辉钼矿与滑石可浮性差异调控基础研究

摘要

钼是重要的稀有矿产资源，在自然界中主要以氧化矿和硫化矿形式存在。约99％的金属钼来源于辉钼矿。滑石型钼矿资源储量丰富，但由于滑石天然疏水且与辉钼矿可浮性相近，浮选分离困难，造成精矿中MgO含量过高，钼品位达不到工业要求，严重制约了滑石型钼矿资源的利用水平。 论文以辉钼矿和滑石为研究对象，从矿物的表面性质和浮选行为入手，提出基于可浮性差异调控的浮选方法和强化工艺，系统研究了体系中滑石对辉钼矿浮选行为的影响机制、矿物可浮性差异调控的技术手段及浮选过程中矿物的选择性强化抑制作用机理，在此基础上形成了滑石型钼矿浮选分离的基础理论及浮选新技术原型，最后对实际矿石的浮选分离效果进行了考察。 1.矿物表面性质差异与浮选行为研究 首先对辉钼矿和滑石的晶体结构组成、表面动电位、表面润湿性及矿物表面与水分子相互作用能进行研究。研究表明，辉钼矿和滑石均为层状矿物，两者表面润湿性相似，都很难与水分子发生作用。 采用AFM测试、DLVO理论计算以及浮选试验对矿物颗粒不同晶面间的相互作用及矿物的浮选行为进行研究，揭示了滑石与辉钼矿难以浮选分离的内在机制。辉钼矿和滑石在酸性和中性环境中易发生异相团聚，而在碱性条件时两者处于稳定的分散状态，通过调节矿浆环境可以控制矿物间的团聚-分散行为。浮选试验结果显示，碱性条件时，滑石良好的天然可浮性是影响辉钼矿精矿质量的主要原因。因此，增大辉钼矿和滑石的可浮性差异是实现两者浮选分离的技术关键。 2.金属离子对辉钼矿、滑石浮选行为的影响机制 通过浮选试验、溶液化学计算、Zeta电位测试、颗粒粒度实时检测及静电作用能计算，考察了金属离子Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+、Ni2+、pb2+、Fe3+、AI3+对矿物浮选行为的影响，研究了金属离子在矿物表面的作用形式和作用机理。 辉钼矿和滑石的浮选行为与金属离子的存在形式有关，而金属离子的存在形式取决于溶液的pH值。当金属离子以羟基络合物形式吸附在矿物表面时，矿物表面电负性减小，矿物颗粒间静电斥力减弱，团聚现象加强，导致矿物回收率上升;随着溶液pH值升高，吸附的金属离子在矿物表面生成氢氧化物沉淀，氢氧化物沉淀具有很强的极性，容易通过氢键与水发生作用，造成矿物的可浮性下降;当溶液pH值大于沉淀物的零电点时，氢氧化物沉淀的Zeta电位由正变负，此时氢氧化物沉淀与矿物颗粒间的静电斥力增加，沉淀物逐渐从矿物表面脱离，矿物浮选回收率上升。 金属离子会造成辉钼矿和滑石颗粒间的团聚且对两种矿物的抑制无选择性，不利于辉钼矿和滑石的浮选分离。六偏磷酸钠可以消耗溶液中的金属离子，减弱或消除金属离子对浮选所产生的影响。 3.抑制剂及药剂添加顺序对矿物可浮性差异调控的影响 利用红外光谱分析、吸附量试验及Zeta电位测试等研究了抑制剂、捕收剂与矿物表面的作用机理及药剂作用顺序对辉钼矿和滑石可浮性差异调控的影响，为浮选分离工艺的制定提供理论依据。 有机高分子聚合物葡聚糖和酵母淀粉均是辉钼矿的有效抑制剂，对滑石的抑制作用较弱，依据此研究结果，采用反浮选优先对滑石进行脱除。黄药是辉钼矿的有效捕收剂，添加黄药后，被抑制的辉钼矿可浮性得到恢复。瓜尔胶是滑石的有效抑制剂，对辉钼矿也有一定的抑制作用。通过调控药剂作用顺序，在正浮选时，优先添加丁基黄药，丁基黄药在辉钼矿表面发生吸附，而不与滑石作用，从而阻碍或减弱抑制剂瓜尔胶在辉钼矿表面的作用，增强药剂对辉钼矿和滑石选择性抑制作用，增大两者的可浮性差异。 4.滑石型钼矿的浮选调控技术 基于以上理论研究，形成“反浮选抑钼浮镁脱除滑石-正浮选强化抑镁浮钼富集辉钼矿”的滑石型钼矿分选技术原型。 利用浮选柱对原矿钼品位为0.14％的滑石型钼矿石进行浮选分离试验研究，经“一粗一精”反浮选工艺脱除滑石，“一粗两扫四精”正浮选工艺回收辉铝矿，最终得到品位为46.82％，回收率为83.28％，MgO含量为3.68％的合格钼精矿，为我国滑石型钼矿的资源回收提供了技术支持。

目录

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摘要

1．1引言

1．2钼资源概况及特点

1．2．1钼资源储量和分布

1．2．2我国钼资源特点

1．3钼矿选矿技术研究现状

1．3．1主要钼矿物及其可浮性

1．3．2辉钼矿选矿技术研究进展

1．4滑石型硫化矿分选研究现状

1．4．1滑石的特性及对硫化矿分选的影响

1．4．2分选过程中滑石的脱除和抑制

1．4．3滑石型钼矿的技术研究进展

1．5课题的研究背景、意义和研究内容

1．5．1研究背景和意义

1．5．2主要研究内容

第2章试验样品、药剂及研究方法

2．1试样

2．1．1单矿物试样

2．1．2实际矿石

2．2试验药剂

2．3试验仪器和设备

2．4试验方法

第3章辉钼矿与滑石的表面性质与可浮性研究

3．1辉钼矿与滑石的晶体结构

3．2辉钼矿与滑石的表面性质

3．2．1辉钼矿与滑石的润湿接触角

3．2．2辉钼矿、滑石颗粒与气泡的粘附能力

3．2．3辉钼矿与滑石的表面电性研究

3．2．4水分子在辉钼矿与滑石表面的吸附

3．3颗粒间界面的相互作用研究

3．3．1原子力显微镜(AFM)测试法

3．3．2 DLVO理论计算法

3．3．3辉钼矿与滑石颗粒间作用力的计算与分析

3．4辉钼矿与滑石的可浮性及滑石对辉钼矿浮选的影响

3．4．1辉钼矿与滑石的自然可浮性研究

3．4．2滑石对辉钼矿浮选的影响

3．5本章小结

第4章金属离子对辉钼矿与滑石浮选行为的影响机制

4．1金属离子对辉钼矿与滑石浮选行为的影响

4．1．1二价金属离子对辉钼矿与滑石浮选行为的影响

4．1．2三价金属离子对辉钼矿与滑石浮选行为的影响

4．2金属离子对辉钼矿与滑石的作用机理

4．2．1金属离子对辉钼矿与滑石表面电性的影响

4．2．2金属离子在矿物浮选体系中的存在形式

4．2．3金属氢氧化物沉淀与辉钼矿和滑石表面之间的静电作用能

4．3金属离子对辉钼矿和滑石浮选的影响及消除

4．3．1金属离子对辉钼矿和滑石团聚行为的影响

4．3．2金属离子对辉钼矿和滑石浮选影响的消除

4．4本章小结

第5章抑制剂及药剂作用顺序对辉钼矿和滑石可浮性差异调控的影响研究

5．1无机抑制剂对辉钼矿和滑石浮选行为的影响研究

5．1．1水玻璃对辉钼矿和滑石浮选行为的影响

5．1．2六偏磷酸钠对辉钼矿和滑石浮选行为的影响

5．2有机抑制剂对辉钼矿和滑石浮选行为的影响及作用机理

5．2．1腐植酸对辉钼矿和滑石浮选行为的影响

5．2．2淀粉类有机物对辉钼矿和滑石浮选行为的影响及作用机理

5．2．3木质素磺酸盐对辉钼矿和滑石浮选行为的影响

5．2．4羧甲基纤维素对辉钼矿和滑石浮选行为的影响及作用机理

5．2．5瓜尔胶对辉钼矿和滑石浮选行为的影响及作用机理

5．2．6葡聚糖对辉钼矿和滑石浮选行为的影响及作用机理

5．2．7抑制剂对辉钼矿和滑石人工混合矿浮选分离的调控

5．3捕收剂与抑制剂在辉钼矿和滑石表面的竞争吸附

5．3．1捕收剂对辉钼矿和滑石浮选行为的影响

5．3．2捕收剂和抑制剂联合作用下辉钼矿和滑石的可浮性调控

5．3．3药剂的竞争吸附机制

5．3．4调控药剂作用顺序对人工混合矿浮选性能的影响

5．4本章小结

第6章滑石型钼矿浮选调控技术研究

6．1易浮脉石矿物滑石的优先脱除

6．1．1抑制剂对比试验

6．1．2抑制剂用量试验

6．1．3起泡剂用量试验

6．2浮选过程中滑石的强化抑制

6．2．1捕收剂用量试验

6．2．2抑制剂用量试验

6．3滑石型钼矿石浮选流程试验

6．3．1粗精矿再磨试验

6．3．2浮选开路试验

6．3．3浮选闭路试验

6．4本章小结

第7章结论

参考文献

致谢

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