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1、非金属矿物加工与利用非金属矿物加工与利用非金属矿物加工与利用概述概述非金属矿物选矿与提纯技术非金属矿物选矿与提纯技术非金属矿物超细粉碎与分级非金属矿物超细粉碎与分级粉体表面改性粉体表面改性其它技术其它技术非金属矿物选矿与提纯技术非金属矿物选矿与提纯技术硅酸盐矿物硅酸盐矿物碳酸盐矿物碳酸盐矿物硫酸盐矿物硫酸盐矿物单质非金属矿单质非金属矿其它非金属矿其它非金属矿捕收剂对捕收剂对硅酸盐矿物硅酸盐矿物电位的影响电位的影响 捕捕收剂在收剂在矿物表面以多种形式吸附矿物表面以多种形式吸附,改变改变矿物表面的电位，从而改变矿物的浮游性。矿物表面的电位，从而改变矿物的浮游性。DAADAA对石英对石英电位的影响电
2、位的影响1.PH=7;2.PH=11;3.PH=101.PH=7;2.PH=11;3.PH=10 低浓度的十二烷低浓度的十二烷基醋酸铵与普通的基醋酸铵与普通的氯化钠一类的电解氯化钠一类的电解质相似质相似,会影响石英会影响石英的的电位。但当浓度电位。但当浓度达到一定临界值时，达到一定临界值时，电位随电位随DAA浓度进浓度进一步增高而明显降一步增高而明显降低。最终使低。最终使电位符电位符号转换。号转换。由于石英面的负电位，因此由于石英面的负电位，因此RNHRNH3+3+在在双电层中的浓度高于整体溶液中的浓度。双电层中的浓度高于整体溶液中的浓度。当双电层中的胺的总浓度达到一定的临当双电层中的胺的总浓
3、度达到一定的临界值后，就通过烃链的缔合而形成吸附。界值后，就通过烃链的缔合而形成吸附。DAADAA浓度为浓度为4 41010-5-5 mol/L mol/L时时石英石英电位与电位与pHpH值的关系值的关系 pH为为10-11时，石时，石英的英的电位急剧上升，电位急剧上升，这是由于在该介质条件这是由于在该介质条件下溶解的胺分子浓度增下溶解的胺分子浓度增加，因此导致临界胶束加，因此导致临界胶束浓度降至形成半胶束时浓度降至形成半胶束时的浓度值，使石英双电的浓度值，使石英双电层内的捕收剂显著增加，层内的捕收剂显著增加，从而导致石英的从而导致石英的电位电位剧增。剧增。在不同温度下石英的在不同温度下石英的
4、电位电位与十二烷基醋酸铵浓度的关系与十二烷基醋酸铵浓度的关系 石英石英电位的绝电位的绝对值随温度升高而对值随温度升高而下降，表明十二烷下降，表明十二烷基醋酸铵的吸附随基醋酸铵的吸附随温度升高而下降温度升高而下降在十二胺盐酸盐溶液中矿物的在十二胺盐酸盐溶液中矿物的电位电位与与pH的关系（浓度的关系（浓度110-3 mol/L）1 石英石英 2 长石长石 荷正电的十二荷正电的十二胺离子的吸附使长胺离子的吸附使长石和石英的石和石英的电位电位负值均下降，且在负值均下降，且在碱性区内由于分子、碱性区内由于分子、离子二聚物的形成离子二聚物的形成与吸附，这种吸附与吸附，这种吸附缺乏选择性。缺乏选择性。在油酸
5、钠溶液中矿物的在油酸钠溶液中矿物的电位电位与与pH的关系（浓度的关系（浓度110-3 mol/L）1 石英石英 2长石长石 在油酸钠溶液在油酸钠溶液中，石英的中，石英的电位电位负值因油酸根离子负值因油酸根离子的吸附而升高。由的吸附而升高。由于石英表面荷负电，于石英表面荷负电，此时阴离子捕收剂此时阴离子捕收剂在矿物表面的吸附在矿物表面的吸附是由于石英表面存是由于石英表面存在局部正电区。在局部正电区。十二胺十二胺醋酸盐、混合胺、醚胺等阳离子捕收醋酸盐、混合胺、醚胺等阳离子捕收剂浓度对石英和长石剂浓度对石英和长石电位的影响均被研究，电位的影响均被研究，研究表明，随着阳离子捕收剂浓度的改变，研究表明，
6、随着阳离子捕收剂浓度的改变，电位也随之改变，最后导致石英、长石电位也随之改变，最后导致石英、长石电位变号。三种阳离子对电位变号。三种阳离子对电位的影响大小电位的影响大小不同，其顺序是不同，其顺序是醚胺最大，混合胺次之，醚胺最大，混合胺次之，而十二胺最小而十二胺最小。常用捕收剂的溶液化学常用捕收剂的溶液化学 阴离子捕收剂油酸钠阴离子捕收剂油酸钠 阳离子捕收剂十二胺阳离子捕收剂十二胺 阴离子捕收剂油酸钠阴离子捕收剂油酸钠 油油酸酸钠钠，分分子子式式C C1717H H3333COONaCOONa，是是一一种种不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸。强强碱碱弱弱酸酸盐盐，在在水水中中能能发发生生水水解解反反应应。
7、油油酸酸的的溶溶解解度度S=10S=10-7-7mol/Lmol/L 当当试试验验所所用用药药剂剂浓浓度度大大于于溶溶解解度度时时，水水溶溶液液中中溶溶解解的的油油酸酸C C1717H H3333COOHCOOH（aqaq），（简简记记为为HOLHOL（aqaq）与与水水溶溶的的液液态态油油酸酸C C1717H H3333COOHCOOH（l l）间间形形成成饱饱和和溶溶液液，在在水水溶溶液液中中存存在下述平衡在下述平衡：溶解平衡：溶解平衡：水解平衡水解平衡：解离平衡：解离平衡：二聚平衡二聚平衡酸皂二聚平衡酸皂二聚平衡 根根据据以以上上平平衡衡关关系系，油油酸酸钠钠在在水水中中的的解解离离是是
8、一一个个比比较较复复杂杂的的过过程程，其其解解离离产产物物不不是是单单一一的的，而而是是多多种种多多样样的的，各各组组分分浓浓度度之之间间的的比比例例关关系系取取决决于于溶溶液液pHpH值值大大小小；在在酸酸性性及及弱弱碱碱性性区区域域内内，油油酸酸主主要要以以分分子子状状态态存存在在，而而在在中中强强碱碱性性范范围围内内则则主主要要以以离离子子状状态态存存在在，在在pH=8.69pH=8.69时时形形成成的的油油酸酸离离子子-分分子子缔缔合合物物的的浓度最大。浓度最大。详见浓度详见浓度C=5.2510C=5.2510-4-4mol/lmol/l时油酸各组分的浓度对数图时油酸各组分的浓度对数图
9、油酸钠各组分的浓度对数图油酸钠各组分的浓度对数图 油酸钠在矿物表面作用时，当其在溶液中油酸钠在矿物表面作用时，当其在溶液中的浓度增大到某一值后，可使矿物表面上聚的浓度增大到某一值后，可使矿物表面上聚集的溶质分子增多形成单分子层，而且在溶集的溶质分子增多形成单分子层，而且在溶液体相内表面活性基的疏水基互相靠拢，开液体相内表面活性基的疏水基互相靠拢，开始从单体缔合物成为聚合物。始从单体缔合物成为聚合物。当油酸钠浓度足够大时，形成胶团，此当油酸钠浓度足够大时，形成胶团，此时溶液的物化性质也发生突变。这个形成胶时溶液的物化性质也发生突变。这个形成胶团的浓度称为团的浓度称为临界胶束浓度（又称临界胶团临界
10、胶束浓度（又称临界胶团浓度），简记为浓度），简记为CMCCMC。通过计算可得出油酸的通过计算可得出油酸的CMCCMC为为 CMCCMC越越大大，说说明明药药剂剂分分子子中中亲亲水水性性强强，极极性性基基比比例例较较大大。CMCCMC越越小小，药药剂剂的的疏疏水水性性越越大大，表表明明表表面面活活性性剂分子中非极性基比例较大，捕收性较强。剂分子中非极性基比例较大，捕收性较强。通通常常把把浮浮选选回回收收率率对对油油酸酸钠钠浓浓度度曲曲线线中中急急剧剧上上升升部部分分外外推推至至回回收收率率为为零零时时的的浓浓度度，规规定定为为开开始始浮浮选选和和开始形成半胶团的浓度简记为开始形成半胶团的浓度简记
11、为HMCHMC。当当用用烷烷基基胺胺醋醋酸酸盐盐浮浮选选石石英英时时，HMCHMC约约为为CMCCMC的的1/101/10-1-1/100/100。HMCHMC一一般般作作为为捕捕收收剂剂用用量量的的下下限限，故故油油酸酸钠参考用量的下限为钠参考用量的下限为1.87101.8710-5-5-1.8710-1.8710-6-6mol/Lmol/L。通通常常把把回回收收率率下下降降或或不不发发生生浮浮选选时时的的捕捕收收剂浓度称为临界抑制浓度，简记为剂浓度称为临界抑制浓度，简记为CDCCDC。CDCCDC约约为为CMCCMC的的4 4倍倍，故故可可近近似似把把4CMC4CMC作作为为捕捕收剂用量的
12、上限。收剂用量的上限。所所以以油油酸酸钠钠参参考考用用量量的的上上限限为为7.48107.4810-4 4mol/Lmol/L。由由此此可可以以得得出出油油酸酸钠钠的的用用量量范范围围为为1.87101.8710-6-6-7.4810-7.4810-4-4mol/Lmol/L。油油酸酸钠钠参参考考用用量量的的上上限限为为7.48107.4810-4 4mol/Lmol/L。由由此此可可以以得得出出油油酸酸钠钠的的用用量量范范围围为为1.87101.8710-6-6-7.4810-7.4810-4-4mol/Lmol/L。油油酸酸钠钠能能依依靠靠静静电电作作用用吸吸附附在在带带正正电电的的矿矿物
13、物表表面面，同同时时油油酸酸钠钠在在矿矿物物表表面面也也可可以以发发生生化化学学吸吸附附，即即通通过过极极性性基基与与矿矿物物表表面面金金属属阳阳离离子子进进行行化化学学吸吸附附甚甚至至发发生生化化学学反反应应形形成成沉沉淀淀。这这两两种种形形式式对对矿矿物物的的浮浮选选形形为为起起着着决决定性的作用。定性的作用。阳离子捕收剂十二胺阳离子捕收剂十二胺 十十二二胺胺（又又称称月月桂桂胺胺），分分子子式式C C1212H H2727N N，是是一一种种一一元元胺胺。一一元元胺胺是是无无机机氨氨的的有有机机衍衍生生物物。即即NHNH3 3分分子子中中的的一一个个或或几几个个氢氢原原子子被被烃烃基基所
14、所取取代代，按按取取代代烃烃基基的的数数目目，分分别别为为伯伯胺胺、叔叔胺胺和和季季胺胺。十十二二胺胺属属伯伯胺胺，分分子子式式为为C C1212H H2525NHNH2 2，可可简简记记为为RNHRNH2 2。由由于于十十二二胺胺在在多多数数浮浮选选情情况况下下主主要要是是以以解解离离后后带带有有疏疏水水烃烃基基的的阳阳离离子子起起主主要要作作用用，因因此称为阳离子捕收剂。此称为阳离子捕收剂。十十二二胺胺在在水水溶溶液液中中的的溶溶解解离离很很小小，实实践践中中常常将将其其溶溶于于盐盐酸酸或或醋醋酸酸水水溶溶液液中中，生生成成盐盐酸酸盐盐或或醋醋酸盐后使用。酸盐后使用。十二胺在水溶液中存在如
15、下平衡十二胺在水溶液中存在如下平衡：酸式解离平衡酸式解离平衡：溶解平衡溶解平衡：碱式解离平衡碱式解离平衡：离子缔合平衡：离子缔合平衡：离子离子-分子缔合平衡分子缔合平衡：十二胺各组分的浓度对数图十二胺各组分的浓度对数图 在在水水溶溶液液中中同同时时存存在在胺胺分分子子和和胺胺离离子子，但但两两者者浓浓度度不不相相等等，随随介介质质pHpH值值的的变变化化呈呈现现很很大大的的差差别别。在在强强碱碱性性范范围围内内，溶溶液液中中主主要要是是胺胺分分子子；在在广广大大区域内，胺主要以胺离子方式存在。当区域内，胺主要以胺离子方式存在。当 时时，pH=9.51pH=9.51处十二胺形成了离子分子络合物的
16、浓度最大。处十二胺形成了离子分子络合物的浓度最大。在在pH=10.6pH=10.6时，时，此此时时一一半半的的胺胺以以离离子子状状态态存存在在，另另一一半半以以未未解解离离的的胺胺分分子子状状态态存存在在。用用十十二二胺胺浮浮选选有有色色金金属属氧氧化化矿矿时时多多在在碱碱性性介介质质中中进进行行，因因为为此此时时有有足足够够的的RNHRNH2 2生生成成，RNHRNH2 2中中氮氮原原子子的的孤孤对对电电子子能能与与矿矿物物表表面面的的一一些些金金属属阳阳离离子子共共享享，以以共共价价键键结结合合起起来来形形成成比比较较稳稳定定的的络络合合物物，即即胺胺分分子子能能在在这这些些氧氧化化矿表面
17、形成络合吸附，从而使矿物表面疏水易浮。矿表面形成络合吸附，从而使矿物表面疏水易浮。十十二二胺胺与与矿矿物物表表面面的的相相互互作作用用，在在大大多多数数情情况况下下，主要由胺的阳离子主要由胺的阳离子 或或 在在矿矿物物表表面面双双电电层层依依靠靠静静电电引引力力吸吸附附在在荷荷负负电电的的矿矿物物表表面面，这这种种吸吸附附形形式式不不牢牢固固，药药剂剂易易从从矿矿物物表表面面脱脱落落，故故十十二二胺胺应应具具有有足足够够浓浓度度。在在适适宜宜浓浓度度下下十十二二胺胺能能在在矿矿物物表表面面形形成成半半胶胶束束吸吸附附，此此时时除除了了静静电电引引力力吸吸附附外外，烃烃链链间的范德华力亦起重要作
18、用。间的范德华力亦起重要作用。十十二二胺胺的的临临界界胶胶束束浓浓度度CMCCMC为为1.3101.310-2-2mol/Lmol/L，据据此此可可以以求求出出十十二二胺胺的的用用量量范范围围为为1.3101.310-4-4-5.2105.210-2-2mol/L mol/L。另另外外，胺胺离离子子与与胺胺分分子子RNHRNH2 2之之间间，其其非非极极性性基基易易于于发发生生相相互互缔缔合合作作用用，并并使使它它们们易易于于在在矿矿物物表表面面产产生生共共吸吸附附，或或形形成成胺胺分分子和离子共聚体的半胶束吸附。子和离子共聚体的半胶束吸附。捕收剂在捕收剂在硅酸盐矿物表面硅酸盐矿物表面的吸附特
19、性的吸附特性捕收剂捕收剂浓度较低时，是以浓度较低时，是以单个离子状态单个离子状态在矿在矿物表面吸附，当浓度较高时，被吸附的捕收物表面吸附，当浓度较高时，被吸附的捕收剂离子烃链之间靠剂离子烃链之间靠范德华力范德华力发生缔合，但此发生缔合，但此时的浓度还低于溶液中的时的浓度还低于溶液中的CMCCMC即临界胶束浓度，即临界胶束浓度，故形成半胶束，称之为半胶束吸附。故形成半胶束，称之为半胶束吸附。捕收剂在矿物表面除了通过静电力和疏水缔捕收剂在矿物表面除了通过静电力和疏水缔合作用发生物理吸附外，还能通过合作用发生物理吸附外，还能通过极性基与极性基与矿物表面金属离子之间进行化学键合矿物表面金属离子之间进行
20、化学键合，即在，即在矿物表面发生矿物表面发生化学吸附化学吸附。这些吸附作用对矿。这些吸附作用对矿物的浮选行为起决定性的作用。物的浮选行为起决定性的作用。不同不同pHpH值下两种霓石对十二胺的吸附性值下两种霓石对十二胺的吸附性1 1 细晶霓石；细晶霓石；2 2 粗晶霓石；粗晶霓石；3 3细晶霓石（有淀粉细晶霓石（有淀粉20mol/L20mol/L）；）；4 4 铁球磨机湿磨的霓石铁球磨机湿磨的霓石pH10.6附近，霓石对十二附近，霓石对十二胺的吸附量最大，此时十胺的吸附量最大，此时十二胺分子和胺离子量之比二胺分子和胺离子量之比为为1：1，出现共缔合吸附，出现共缔合吸附作用。作用。浮选试验表明，吸
21、附量和浮选试验表明，吸附量和浮选回收率有一定的对应浮选回收率有一定的对应关系。关系。当霓石经铁球湿磨后，表当霓石经铁球湿磨后，表面受铁污染，负电性降低，面受铁污染，负电性降低，因此对十二胺的吸附略有因此对十二胺的吸附略有降低。降低。当PH值为9-10时，霓石对十二胺的吸附速度进行得相当快，在1min内已近饱和。金属盐对霓石吸附十二胺的影响金属盐对霓石吸附十二胺的影响1 1 硝酸铅，硝酸铅，pH=7pH=7；2 2 硝酸铅硝酸铅,2,2号油号油720mg/l720mg/l；3 3氯化铁氯化铁,pH=7,pH=7；4 4氯化铁氯化铁,2,2号油号油720mg/l720mg/l 当加入硝酸铅和当加入
22、硝酸铅和氯化铁时氯化铁时,明显地减明显地减少了霓石对十二胺的少了霓石对十二胺的吸附量吸附量,因此霓石表因此霓石表面正电性增加面正电性增加,对十对十二胺的吸附量自然减二胺的吸附量自然减少。少。补加少量补加少量2#油能油能使吸附量增加，是与使吸附量增加，是与十二胺缔合作用的结十二胺缔合作用的结果。果。pH=6-7pH=6-7条件下十二烷基醋酸铵条件下十二烷基醋酸铵在石英上的吸附等温线在石英上的吸附等温线 当当浓浓度度达达到到一一定定值值时时，在在石石英英表表面面的的吸吸附附量量急急剧剧上上升升，这这可可能能是是捕捕收收剂剂在在矿矿物物表表面面产产生生半半胶胶束吸附所引起的。束吸附所引起的。趋势：迅
23、速上升并趋于稳定趋势：迅速上升并趋于稳定 高高岭岭石石对对胺胺吸吸附附量量随随胺胺用用量量的的增增加加，一一开开始始增增加加迅迅速速，当当胺胺用用量量大大于于5 51010-5-5mol/lmol/l以以后后，趋趋于于稳稳定定不不再再增增加加，而而石英对胺的吸附量和胺用量近于呈正比增加。石英对胺的吸附量和胺用量近于呈正比增加。胺在石英表面依靠静电作用发生吸附。胺在石英表面依靠静电作用发生吸附。高高岭岭石石在在PHPHPZC(4.7)PZC(4.7)时时显显著著吸吸附附胺胺离离子子的的原原因因是是由由高高岭岭石的晶体结构和特殊的荷电机理所决定。石的晶体结构和特殊的荷电机理所决定。高高岭岭石石有有
24、一一带带有有恒恒定定负负电电荷荷的的层层而而和和受受控控于于pHpH值值的的端端面面组组成，其表面电性是层面和端面电性的总反映。成，其表面电性是层面和端面电性的总反映。在在pHpHPZCPZC时时，矿矿物物表表面面电电位位为为正正值值，但但其其层层面面仍仍有有荷荷负负电区域存在，这就为胺离子的静电吸附提供了基础。电区域存在，这就为胺离子的静电吸附提供了基础。另外，有学者队为，胺阳离子的吸附，是通过离子交另外，有学者队为，胺阳离子的吸附，是通过离子交换作用吸附于黏土矿物上的。对胺吸附量最高点可达阳离换作用吸附于黏土矿物上的。对胺吸附量最高点可达阳离子交换能力的子交换能力的2 2倍，胺的吸附与碳链
25、长度有关，这部分胺倍，胺的吸附与碳链长度有关，这部分胺的键合作用包括离子的键合作用包括离子-偶极和离子与离子之间的相互作用，偶极和离子与离子之间的相互作用，还存在有范德华力的作用。高岭石的阳离子交换能力尽管还存在有范德华力的作用。高岭石的阳离子交换能力尽管较低、但这种交换能力对于浮选药剂的用量而言，也是不较低、但这种交换能力对于浮选药剂的用量而言，也是不可忽视的。可忽视的。根据吸附量及解吸量的不同根据吸附量及解吸量的不同而进行的石英与长石的分离试验而进行的石英与长石的分离试验脂肪酸类捕收剂在酸洗矿物表面上的吸附脂肪酸类捕收剂在酸洗矿物表面上的吸附脂肪酸类捕收剂在矿物表面上的固着量（未用酸清洗）
26、脂肪酸类捕收剂在矿物表面上的固着量（未用酸清洗）硅酸盐矿物硅酸盐矿物浮选工艺流程制定的基础浮选工艺流程制定的基础 由由于于硅硅酸酸盐盐矿矿物物工工业业浮浮选选的的复复杂杂性性，某某些些工工业业浮浮选选现现象象难难以以用用目目前前的的理理论论研研究究成成果果作作出出令令人人满满意意的的解解释释或或预预测测。另另一一方方面面，大大多多数数硅硅酸酸盐盐矿矿物物是是主主要要的的造造岩岩矿矿物物。因因此此，即即使使某某些些以以提提取取某某种种稀稀有有金金属属或或矿矿物物材材料料为为目目的的的的有有用用硅硅酸酸盐盐矿矿物物(例例如如锂锂辉辉石石、绿绿柱柱石石、锆锆石石、云云母母、高高岭岭石石等等)，它它们
27、们与与脉脉石石矿矿物物在在表表面面特特性性和和浮浮游游性性方方面面也也非非常常相相近近。因因此此，硅硅酸酸盐盐矿矿物物之之间间的的浮浮选选分分离离是是浮浮选选领领域域的的难难题题之之一一。特特别别是是从从实实验验室室小小型型试试验验向向工工业业生生产产过过被被时时会会遇遇到到比比其其他他金属矿物浮选更多的困难。金属矿物浮选更多的困难。同同其其他他各各类类矿矿石石浮浮选选一一样样，硅硅酸酸盐盐矿矿物物的的浮浮选选工工艺艺流流程程制制定定之之前前需需要要进进行行系系统统的的选选矿矿试试验验研研究究。一一般般先先要要参参考考普普通通矿矿石石可可选选性性研研究究的的内内容容制制定定研研究究方方案案，对
28、对于于新新建建选选矿矿厂厂或或者者老老厂厂技技术术改改造造设设计计而而言言，选选矿矿试试验验研研究究内内容容和和深深度度应应符符合合设设计计工工作作的的需需求求，除除实实验验室室小小型型试试验验之之外外。必必要要时时要要进进行行扩扩大大连连续续试试验验，当当工工艺艺流流程程很很复复杂杂或或建建厂厂规规模模很很大时，甚至还需进行选矿半工业试验乃至工业试验。大时，甚至还需进行选矿半工业试验乃至工业试验。以以下下将将简简要要说说明明制制定定硅硅酸酸盐盐矿矿物物工工业业浮浮选选工工艺艺流流程程时时，应重点考虑的主要因素。应重点考虑的主要因素。1.1.矿石性质矿石性质 矿矿石石性性质质包包括括矿矿石石的
29、的化化学学组组成成和和矿矿物物组组成成、主主元元素素和和伴生元素的含量及赋存状态、矿石的结构构造、有用矿物伴生元素的含量及赋存状态、矿石的结构构造、有用矿物的的嵌嵌布布粒粒度度及及其其共共生生关关系系的的研研究究，以以及及矿矿物物的的解解离离特特性性和和连生体连生体的的特性等。特性等。对对于于硅硅酸酸盐盐矿矿物物，还还应应当当查查清清楚楚不不同同晶晶体体结结构构类类型型硅硅酸酸盐盐矿矿物物的的种种类类与与含含量量、有有用用矿矿物物或或脉脉石石矿矿物物、矿矿物物类类质质同象置换程度，甚至矿床的区域地球化学特点等等。同象置换程度，甚至矿床的区域地球化学特点等等。2.2.根据硅酸盐矿物晶体化学、表面
30、特性及自然根据硅酸盐矿物晶体化学、表面特性及自然可浮性的差异拟定分离方案可浮性的差异拟定分离方案 研研究究原原矿矿中中要要硅硅酸酸盐盐矿矿物物种种类类、合合量量、晶晶体体化化学学特特征征、表表面面特特性性以以及及在在无无外外来来活活化化与与抑抑制制条条件件下下各各种种硅硅酸酸盐盐矿矿物物自自然然可可浮浮性性的的差差异异，初初步步拟拟定定硅硅酸酸盐盐矿矿物物中中有有用用矿矿物物和和脉脉石矿物浮选的顺序，为制定试验流程提供参考。石矿物浮选的顺序，为制定试验流程提供参考。3.3.磨矿过程中铁离子及矿浆中难免离子对磨矿过程中铁离子及矿浆中难免离子对硅酸盐矿物浮选的重要影响硅酸盐矿物浮选的重要影响 理理
31、论论上上硅硅酸酸盐盐矿矿物物表表面面特特性性有有差差异异，有有天天然然可可浮浮性性差差异异。但但在在工工业业条条件件下下由由于于钢钢球球和和衬衬板板的的作作用用，使使矿矿物物表表面面受受到到相相当当充充分分的的铁铁的的污污染染。这这种种污污染染很很难难清清除除。其其次次与与硅硅酸酸盐盐矿矿物物共共生生的的某某些些金金属属矿矿物物所所释释放放出出的的各各类类金金属属阳阳离离子子、阴阴离离子子以以及及浮浮选选用用水水中中（特特别别是是回回水水中中）所所固固有有的的多多种种金金属属阳阳离离子子、无无机机阴阴离离子子和和有有机机物物等等，都都会会对对硅硅酸酸盐盐矿矿物物的的浮选产生不同程度的影响。浮选
32、产生不同程度的影响。工工业业浮浮选选实实践践中中，绝绝大大多多数数条条件件下下所所制制定定的的工工艺艺流流程程应应立立足足于于难难免免离离子子的的干干扰扰，并并设设法法化化害害为为利利实实现现矿矿物物的的有有效效分分离离。如如：在在锂锂辉辉石石工工业业浮浮选选中中，用用NaNa2 2COCO3 3、NaOHNaOH合合理理调调整整和和利利用用矿矿浆浆中中铁铁、钙钙等等阳阳离离子子对对锂锂辉辉石石、石石英英、长长石石、云云母母、角角闪闪石石等等脉脉石石矿矿物物活活化化的的差差异异，用用氧氧化化石石蜡蜡皂皂辅辅以以环烷酸皂做捕收剂可得到优良的浮选指标。环烷酸皂做捕收剂可得到优良的浮选指标。当当然然
33、，也也有有极极少少数数情情况况下下硅硅酸酸盐盐矿矿物物浮浮选选需需要要严严格格地地杜绝外来金属阳离子的污染，此时磨矿作业用瓷球磨机。杜绝外来金属阳离子的污染，此时磨矿作业用瓷球磨机。4.4.原则浮选工艺的确定和流程结构的设计原则浮选工艺的确定和流程结构的设计 首先确定采用正浮选还是反浮选。首先确定采用正浮选还是反浮选。其其次次确确定定工工艺艺流流程程的的结结构构。包包括括顺顺序序优优先先浮浮选选、混混合合浮浮选选、等等可可浮浮浮浮选选等等；精精选选作作业业次次数数、扫扫选选作作业业次次数数、中中矿矿返返回回点点或或有有无无单单独独处处理理必必要要，分分离离前前精精矿矿脱脱水水、解解吸吸脱脱药，
34、磨浮联结方式、是否需再磨，浮磁重等的衔接等。药，磨浮联结方式、是否需再磨，浮磁重等的衔接等。例例：绿绿柱柱石石和和锂锂辉辉石石浮浮选选分分离离，有有三三种种的的流流程程：部部分分优优先先浮浮选选锂锂辉辉石石-锂锂辉辉石石、绿绿柱柱石石混混合合浮浮选选-锂锂辉辉石石、绿绿柱柱石石分分离离流流程程；优优先先浮浮选选绿绿柱柱石石浮浮选选锂锂辉辉石石流流程程；优先浮选锂辉石优先浮选锂辉石-浮选绿柱石流程。浮选绿柱石流程。5.5.其他其他u捕收剂的选择捕收剂的选择：阴离子捕收剂、阳离子捕收剂。：阴离子捕收剂、阳离子捕收剂。阴阴离离子子捕捕收收剂剂：主主要要指指键键合合原原子子为为氧氧原原子子而而非非二二
35、价价硫硫的的化化合合物物，包包括括高高级级脂脂肪肪酸酸及及其其钠钠盐盐(例例如如油油酸酸、油油酸酸钠钠)。以以及及从从动动物物和和石石油油加加工工副副产产品品中中提提炼炼出出来来的的含含多多种种脂脂肪肪酸酸成成分分的的产产品品，如如塔塔尔尔油油(皂皂)、动动物物油油脂脂肪肪酸酸(皂皂)、环环烷烷酸酸(皂皂)、氧化石蜡、氧化石蜡(皂皂)及其精制产品。及其精制产品。阳阳离离子子捕捕收收剂剂：大大多多数数指指胺胺类类捕捕收收剂剂，分分为为脂脂肪肪胺胺和和芳芳香香胺胺两两大大类类。在在硅硅酸酸盐盐矿矿物物的的浮浮选选中中主主要要用用脂脂肪肪胺胺类类的的捕捕收收剂剂，而而且且用用伯伯胺胺较较多多。实实际
36、际上上常常用用的的脂脂肪肪胺胺是是混混合合胺胺。当当烃链中带有醚基的氧离子时，就属于醚胺类捕收剂。烃链中带有醚基的氧离子时，就属于醚胺类捕收剂。u调整剂的选择调整剂的选择 1 1）介介质质pHpH调调整整剂剂：常常用用的的有有NaOHNaOH、NaNa2 2COCO3 3、CaOCaO、H H2 2SOSO4 4、HClHCl等。等。2 2）金金属属阳阳离离子子调调整整剂剂 常常用用的的有有CaCl2 CaCl2 FeCl3FeCl3、FeSOFeSO4 4、Pb(N0Pb(N03 3)2 2、CuSOCuSO4 4等等，主主要要用用在在采采用用阴阴离离子子捕捕收收剂剂时时活活化化硅硅酸盐矿物
37、。酸盐矿物。3 3）无无机机阴阴离离子子调调整整剂剂 常常用用的的有有NaNa2 2COCO3 3、NaFNaF、NaNa2 2S S、HFHF、NaNa2 2SiFSiF6 6、NaNa2 2SiOSiO3 3等。等。4 4）高高分分子子量量有有机机调调整整剂剂 淀淀粉粉、单单宁宁、糊糊精精、栲栲胶胶、纤维素类产品等。纤维素类产品等。5 5）络络合合调调整整剂剂 有有机机酸酸类类的的络络合合剂剂，如如酒酒石石酸酸、草草酸酸、柠檬酸及柠檬酸及EDTAEDTA等。等。经典浮选理论经典浮选理论角越大角越大,矿物表面疏水性越强；矿物表面疏水性越强；越小，矿物表面亲水性越强越小，矿物表面亲水性越强润湿
38、现象润湿现象 润湿是自然界中常的现象，是由于液体固体表面排挤在固体表面所产生润湿是自然界中常的现象，是由于液体固体表面排挤在固体表面所产生的一种界面作用。易被润湿的表面称为亲液（水）表面，其矿物称为亲的一种界面作用。易被润湿的表面称为亲液（水）表面，其矿物称为亲液（水）矿物；反之称为疏液（水）表面，疏液（水）矿物。液（水）矿物；反之称为疏液（水）表面，疏液（水）矿物。润湿性与可浮性优先解先解离离优先吸附先吸附吸附和吸附和电离离晶格取代晶格取代电性与可浮性矿物表面荷电机理矿物表面荷电机理：矿物的可浮性与矿物本身的电化学性质有关矿物的可浮性与矿物本身的电化学性质有关,研究研究矿物表面电位、动电位及
39、电极电位的变化、双电层的矿物表面电位、动电位及电极电位的变化、双电层的变化性质，都有助于控制浮选过程。变化性质，都有助于控制浮选过程。矿物表面双电层示意图矿物表面双电层示意图A.内层（定位离子层）；B紧密层(Stern层)；C滑移面；D扩散层（Guoy层）；0表面总电位；斯特恩层的电位；动电位；紧密层的厚度电性与可浮性 PZCPZC和和IEPIEP是矿物表面电性质的重要特征参数，当是矿物表面电性质的重要特征参数，当用某些以静电力吸附作用为主的阴离子或阳离子捕收用某些以静电力吸附作用为主的阴离子或阳离子捕收剂浮选矿物时，剂浮选矿物时，PZCPZC和和IEPIEP可作为吸附及浮选与否的判可作为吸附
40、及浮选与否的判据。据。当当pHPZCpHPZC时，矿物表面带负电，阳离子捕收剂能时，矿物表面带负电，阳离子捕收剂能吸附并导致浮选；吸附并导致浮选；当当pHPZCpHPZC时时,矿物表面带正电矿物表面带正电,阴离子捕收剂可以阴离子捕收剂可以靠静电力在双电层中吸附并导致浮选。靠静电力在双电层中吸附并导致浮选。电性与可浮性针铁矿的动电位与可浮性关系 针铁矿与石英混合物的分选1-以阴离子型RSO4 为捕收剂 1-阴离子型捕收剂 R12OSO3Na2-以阳离子型RNH3为捕收剂 2-阳离子型捕收剂 R12NH2Cl药剂的吸附能力与可浮性捕收剂的结构包括链长、基团种类、支链结构、侧链基团等会捕收剂的结构包
41、括链长、基团种类、支链结构、侧链基团等会直接影响矿物直接影响矿物-药剂的相互作用，进而影响到浮选的回收率。药剂的相互作用，进而影响到浮选的回收率。碰撞理论碰撞理论(Yoon and Luttrell,1989)(Yoon and Luttrell,1989)黏附理论黏附理论(Yoon and Luttrell,1989)(Yoon and Luttrell,1989)诱导时间诱导时间 (from data by Dai(from data by Dai et alet al,1999),1999)气泡大小与浮选动力学-1010微米粘土用不同粒度微米粘土用不同粒度的气泡进行浮选的结果的气泡进行浮选的结果 颗粒粒度不同，需颗粒粒度不同，需要不同粒度的气泡进行要不同粒度的气泡进行浮选，如果颗粒与粒度浮选，如果颗粒与粒度匹配，浮选结果好，反匹配，浮选结果好，反之亦然。图示表明，对之亦然。图示表明，对于于-10-10微米粘土颗粒来微米粘土颗粒来说，说，5-105-10微米的气泡与微米的气泡与颗粒碰撞效率更好，浮颗粒碰撞效率更好，浮选结果更理想。选结果更理想。气泡大小与浮选动力学