抑制剂对萤石与方解石浮选分离的影响及机理研究

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摘要:随着我国单一型萤石矿资源及易选萤石矿物的枯竭,开发利用难选的高钙萤石矿已成为氟工业发展的重要课题。萤石与方解石物理化学性质相近,浮选分离非常困难。针对这一问题,本文通过采用单矿物浮选试验、矿物表面润湿性测试、动电位测试、红外光谱分析及溶液化学计算等方法,系统研究了萤石与方解石浮选行为,及有机抑制剂单宁对方解石的选择性抑制作用机理。单矿物浮选试验表明:以DW-1为捕收剂时,单宁的选择性及适用的pH区间优于水玻璃、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、CMC、及腐植酸钠。在中性及弱碱性条件下,单宁能显著增强方解石的表面亲水性,对方解石有选择性抑制作用。机理研究结果表明:单宁对萤石及方解石均存在化学吸附及物理吸附,作用方式为单宁分子端的酚羟基与方解石表面质点间存在直接的Ca-O化学键、活化作用的Ca-O化学键、氢键及静电引力;在理想条件下,萤石与方解石问存在相互转化,其转化临界pH为8.5,pH>8.5,萤石表面生成方解石,pH<8.5,方解石表面生成萤石。矿物的表面转化与溶解离子浓度关系密切,[F-]2/[CO32-]<10-2.06,萤石表面将生成方解石,[F-]2/[CO32-]>10-2.06,方解石表面将生成萤石。实际矿石分离试验以柿竹园多金属伴生萤石矿为研究对象,截取现场浮选硫化矿后的尾矿,采用“萤石优先浮选-黑白钨混合浮选”流程,获得了含CaF293.69%,WO30.40%,CaCO30.37%,CaF2作业回收率为66.21%的FC-93级别的萤石精矿,及含W035.54%,W03作业回收率为68.22%的黑白钨混合粗精矿。图42幅,表10个,参考文献78篇。
摘要第4-5页
Abstract第5-6页
1 文献综述第10-21页
    1.1 萤石资源状况第10-14页
        1.1.1 萤石及其应用第10-11页
        1.1.2 世界萤石资源储量及矿产资源分布第11页
        1.1.3 我国萤石资源概况第11-12页
        1.1.4 萤石产品的质量要求第12-14页
    1.2 萤石矿浮选研究现状第14-18页
        1.2.1 捕收剂研究现状第14-17页
        1.2.2 抑制剂研究现状第17-18页
    1.3 萤石与方解石分离研究现状第18-20页
        1.3.1 萤石与方解石分离机理研究第18-19页
        1.3.2 萤石与方解石分离实践进展第19-20页
    1.4 本论文的研究内容和意义第20-21页
        1.4.1 研究意义第20页
        1.4.2 研究内容第20-21页
2 试验样品、药剂、设备及研究方法第21-26页
    2.1 试验样品的制备第21-22页
        2.1.1 单矿物试样的制备第21-22页
        2.1.2 实际矿石样品制备第22页
    2.2 试验药剂与仪器设备第22-24页
        2.2.1 试验药剂第22-23页
        2.2.2 仪器设备第23-24页
    2.3 研究方法第24-26页
        2.3.1 浮选试验第24页
        2.3.2 接触角测量第24-25页
        2.3.3 矿物表面动电位测试第25页
        2.3.4 红外光谱分析第25-26页
3 萤石与方解石的浮选行为研究第26-36页
    3.1 捕收剂对萤石、方解石可浮性的影响第26-28页
        3.1.1 油酸钠对萤石、方解石可浮性的影响第26-27页
        3.1.2 DW-1对萤石、方解石可浮性的影响第27-28页
    3.2 在DW-1浮选体系下,无机抑制剂对萤石、方解石可浮性的影响第28-31页
        3.2.1 水玻璃对萤石和方解石可浮性的影响第28-29页
        3.2.2 焦磷酸钠对萤石和方解石可浮性的影响第29-30页
        3.2.3 三聚磷酸钠对萤石和方解石可浮性的影响第30-31页
    3.3 在DW-1浮选体系下,有机抑制剂对萤石、方解石可浮性的影响第31-35页
        3.3.1 单宁对萤石和方解石可浮性的影响第32-33页
        3.3.2 CMC对萤石和方解石可浮性的影响第33-34页
        3.3.3 腐植酸钠对萤石和方解石可浮性的影响第34-35页
    3.4 本章小结第35-36页
4 萤石和方解石的浮选分离机理第36-57页
    4.1 浮选药剂对萤石和方解石矿物表面润湿性的影响第36-41页
        4.1.1 pH对矿物表面润湿性的影响第36-39页
        4.1.2 单宁用量对矿物表面润湿性的影响第39-40页
        4.1.3 DW-1用量对矿物表面润湿性的影响第40-41页
    4.2 浮选药剂对萤石和方解石矿物表面电性的影响第41-45页
        4.2.1 pH对矿物表面电性的影响第41-44页
        4.2.2 单宁用量对矿物表面电性的影响第44-45页
        4.2.3 DW-1用量对矿物表面电性的影响第45页
    4.3 单宁与萤石和方解石的作用方式第45-50页
        4.3.1 萤石与方解石的红外光谱分析第46-48页
        4.3.2 单宁在方解石上的吸附模型第48-50页
    4.4 矿物浮选溶液化学研究第50-55页
        4.4.1 矿物的溶解及浮选意义第50-53页
        4.4.2 CaF_2与CaCO_3表面的相互转化第53-55页
    4.5 本章小结第55-57页
5 实际矿石浮选试验研究第57-63页
    5.1 矿物性质及分选工艺第57-59页
        5.1.1 目的矿物性质第57-58页
        5.1.2 主要脉石矿物性质第58-59页
    5.2 粗选试验第59-60页
    5.3 闭路试验第60-62页
    5.4 本章小结第62-63页
6 结论第63-64页
参考文献第64-68页
攻读硕士学位期间主要研究成果第68-69页
致谢第69页
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