石英-长石无氟浮选的作用机理.pdf

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1、第4期矿产综合利用No．42013年8月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesAug．2013石英一长石无氟浮选的作用机理张行荣，吴桂叶，张杰，刘龙利(北京矿冶研究总院，矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京100160)摘要：从石英、长石自身晶体结构出发，深入分析了其表面性质及其荷电机理，从理论上揭示了石英长石浮选分离的可能性。分析了现有的几种无氟浮选新工艺(包括无氟有酸法和无氟无酸法)，并针对这几种无氟浮选分离方法，简要探讨了其浮选作用机理。研究表明无氟无酸法具有环境友好、无设备腐

2、蚀、成本低廉等优点，是未来石英一长石浮选分离工艺的重点发展方向，但真正投入工业生产仍需更进一步的研究和完善。关键词：石英；长石；无氟浮选；分离；作用机理doi：10．3969／j．issn．1000-6532．2013．04．004中图分类号：TD923．1文献标识码：A文章编号：1000-6532(2013)04-0013-04石英和长石是地壳中分布最广的两种常见硅1浮选机理酸盐类造岩矿物，广泛应用于玻璃、建材、陶瓷、耐火材料、电子电器等诸多领域I-2]。自然界中，长石常浮选分离法是基于长石和石英自身晶体结构及表面性质的差异，

3、在浮选药剂作用下实现两者的分常与石英等多种矿物共生，为了实现两者的分离，现离。因此，深入探究石英和长石自身晶体结构，才能有工艺多采用浮选的方法。1939年，0’Meara从根本上揭示其浮选机理。等首先发明了石英和长石浮选分离方法一氢氟酸石英和长石结构同属架状结构。石英是以硅氧法，该工艺首先利用HF活化长石，然后经阳离子捕收剂优先浮选，最终实现石英长石的分离。但由于四面体中四个顶角上的0’分别与相邻的硅氧四面该浮选工艺使用了剧毒物质氢氟酸，因此后续作业体共用而联结成三维空间无限延伸的架状结构，其必须安装废水及选矿产品的净化设备，这

4、在导致严结构中Si．O以原子键结合(6o％为共价键，40％为重环境污染的同时也导致了生产成本的增加。随着离子键)，且各向键力均等，Si一0键在外力强行作用人们环保意识的日益提高，选矿工作者正积极努力下易发生断裂，使得大量的Si和0。暴露于石英表探索一种无氟浮选分离新工艺，按照浮选过程中pH面，从而使得石英表面表现出相应的荷电性质；而长的不同，可以分为无氟有酸法和无氟无酸法。本文石结构与其不同的是结构中有1／4的Si被Al所针对这些浮选工艺方法，从石英长石晶体结构出发，取代，Al以铝氧四面体形式存在，取代了部分硅氧并结合具体浮选工

5、艺深人探讨了其浮选作用机理，四面体，因此使得其晶体结构发生细微变化：由于以期为石英与长石的无氟分离提供一些参考。Al取代了Si“，晶格内部形成了多余的负电荷，导收稿日期：2012—12—24；改回日期：2013一O1—05作者简介：张行荣(1984一)，男，博士，主要从事氧化矿、硫化矿浮选药剂的研究。·14·矿产综合利用2013拄致长石四面体结构单元中的电荷不平衡，此时需要以烷基丙撑二胺醋酸盐和石油磺酸盐为捕收剂优先充入金属配衡离子K或Na以弥补电荷的缺失。浮选长石，达到长石与石英的分离J。这种浮选工从以上两者结构的分析可以得出

6、，两者结构之艺首先是由日本学者片柳昭于1971年提出的，随后间存在细微差异，在一定程度上导致了其表面性质下饭坂润三等通过长石表面上电位及吸附量的变略有不同。首先从化学键离子性百分率来看，P=化研究了其浮选分离作用机理，实验证实此pH(237％，PA1．o=46％，A1—0键的离子性程度较高，键强—3)值正处于石英零电点附近，石英表面不带电，较低；再者从键长来看J，A1—0键键长(0．1761nm)略高于长石零电点(pH=1．5)，此时长石表面带负略长于Si．0键键长(0．160nm)，故前者键强必低于电，则长石表面优先吸附烷基丙

7、撑二胺醋酸盐，使得后者并且易于发生断裂。因此，长石在解理时，在平其表面的电位由负值变为正值，当再加入等当量行于键的方向形成较好的解理面，Al原子较多的暴的石油磺酸钠(PS)后，PS由于烷基丙撑二胺醋酸露于解理面上。盐的存在共吸附于长石表面，使其表面表现出强烈表面性质的相似性导致了二者在水溶液中的荷的疏水性，因此长石得以优先浮选。K．H．拉奥等电机理基本相同]：即矿物晶体经破碎，硅氧键或通过测定电导率、表面张力、动电电位等手段，研究铝氧键断裂，在矿浆水溶液中吸附定位离子，生成羟了长石。石英浮选体系中阴、阳离子混合捕收剂的行基表面，

8、然后在不同pH值条件下产生解离或吸附，为。作者认为带相反电荷的阴、阳离子捕收剂离子并形成不同的表面电位。但在长石结构中，由于结之间通过电荷中和形成了比单一组分具有更高表面构的细微差异，为补偿Al¨对si所造成的电价不活性的分子络合物；同时作者指出阴、阳捕收剂的摩