白钨矿/方解石/萤石的合成、表面溶解和药剂吸附性能研究

摘要

随着我国黑钨矿资源的减少，白钨矿占据了钨资源总量的70％以上，有效的开发利用白钨矿已成为当下选矿界的重要课题。浮选是白钨矿最常用的选别方法，其存在的最大问题就是白钨矿与含钙脉石萤石、方解石等可浮性相近，很难得到较高的选矿指标。因此有必要加强白钨矿浮选基础理论研究，鉴于实际矿物成分复杂、研究结果带有局限性，利用合成矿物对其表面溶解及药剂吸附性能展开了研究，得到的主要结论如下：
　　（1）采用化学共沉淀法合成了白钨矿、方解石及萤石，考察了外部生长条件如pH，浓度，温度，反应时间等对合成矿物结构和形貌的影响。如在合成白钨矿时发现：浓度和pH升高有利于得到粒度更大的产物，而温度主要在于影响产物形貌；在合成碳酸钙时发现：浓度、pH升高以及降低温度，有利于方解石的形成，反之会生成文石或霞石结构的产物；在合成萤石时发现：浓度升高会使产物粒径变大，而升高温度也会改变产物形貌。此外，还对矿物的生长机理、晶体结构及表面性质等进行了分析，发现其矿物学性质与天然矿物相近，其浮选行为也表现出与天然矿物相近的结果。
　　（2）对白钨矿、方解石及萤石分别进行了溶解试验以及浮选溶液化学分析，发现矿物表面会与溶液中阴离子发生化学反应，引起表面离子出现了不一致溶解行为。矿物表面Ca2+溶出量的大小顺序为：方解石>萤石>白钨矿，这与浮选试验结果一致，此结果也证明了矿物的表面溶解与其可浮性存在很大的关联。碳酸钠和水玻璃会加剧方解石和萤石表面的离子交换反应，导致方解石和萤石表面形成某些物质的沉淀，这可以改变矿物的形貌、物质组分以及改善浮选环境，从而有利于实现白钨矿的浮选分离。
　　（3）采用紫外-可见分光光度法研究了几种捕收剂在白钨矿、方解石及萤石表面的吸附，发现油酸钠在溶液pH为8~9时，矿物表面的吸附量较大，且接近Langmuir型线性方程，并可求出其饱和吸附量；苯甲羟肟酸也在溶液pH为8~9时，在矿物吸附量较大，其吸附更接近BET型线性方程，饱和吸附量值随着药剂浓度增加而不断增大。而十二胺在溶液pH<10时，矿物表面吸附量随pH增大而升高，其吸附更接近Freundlich型线性方程，符合两步吸附理论。此外，还采用红外光谱分析及动电位测试证明了油酸钠在三种矿物表面均为化学吸附，而苯甲羟肟酸和十二胺在白钨矿和方解石表面发生化学吸附，在萤石表面的吸附形式主要是物理吸附。

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第一章 绪 论

1.1 白钨矿、方解石和萤石的性质及用途

1.2 白钨矿浮选研究现状

1.3 捕收剂在矿物固液界面的吸附

1.4 论文的目的、意义及内容

第二章 试验药剂、设备、矿样的制备及研究方法

2.1 试验药剂及仪器设备

2.2 矿物的制备及表征

2.3 研究方法

第三章 白钨矿、方解石和萤石的合成及浮选行为

3.1 白钨矿的合成影响因素

3.2 方解石的合成影响因素

3.3 萤石的合成影响因素

3.4 白钨矿、方解石及萤石浮选行为研究

3.5 本章小节

第四章 白钨矿、方解石和萤石的表面溶解

4.1 溶液pH值对白钨矿、方解石和萤石表面溶解的影响

4.2 碳酸钠对矿物表面溶解的影响

4.3 水玻璃对矿物表面溶解的影响

4.4 白钨矿、方解石和萤石在溶液中溶解机制

4.5 本章小节

第五章 捕收剂在白钨矿、方解石及萤石表面的吸附

5.1 脂肪酸类捕收剂在白钨矿、方解石及萤石表面的吸附

5.2 螯合类捕收剂在白钨矿、方解石及萤石表面的吸附

5.3 阳离子捕收剂在白钨矿、方解石及萤石表面的吸附

5.4 捕收剂在矿物表面的吸附机理研究

5.5 本章小节

第六章 结 论

参考文献

致谢

附录