摘要
磷矿是一种不可再生的矿产资源，也是一种重要的化工原料。随着磷矿资源不断被开发利用，世界范围内磷矿资源形势逐渐紧迫。我国的磷矿资源主要为中低品位沉积型磷块岩，大多呈现贫、细、杂、难等特征。本文以中低品位磷矿石为研究对象，研究了磷矿石中金属离子的溶出和迁移对白云石表面性质的影响，为促进中低品位磷矿石高效浮选分离提供基础理论。研究结果如下： （1）磷矿石主要由氟磷灰石、白云石和石英等组成，其中氟磷灰石和白云石对磷矿矿浆pH值影响较大。磷矿石在去离子水（固液比为1：3）中溶出Ca2+和Mg2+最大浓度分别为14.32mg/L和12.87mg/L，基本没有Fe3+和Al3+溶出。在pH=5-6的浮选调浆条件下，磷矿矿浆中Ca2+、Mg2+、Fe3+和Al3+浓度最大值分别为1273.54mg/L、317.06mg/L、9.82mg/L和5.10mg/L。Ca2+主要来源于氟磷灰石和白云石，其次为方解石，Mg2+主要来源于白云石。磷矿石中金属离子的溶出会增大磷矿石表面的润湿性，并且溶出的金属离子会与油酸钠（C18H33NaO2简写为NaOL）反应，降低溶液的表面张力，影响泡沫的稳定性。 （2）NaOL主要通过物理吸附到白云石表面提高其疏水性，加入Fe3+和Al3+均会降低NaOL作用下白云石表面的疏水性，并且Fe3+和Al3+浓度越大对白云石表面疏水性抑制作用越强。HCl、HNO3为pH调整剂时，两者对白云石表面的接触角基本没有影响，而H2SO4对白云石表面的接触角有较强的的抑制作用，这是因为SO42-会与矿浆中Ca2+生成CaSO4沉淀在白云石表面。 （3）在pH值为5-6的条件下，H2SO4为pH调整剂时，钙主要以Ca2+、CaSO4(aq)和硬石膏形式存在；镁的主要存在形式为Mg2+；铁的主要存在形式Fe(OH)2+，少部分以FeOH2+形式存在；铝的主要存在形式为Al(OH)3(aq)，少部分以Al3+和AlOH2+形式存在。 （4）浮选调浆时间5min内，白云石表面会吸附较多的Fe3+和Al3+，改变白云石表面性质。Zeta电位测试结果表明，Fe3+会以Fe(OH)2+和Fe(OH)2+形式与白云石发生静电作用形成32?CO Fe(OH)和+3?CO FeOH覆盖在白云石表面使白云石表面Ca和Mg原子浓度大幅度降低，减少NaOL的吸附位点。此外，还有部分Fe3+与油酸根生成油酸铁沉淀，消耗矿浆中NaOL的量。在这两种方式的共同作用下，抑制了NaOL在白云石表面的吸附，降低白云石表面的疏水性。 （5）Al3+主要以Al(OH)3(aq)的方式沉淀在白云石表面，其次是以Al3+和AlOH2+的形式与03?CO H通过静电作用形成23?CO Al?和3?CO AlOH?覆盖到白云石表面，减少NaOL的吸附位点。在采用H2SO4为pH调整剂时，一部分Ca2+与油酸根反应生成油酸钙，消耗矿浆中的NaOL；一部分以CaSO4(aq)和硬石膏的形式吸附在白云石表面，从而降低白云石表面疏水性。
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