液化学分析,对白钨矿的常温浮选行为及机理进行了系统研究。浮选试验结果表明,用CaO+Na₂CO₃（以1∶3的质量比添加）调节矿浆pH=11.0、硅酸钠为抑制剂、733氧化石蜡皂为捕收剂,可以实现常温下白钨矿与萤石和方解石的有效分离。用CaO+Na₂CO₃调浆后,萤石和方解石表面的Ca²⁺浓度大于白钨矿表面的Ca²⁺浓度,加入硅酸钠后,萤石、方解石表面动电位显著负移,而白钨矿表面电位变化不明显。吸附量测定及溶液化学计算表明：硅酸钠在3种矿物表面的吸附量由大到小为萤石＞方解石＞白钨矿,即3种矿物表面生成硅酸钙的难易程度由强到弱依次为萤石>方解石>白钨矿。     

溶解离子对白云石和氟磷灰石浮选及表面性质的影响研究

采用纯矿物浮选、Zeta电位和接触角测试等方法研究了溶解离子Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、PO₄^3-对白云石和氟磷灰石浮选及表面性质的影响。结果表明，溶解离子会明显改变白云石和氟磷灰石的可浮性、表面电性和表面润湿性。Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、PO₄^3-会降低白云石和氟磷灰石的接触角，导致其疏水性减弱，使其上浮率降低。Ca²⁺、Mg²⁺会使白云石和氟磷灰石表面Zeta电位升高，SO₄^2-、PO₄^3-会降低矿物Zeta电位。研究可为下一步有针对性地去除磷矿浮选中有害离子提供参考。     

回水中无机离子对硅钙质磷矿石正反浮选的影响

以贵州某硅钙质胶磷矿为研究对象,通过往矿浆中添加不同浓度的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、PO₄^3-、F^-等影响离子,考察了无机离子对磷矿正反浮选的影响,结果表明:Ca²⁺和Mg²⁺会沉淀捕收剂,使精矿P₂O₅品位和回收率大幅度降低;碱性条件下PO₄^3-会抑制磷矿正浮选;酸性条件下SO₄^2-易与Ca²⁺反应生成硫酸钙沉淀附着在磷矿表面,影响磷矿反浮选;F^-对磷矿正反浮选影响较小。研究成果可为磷矿正反浮选废水的处理回用提供指导。     

铝离子对长石和绿帘石浮选的影响及其作用机理

通过小型浮选试验、Zeta电位测试、吸附试验、红外光谱分析和X射线光电子能谱(XPS)研究了Al³⁺对油酸钠浮选长石和绿帘石矿物的影响。浮选试验结果表明,以油酸钠为捕收剂时,长石和绿帘石在纯水中的可浮性很差,加入Al³⁺后,矿物可浮性明显增强; Zeta电位测试和XPS研究结果表明,Al³⁺在矿物表面发生了静电吸附,油酸钠通过化学吸附作用在Al³⁺吸附后的矿物表面; 吸附试验以及XPS研究结果表明,Al³⁺以Al(OH)₃形式吸附在矿物表面并改变其表面环境使得油酸钠可以通过Al(OH)₃有效地吸附到矿物表面,活化了长石和绿帘石。     

全球锂的资源、应用及其再生利用

这是一篇矿业工程领域的论文。锂辉石自身晶体特性是决定可浮性的内源性因素;捕收剂是决定锂辉石可浮性的外源性因素,浮选过程中,常见金属离子对锂辉石捕收剂的性能产生重要影响。本文从锂辉石晶体特性、外界金属离子对工业生产中常见锂辉石捕收剂的作用两方面对影响锂辉石浮选行为的因素做了介绍和总结。首先归纳了锂辉石的表面晶体特性,并总结了锂辉石表面晶体活性位点对浮选行为的影响。其次归纳和总结了常见金属离子对工业生产中常用的油酸类、羟肟酸类、胺类及阴阳离子复配类捕收剂性能的影响。研究表明Ca²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺均可提高油酸类捕收剂的性能,Pb²⁺可提高羟肟酸类捕收剂的性能,Ca²⁺、Mg²⁺可提高胺类捕收剂的性能,铁球磨矿介质可抑制胺类捕收剂与锂辉石的作用。该研究对提高锂辉石的分选效率、高效使用锂辉石捕收剂具有理论和现实意义。     

锂辉石矿的选矿工艺现状与发展趋势

锂辉石矿最常见的选矿方法是浮选法,指出了该方法存在的主要问题包括传统型捕收剂或选择性不佳,或对温度敏感;“难免离子”(Ca²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺等)污染矿物表面,使得有用矿物和脉石矿物的可浮性差异变小;调整剂选择性较差,常用抑制剂在抑制脉石矿物的同时对锂辉石也有一定程度的抑制作用。锂辉石浮选药剂技术进展主要体现在锂辉石浮选捕收剂和脉石矿物调整剂方面,捕收剂研究的主要方向是寻找捕收能力强、选择性好、且高效易降解的捕收剂;小分子有机抑制剂所带极性基团的水化性越强、数量越多,其抑制效果越好。浮选新技术研究进展主要体现在自动化程度高、运行稳定、处理能力大的浮选柱的应用和电化学技术推动浮选药剂创新方面。最后介绍了锂辉石矿的其他选矿工艺还包括重介质选矿法、磁选法和联合选矿法。     

十二烷基磺酸钠和月桂酸在石英表面的吸附机理研究

通过浮选试验、QCM-D和FTIR分析, 比较研究了十二烷基磺酸钠(SDS)和月桂酸在经Ca²⁺活化后石英表面的吸附机理。浮选结果表明, 两种阴离子捕收剂均在强碱性条件下取得较好的浮选回收率, 且SDS的回收率远大于月桂酸。QCM-D结果表明, SDS和月桂酸在活化后的SiO₂表面为粘弹性吸附, 且均能迅速达到吸附平衡, 但SDS比月桂酸的吸附量大, 且两者均吸附可逆。FTIR分析表明, pH值为12.0时, SDS和月桂酸在经Ca²⁺活化的石英表面均为物理吸附。     

稀土矿浮选中Ce3+对磷灰石的活化机理研究

通过纯矿物浮选、溶液化学计算、Zeta 电位测试、红外光谱分析测试,研究了稀土矿浮选时矿浆中Ce³⁺对磷灰石的活化机理。结果表明,Ce³⁺在碱性条件下对磷灰石具有活化作用,其活化机理为：Ce³⁺吸附提高了磷灰石表面的正电性,增强了磷灰石表面与阴离子羟肟酸捕收剂的静电吸附作用,且在磷灰石表面形成Ca-Ce(OH)₂/Ce(OH)⁺活性位点。红外光谱测试表明,无Ce³⁺活化时,辛基羟肟酸在磷灰石表面主要发生物理吸附,羟肟酸与Ca²⁺结合能小,在磷灰石表面的化学吸附作用弱; 被Ce³⁺活化后,辛基羟肟酸与磷灰石表面吸附的Ce³⁺反应生成稳定的络合物-C(==O)-Ce-O-N-,羟肟酸与Ce³⁺结合能大,化学吸附作用强,加强了羟肟酸在磷灰石表面的吸附作用,从而活化磷灰石。     

金属离子对滑石浮选行为的影响及机理研究

滑石常存在于硫化矿中影响硫化矿浮选精矿的质量。为了解金属离子对滑石浮选行为的影响和作用机制,考察了Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺对滑石纯矿物浮选、滑石表面ζ电位及滑石与气泡之间诱导时间的影响。结果表明：Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺均可在滑石表面形成吸附;Ca²⁺对滑石可浮性影响不大;添加Mg²⁺后,当pH＞10时,滑石可浮性降低;添加Cu²⁺后,滑石在pH=4~10范围被抑制,并且在pH值为6左右时Cu²⁺对滑石抑制作用最强;Fe³⁺在pH=3~9的范围内能够抑制滑石,并且在pH值为7左右时对滑石抑制作用最强。溶液化学计算结果表明,溶液中的金属络合离子可以改变滑石的表面电位,而氢氧化物沉淀吸附在滑石表面会降低滑石的可浮性。静电作用能计算结果表明：当pH值低于氢氧化物的零电点时,金属离子形成的氢氧化物沉淀会特定地吸附于滑石表面,产生多相凝聚,导致滑石表面亲水性增强,可浮性降低;当pH值大于氢氧化物的零电点时,凝聚现象减弱,滑石表面疏水性增强,可浮性提高。试验结果对含滑石硫化矿中滑石的抑制和分离有一定的指导作用。     

镍钼矿中氧化镍和氟磷灰石浮选分离研究及应用

为了提高镍钼矿中镍矿物浮选回收率,对其进行了浮选分离试验研究。分子动力学模拟结果表明,十六烷基吡啶在氧化镍表面的吸附能为-443.04 kJ/mol,小于在氟磷灰石表面的吸附能(-420.16 kJ/mol),可作为氧化镍和氟磷灰石浮选分离的捕收剂。酒石酸与Ca²⁺形成络合物,络合物附着于氟磷灰石表面,影响捕收剂与氟磷灰石接触,可以作为浮选抑制剂。该镍钼矿石镍含量4.52%,经浮选可以得到镍回收率89.06%、尾矿中镍含量低至0.71%的良好指标。