摘要
尾矿是矿石经选矿作业提取有用组分后排出的的废弃物，不仅污染环境而且是一种资源的浪费。《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》中明确指出，加快推进共伴生矿产资源综合开发利用和有价组分梯级回收，加强有价金属提取后剩余废渣的利用。本文对山东某金尾矿进行工艺矿物学研究，得知该尾矿主要化学成分为：SiO273.69%，Al2O312.32%，Na2O6.64%，K2O1.05%，TFe0.7%，主要矿物组成为石英和钠长石，含有少量的钾长石、云母和磁铁矿。为回收该尾矿中的石英和长石，本文主要从纯矿物浮选试验、金尾矿磨矿和磁选试验、实际矿物浮选试验三个方面进行试验研究，同时使用Materals Studio7.0软件进行分子模拟并对药剂与矿物作用机理进行分析和接触角测试。 纯矿物浮选试验研究表明：在矿浆pH=5时，采用十二胺与油酸钠摩尔比为2∶1的阴阳离子混合捕收剂，石英与长石的浮游差绝对值最大为67.32%，此时得到回收率为88.98%的长石；在矿浆pH=12时，采用十二胺与油酸钠摩尔比为2∶1的阴阳离子混合捕收剂，石英与长石的浮游差绝对值最大为31.6%，得到回收率为33.64%的石英。 磨矿试验表明：磨矿时间为5min，-0.074mm粒级占80.6%。磁选试验表明：磁场强度为0.8T，铁去除率达72.64%。 实际矿物浮选试验研究表明：在矿浆pH=5时，使用十二胺1.6×10-4mol/L、油酸钠0.8×10-4mol/L混合捕收剂，石英抑制剂六偏磷酸钠0.6×10-4mol/L优先浮出Na2O含量为11.23%的钠长石；在矿浆pH=12时，使用十二胺1.4×10-4mol/L、油酸钠0.7×10-4mol/L混合捕收剂，浮选出SiO2含量为95.98%的石英。 使用Materals Studio7.0软件对石英、钠长石晶体和阴阳离子捕收剂进行几何建模优化和捕收剂吸附分子动力学模拟研究。研究表明：石英晶胞的价带主要由氧原子的2s、2p轨道组成，导带主要由硅原子的3s、3p轨道组成，费米能级附近主要由氧原子的2p轨道占据；钠长石晶胞的价带主要由氧原子的2s、2p轨道组成，导带主要由钠原子的3p、3s轨道和硅原子的2s、3p轨道组成，费米能级附近主要由氧原子的2p轨道占据；十二胺阳离子、油酸钠阴离子和十二烷基磺酸钠阴离子对石英和钠长石（001）解理面的吸附均为物理吸附，其中十二胺阳离子与钠长石晶体可能存在化学吸附。 药剂与矿物作用机理分析可知：十二胺捕收剂在石英和长石矿物表面的吸附形式相同，均以物理吸附为主，油酸钠在钠长石表面存在化学吸附，六偏磷酸钠可对石英表面的捕收剂起到解吸作用。接触角测试结果表明：石英和长石均为亲水性矿物，当加入捕收剂后两种矿物表面润湿性会有所减弱，疏水性增强易于浮选。
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