查看更多>>摘要：独居石浮选体系中往往有方解石、萤石、白云石等大量的伴生矿,而这些伴生矿在独居石矿中会解离出大量的Ca2+,而Ca2+往往会影响矿浆浮选环境.为此,通过Ca2+的溶液化学计算、独居石浮选试验,以及浮选条件下作用的独居石表面红外光谱分析(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS),分析研究Ca2+的影响.Ca2+的溶液化学计算显示,在水溶液中,随着pH值的升高,Ca2+分别以离子态、羟基络合物和氢氧化合物的形式存在,当pH值在7～8之间,优势组分为Ca2+和Ca(OH)+.独居石浮选结果表明,不添加Ca2+时,捕收剂OHA不能充分的浮选独居石,回收率为75.37％;而在pH为8±0.5,加入3 × 10-4 mol·L-1的Ca2+剂量,可显著的提高OHA对独居石的浮选性能,回收率达到96.48％.由溶液化学计算可知,Ca(OH)+是活化独居石的优势组分;Ca2+剂量大于3 × 10-4 mol·L-1时浮选回收率下降幅度较大,说明Ca2+剂量的进一步增加,反而抑制独居石浮选,只有一定剂量的Ca2+有效的促进独居石浮选,这可能归因于Ca2+剂量消耗了 OHA的浓度,进而影响独居石的浮选.红外光谱分析表明,在Ca2+的作用下,光谱中出现两个关键性的新峰,其一为1 454 cm-1处的N—O—H弯曲振动峰,其二为880 cm-1处的O—N拉伸振动峰,而在2 974和2 928 cm-1的有机峰—CH3和—CH2—峰明显增强,这些基团的出现表明发生了化学吸附且吸附强度大于纯独居石吸附OHA的效果.XPS分析表明,仅使用OHA吸附独居石,独居石表面的N元素相对含量较低,为0.61％,而Ca2+处理后的独居石,OHA吸附独居石时,独居石表面的N元素相对含量较高,达到2.36,由此可以得出,Ca2+会促进OHA吸附到独居石表面.从分峰拟合中可以看出,添加Ca2+在独居石的解理面上氧原子与Ca(OH)+反应形成O—Ca—OH基团,可以作为吸附OHA的新吸附位点,同时独居石的铈原子与OHA上的两个氧原子形成五元螯合物也作吸附位点,得出独居石表面可以有两个吸附位点,独居石表面的Ca和Ce原子的活性位点都能吸附OHA,有利于OHA在独居石表面吸附,形成更均匀更致密的OHA疏水吸附层,这就是Ca2+在OHA浮选独居石的性能得到改善的原因.这项研究有助于丰富矿浆中金属离子的活化理论,也证实了有效的矿物浮选分离不仅仅依赖于捕收剂-矿物相互作用的强度,而在很大程度上依赖于浮选溶液的化学性质.利用或者控制表面反应是开发一种更高效、更经济的浮选工艺的主要技术手段.
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