Fe_3_Fe_2_对白云石_高岭土_石英浮选行为的影响研究_王雪

响 研 究 ，根 据 在 油 酸 钠 体 系 下 白 云 石 、高 岭 土 及 石 英 的浮选特性，对建 立 煤 矸 石 中 白 云 石、高 岭 土、石 英 的分离方法提供参考。
１ 实验部分
１．１ 仪 器 和 试 剂 ＸＦＧ 型挂槽式浮选机（南昌健峰矿机制 有 限 公
司）；ＸＰＭ－７３型 Φ１２０＊３ 三 头 研 磨 机 （中 国 南 昌 健 峰 矿 机 制 造 有 限 公 司 ）；ＡＬ２０４ 型 分 析 天 平 （梅 特 勒－ 托利多仪器（上海）有限公司）；１０１－２ＡＢ 型电热鼓风 干燥箱 （天 津 市 泰 斯 特 仪 器 有 限 公 司 ）；Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ Ｎａｎｏ－ＺＳ９０电泳仪（英国 Ｍａｌｖｅｒｎ公司）。
白 云 石 、高 岭 土 、石 英 均 为 纯 矿 物 ，筛 取 －０．０７４
收 稿 日 期 ：２０１６－０６－０２ 基金项目：国家自然科学基金地区科学基金项目（２１４６１０２５）；中国科学院＂ 西部之光＂ 人才培养计划项目（ＹＪ２０１３０６） 作 者 简 介 ：王 雪 （１９８８－ ），女 ，硕 士 生 ，主 要 从 事 环 境 分 析 化 学 研 究 ；Ｅ－ｍａｉｌ：１４９８８５７４５０＠ｑｑ．ｃｏｍ ＊ 通讯联系人：黎 艳（１９８０－），女，博士，副教授，主要研究方向为固废的综合利用；Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｙａｎ１９８０９７４３＠１６３．ｃｏｍ
图 ４ Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 用 量 对 高 岭 土 矿 物 浮 选 影 响 Ｆｉｇ．４ Ｋａｏｌｉｎ ｍｉｎｅｒａｌ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ
Ｆｅ３＋ ，Ｆｅ２＋
图 ５ Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 对 石 英 矿 物 浮 选 影 响 Ｆｉｇ．５ Ｑｕａｒｔｚ ｍｉｎｅｒａｌ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｆｅ３＋ ，Ｆｅ２＋
ｍｍ 粒级用于浮选实验。 １．３ 实 验 方 法 １．３．１ 实 验 方 案
矿物浮选试验在挂槽式浮选机中进行。每次取 ５ｇ 某 种 单 矿 物 试 样，加 ７５ ｍＬ 去 离 子 水，搅 拌 ２ ｍｉｎ后用硫酸 或 氢 氧 化 钠 调 节 ｐＨ 值，再 加 入 一 定 浓度的油酸钠捕 收 剂，然 后 进 行 浮 选。 加 入 各 种 药 剂后的搅拌时间 均 为 ２ ｍｉｎ，浮 选 时 间 为 ５ ｍｉｎ，浮 选机转速为 ２ ０００ｒ／ｍｉｎ。 浮 选 完 毕 后 将 泡 沫 产 品 烘 干 、称 重 ，计 算 回 收 率 。 １．３．２ Ｚｅｔａ电 位 的 测 定
由图２ 可 知：当 ０．０２５ ｍｏｌ／Ｌ Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 溶 液 的添加 量 超 过 ５ ｍＬ 时，白 云 石 回 收 率 降 低 的 较 为 明显，说明 Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 含 量 对 白 云 石 的 浮 选 性 能 有 一定的影响。这可能是由于金属离子及其水解产物 吸附在矿物表面，改 变 矿 物 表 面 电 性 使 矿 物 表 现 出 亲水性不利于捕收 剂 的 吸 附 起 抑 制 作 用，也 可 能 是 由于溶液中过量的多价金属阳离子与捕收剂生成难 溶 沉 淀，消 耗 捕 收 剂，从 而 对 矿 物 浮 选 产 生 抑 制 作 用 。 ［９］ ２．１．２ Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 对高岭土浮选性能的影响
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图 ３ Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 对 高 岭 土 矿 物 浮 选 影 响 Ｆｉｇ．３ Ｋａｏｌｉｎ ｍｉｎｅｒａｌ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｆｅ３＋ ，Ｆｅ２＋
由图３可知：在 油 酸 钠 体 系 下 随 着 ｐＨ 值 的 变
王雪，黎艳，王晓军，等．Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 对白云石、高岭土、石英浮选行为的影响研究． 冶 金 分 析 ，２０１７，３７（２）：５９－６４
在油 酸 钠 浓 度 为 １０．０×１０－４ ｍｏｌ／Ｌ 的 体 系 下 考察 了 浓 度 为 １０．０×１０－４ ｍｏｌ／Ｌ 的 Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 存 在时随着 ｐＨ 值的变化对高岭土矿物可浮性影 响 及 最佳 ｐＨ 值 条 件 下 浓 度 为 ０．０２５ ｍｏｌ／Ｌ Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 用 量 对 矿 物 可 浮 性 影 响 ，结 果 见 图 ３ 和 图 ４。
图 ２ Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 用 量 对 白 云 石 矿 物 浮 选 影 响 Ｆｉｇ．２ Ｄｌｏｍｉｔｅ ｍｉｎｅｒａｌ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ
Ｆｅ３＋ ，Ｆｅ２＋
值为 １０ 时 考 察 Ｆｅ３＋ 用 量 对 白 云 石 浮 选 性 能 的 影 响；选定 ｐＨ 值为８时 考 察 Ｆｅ２＋ 用 量 对 白 云 石 浮 选 性能的影响。
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ＷＡＮＧ Ｘｕｅ，ＬＩ Ｙａｎ，ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｊｕｎ，ｅｔ ａｌ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｆｅ３＋ ａｎｄ Ｆｅ２＋ ｏｎ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｏｌｏｍｉｔｅ，ｋａｏｌｉｎ ａｎｄ ｑｕａｒｔｚ．Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ，２０１７，３７（２）：５９－６４
由图４可知：添加 Ｆｅ３＋ 对高 岭 土 起 到 一 定 的 活 化作用，而 Ｆｅ２＋ 抑制 了 高 岭 土 的 可 浮 性，当 Ｆｅ３＋ 溶 液加入 量 为 ３ ｍＬ 时 对 高 岭 土 的 活 化 达 到 最 高，而 Ｆｅ２＋ 溶液加入量为 ３ ｍＬ 时对高岭土的抑制达到 最 高，说明 Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 的 含 量 对 高 岭 土 的 浮 选 性 能 有 一定的影响。 ２．１．３ Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 对石英浮选性能的影响
油酸钠（天津市 盛 奥 化 学 试 剂 有 限 公 司 ）：分 析 纯 ；硫 酸 （天 津 市 风 船 化 学 试 剂 科 技 有 限 公 司 ）：分 析 纯；氢氧化 钠 （天 津 永 晟 精 细 化 工 有 限 公 司 ）：分 析 纯 ；无 水 氯 化 钙 （天 津 市 盛 奥 化 学 试 剂 有 限 公 司 ）：分 析 纯 ；氯 化 镁 （天 津 市 光 多 科 技 发 展 有 限 公 司 ）：分 析 纯 ；硝 酸 铝 （天 津 市 风 船 化 学 试 剂 科 技 有 限 公 司 ）：分 析纯。 １．２ 样 品 前 处 理
化 ，高 岭 土 回 收 率 变 化 较 大 ，在 酸 性 及 碱 性 条 件 下 可 浮性均不大，而在 ｐＨ 值为７时回收率达到最佳；在 添加 Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 后 与 未 添 加 时 趋 势 相 似，Ｆｅ３＋ 在 一 定 程 度 上 活 化 了 高 岭 土 ，使 回 收 率 有 了 一 定 的 提 高 ， 而 Ｆｅ２＋ 对高 岭 土 在 较 多 条 件 下 起 到 抑 制 作 用。 因 此选定 ｐＨ 值 为 ９ 时 考 察 Ｆｅ３＋ 用 量 对 高 岭 土 浮 选 性能的影响，选定 ｐＨ 值 为 ７ 时 考 察 Ｆｅ２＋ 用 量 对 高 岭土浮选性能的影响。
在油 酸 钠 浓 度 为 １０．０×１０－４ ｍｏｌ／Ｌ 的 体 系 下 分别 考 察 了 浓 度 为 １０．０×１０－４ ｍｏｌ／Ｌ 的 Ｆｅ３＋ 、 Ｆｅ２＋ 存在时随着 ｐＨ 值的变化对白云石矿 物 可 浮 性 影响 及 最 佳 ｐＨ 值 条 件 下 浓 度 为 ０．０２５ ｍｏｌ／Ｌ Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 用量 对 矿 物 可 浮 性 影 响，结 果 见 图 １ 和 图 ２。
采 用 电 泳 仪 测 定 白 云 石 、高 岭 土 、石 英 分 散 体 系 颗 粒 物 的 固 －液 界 面 电 性 （Ｚｅｔａ电 位 ），以 硫 酸 和 氢 氧 化钠调节分散体系 ｐＨ 值。
２ 结果与讨论
２．１ Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 对白云石、高岭土、石英 浮 选 性 能 的 影响 ２．１．１ Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 对白云石浮选性能的影响
（１．新疆师范大学化学化工学院污染监测与控制重点实验室，新疆乌鲁木齐 ８３００５４； ２．新疆工程学院化学与环境工程系，新疆乌鲁木齐 ８３００１１）
摘 要：在油酸钠体系下，考察了 Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 随着 ｐＨ 值 的 变 化 对 白 云 石、高 岭 土、石 英 纯 矿 物 浮选的影响，以及在最佳 ｐＨ 值条件下 Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 添 加 量 对 矿 物 浮 选 的 影 响；并 分 析 了 Ｆｅ３＋ 、 Ｆｅ２＋ 对 Ｚｅｔａ电位的影响作用。结果表 明，白 云 石 在 油 酸 钠 体 系 中 有 较 好 的 浮 选 特 性，且 条 件 因素影响不显著；高岭土在油酸钠溶液中浮选回收率最高可达８０％，在 Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 参与的强酸 强碱环境下几乎没有可浮性，Ｆｅ３＋ 一定程度上活化了高岭土，而 Ｆｅ２＋ 则 起 到 了 抑 制 作 用；石 英 的可浮性较差，加入 Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 后经调节 ｐＨ 值均能使石英的 最 佳 回 收 率 达 到 ９０％ 以 上；Ｚｅｔａ 电位测试证实了浮选实验的结果，说明 Ｚｅｔａ电位的变化与回收率存在一定的内在关系。 关 键 词 ：浮 选 ；白 云 石 ；高 岭 土 ；石 英 ；金 属 离 子
图 １ Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 对 白 云 石 矿 物 浮 选 影 响 Ｆｉｇ．１ Ｄｌｏｍｉｔｅ ｍｉｎｅｒａ２＋
由图１可知：在油酸钠 体 系 下，在 无 Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 时白云石在 ｐＨ 值为２～１２范围内均具有较好的可 浮性，回 收 率 均 在 ８５％ 以 上；在 添 加 了 一 定 量 的 Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 后白 云 石 受 到 了 一 定 的 抑 制 作 用，尤 其 是在 ｐＨ＜４的条件下，Ｆｅ２＋ 对白云石的抑 制 作 用 较 明显，在 ｐＨ 为２时 几 乎 没 有 可 浮 性；在 ｐＨ 值 为 ８ 时 Ｆｅ２＋ 对 白 云 石 的 抑 制 效 果 最 小。 因 此 选 定 ｐＨ
冶 金 分 析 ，２０１７，３７（２）：５９－６４ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ，２０１７，３７（２）：５９－６４
ＤＯＩ：１０．１３２２８／ｊ．ｂｏｙｕａｎ．ｉｓｓｎ１０００－７５７１．００９９５７
Ｆｅ３＋ 、Ｆｅ２＋ 对白云石、高岭土、石英浮选行为的影响研究
王 雪１，黎 艳 ＊２，王 晓 军２，陈 平１
文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０００－７５７１（２０１７）０２－００５９－０６