了解石英浮選提純

/了解石英浮選提純浮選是利用礦物天然或改性后的疏水表面，通過攪拌讓礦粒與氣泡碰撞并粘附，氣泡負(fù)載礦粒上浮至氣泡層，達(dá)到分選礦物的目的。石英浮選重要用于除去與石英礦共生的云母、長石類礦物，也能浮選含磷、含鐵礦物，另外用浮選也可脫除碎裂和研磨時混入的次生鐵。1.石英浮選原理硅酸鹽礦物之間物理化學(xué)特性比較相近，導(dǎo)致表面特性相像，選擇合適的浮選劑掌控礦物表面與水的相互作用同時用pH掌控表面點(diǎn)位成為浮選的核心問題。石英與長石都是架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物。石英解離后，大量Si—O鍵斷裂，與水分子作用，使礦物表面鍵合羥基。調(diào)整pH值，可以使OH—或H+在礦物表面的分布發(fā)生變化，使礦物表面荷電。云母族硅酸鹽礦物為層狀結(jié)構(gòu)，層間依靠堿金屬離子相互作業(yè)，鍵弱且離子活性大，因此云母解離后在水溶液中有較高負(fù)電荷，較低pH值也能吸引陽離子捕收劑，使其疏水。依據(jù)零電點(diǎn)（PZC）的數(shù)值，理論上來說，調(diào)整pH到石英等電點(diǎn)，此時石英表面中性，云母和長石表面帶負(fù)電可以與陽離子浮選劑產(chǎn)生靜電吸附；磷灰石和鐵礦表面帶正電易于陰離子浮選劑產(chǎn)生靜電吸附。▼常見石英中雜質(zhì)礦物零電點(diǎn)2.云母礦物與石英的浮選分別層狀結(jié)構(gòu)的云母解離后表面暴露了大量的陰離子O2—及F—，零電點(diǎn)極低（pH2），因此在很寬的pH值范圍內(nèi)（pH=2～13）均可用陽離子捕收。在陽離子捕收體系中，盡管長石具有可浮性，但浮選的pH區(qū)域（pH=4～11）比云母窄，因此強(qiáng)酸性條件下可優(yōu)先浮出云母。3.長石礦物與石英的浮選分別長石與石英的有效分別一直以來是選礦界的難點(diǎn)。二者同屬架狀硅酸鹽礦物，物理性質(zhì)、化學(xué)構(gòu)成、結(jié)構(gòu)等方面相近，用重選和磁選無法將其分別；二者在水溶液中的荷電機(jī)理也基本相同，親水性較強(qiáng)，零電點(diǎn)都很低。但由于在長石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造中，鋁氧四周體所取代硅氧四周體，引進(jìn)K+、Na+等堿金屬離子作為電價補(bǔ)償。K+和Na+等堿金屬離子易在水中解離，使礦物表面荷負(fù)電，使得長石零電點(diǎn)比石英低，使從石英中浮選長石成為可能。目前，石英浮選分別長石，重要采納酸性條件，依據(jù)所使用的藥劑不同可分為有氟浮選和無氟浮選。常規(guī)工藝是始于上世紀(jì)40時代的有氟浮選法，即在強(qiáng)酸性及氟離子參加活化下，用陽離子捕收劑優(yōu)先浮選長石。實(shí)現(xiàn)浮選選擇性的關(guān)鍵在于調(diào)整礦漿溶液pH值，在pH=2下，石英處于零電點(diǎn)相近，長石一般的零電點(diǎn)（pH=1.4～1.7），在氟離子的活化下表面的負(fù)電位加強(qiáng)，石英表面基本不荷電。胺類陽離子首先在長石表面吸附，使其表面疏水。上世紀(jì)70時代，美、日等國開始討論無氟浮選長石。討論表明，強(qiáng)酸條件下，混合使用陰離子捕收劑十二烷基磺酸鹽和二胺類陽離子捕收劑，陰離子捕收劑再與吸附在長石表面的二胺類捕收劑絡(luò)合，形成共吸附，提升了長石表面疏水性。以HF做調(diào)整劑，在陽離子捕收劑體系下優(yōu)先浮選長石，被公認(rèn)為效果最好的藥劑制度，迄今，多數(shù)工廠還沿用此工藝。4.含鐵礦物與石英的浮選分別石英雜質(zhì)中含鐵礦石的類型有黃鐵礦（FeS2）、鈦鐵礦（FeTiO3）、赤鐵礦（Fe2O3）、磁鐵礦（Fe3O4）等。其在石英中的賦存狀態(tài)，有以氧化鐵膜的形式粘附于石英表面，也有以含鐵礦物的作為礦物包裹體的形式，還有以擴(kuò)散狀態(tài)賦存與石英晶格內(nèi)部或賦存于其他礦物雜質(zhì)，如云母、角閃石等礦物中所含的鐵。弄清楚鐵雜質(zhì)賦存形態(tài)和各粒級中的分布形式是決議選擇適當(dāng)選別流程除鐵的關(guān)鍵。含鐵礦物零電點(diǎn)大多在5以上，在酸性環(huán)境下荷正電，理論上適合采納陰離子捕收劑。脂肪酸（皂）、烴基磺酸鹽或硫酸鹽都可作為是浮選氧化鐵礦的陰離子捕收劑浮選。黃鐵礦可用經(jīng)典的浮硫藥劑為異丁黃藥加丁胺黑藥（4:1），用量為200ppmw左右，可在在酸洗環(huán)境下從石英中浮選出黃鐵礦。浮選鈦鐵礦一般用油酸鈉（0.21mol/L）作為浮選劑，調(diào)整pH至4～10，油酸根離子與鈦鐵礦表面鐵質(zhì)點(diǎn)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)油酸鐵，化學(xué)吸附的油酸根離子使鈦鐵礦保持較好的可浮性。近年進(jìn)展的烴基磷酸類捕收劑對鈦鐵礦具有良好的選擇性和捕收性能。5.磷灰石礦物與石英的浮選分別在石英中，磷一般以磷灰石方式存在。工業(yè)上磷礦浮選，普遍采納脂肪酸皂類陰離子捕收劑，例如油酸鈉、氧化石蠟皂、塔爾油等回收。由于脂肪酸怕硬水、低溫溶解度低，改進(jìn)其適應(yīng)性，就要重要針對羧基和位的亞甲基，通過引入功能團(tuán)改造羧酸分子的極性，來改善捕收劑的水溶性和適應(yīng)性。如將脂肪酸硫酸化，將羧基化為極性更強(qiáng)的磺酸基，加添捕收劑的水溶性和抗低溫本領(lǐng)，提高浮選適應(yīng)性。討論表明，脂肪酸磺酸鹽浮選性能與油酸鈉相當(dāng)，但選擇性更好，抗硬水本領(lǐng)更強(qiáng)。脂肪酸位的亞甲基通過改性生成的衍生物如—硝基脂肪酸、—磺酸基羧酸、氯代環(huán)烷酸等都對磷礦有很好的捕收效果。脂肪酸浮選磷灰石，為了解決水質(zhì)不高和和冬天低溫的問題，一般會加重油、煤油等礦物油加強(qiáng)疏水表面達(dá)到共捕收的作用。討論顯示，混合捕收劑好于單一的捕收劑。?石英及硅材料精細(xì)加工技術(shù)高級研修班2023年3月23—25日|中國地質(zhì)大學(xué)（北京）掃碼報名培訓(xùn)咨詢重要培訓(xùn)內(nèi)容：石