石英-长石无氟浮选的作用机理
浮选-酸浸实现石英砂高纯化的研究
高纯度石英砂 ＳｉＯ：含量在 ９９．９５％ 以上，广泛应 用于 航 天 航空 、生 物工 程 、高频 率 技术 、电子技 术 、光 纤通 信 和 军工 等高 新 技术 领 域 ，是 生产 单 晶硅、多 晶 硅、石 英 玻 璃、光纤 、太 阳能 电池、集 成 电路 基板 等高 性能材料的主要原料 ［１】。２Ｏ世纪 ８０年代 以来 ，我 国 生产高纯石英砂所用原料主要是 ＳｉＯ 含量在 ９９％左 右 的脉 石英 、石 英岩 和石 英 砂 岩 等 ，并 普遍 采 用酸 浸 等方法 ，但石英 提 纯整体 技术水 平与美 国尤 尼 明公 司 等还有差距 ［１】。因此从石英砂资源中分离提取高纯 度石英砂仍为 目前试验研究的重点。
ＸｉｅＺｈｅｎｆｕ Ｗ ａｎｇＹｕｈｕａ ＹｕＦｕｓｈｕｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＭ ｉｎｅｒａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ＆ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ ４１００８３） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ—ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｈｉｇｈ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ａ ｑｕａｒｔｚ ｓａｎ ｄ ｉｎ Ｈｕｎａｎ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｌｏｔ￣ｉｏｎ －ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｔｅｓｔ ｐｒｏｇｒａｍ ｃｏｕｌｄ ｒｅｄｕｃｅ ｋｅｙ ｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｔｈ ｅ ｑｕａｒｔｚ ｓａｎｄ ｆｒｏｍ ２０５．４７５ｘｌ ｔｏ ６２．９０００ｘｌ ．ｔｈｅ ｑｕ ａｒｔｚ ｓａｎ ｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｕｒｉｔｙ ｏｆ９９．９９３６％ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｑｕａｒｔｚ ｓａｎ ｄ ｐｕｒｉｆｉｃ￣ｉｏｎ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ
选矿讲稿(5)-浮选
第六章浮选第一节浮选概述一、浮选定义及基本方法1.定义：浮选，亦称泡沫浮选，是根据各种矿物的表面性质的差异，从矿浆中借助气泡浮力，分选矿物的过程。
2.方法：一定浓度的矿浆并加入各种浮选药剂，在浮选机内产生大量的弥散气泡，于是，呈悬浮状态的矿粒与气泡碰撞。
下一步选择性分离。
二、浮选过程：矿物的浮选过程是在固（矿物）、液（水）和气（气泡）三相界面上进行的，进行这一过程的关键在于：矿物表面性质（润湿性）差异，从矿浆中析出足够量的稳定而细小的气泡；有用矿物（欲浮矿物）有充分的机会与气泡群碰撞，并牢固地粘附在气泡上被浮到矿浆的表面，脉石矿物虽有机会与气泡碰撞，但不粘附，遗留在矿浆中，在这里气泡是分选的媒介，同时又是运载工具。
浮选过程一般包括下列工序：1）矿石原料的准备，包括磨矿和分级，使入选矿物单体分离负荷浮选要求。
2）矿浆的调整并加入浮选药剂。
3）搅拌并造成大量气泡。
向浮选机中引入空气并形成气泡，使矿粒在矿浆中悬浮，造成矿粒与气泡接触的机会。
4）气泡的矿化。
即矿粒向气泡附着。
5）矿化泡沫的形成和刮出。
图选矿过程示意图◆正浮选：上浮的泡沫产品为目的矿物的浮选过程。
◆反浮选：上浮的泡沫产品为脉石矿物的浮选过程。
◆优先浮选：将多种有用矿物依次分选为单一的精矿。
◆混合浮选：将有用矿物共同分选出来，组成混合精矿，然后将混合精矿加以分选。
三、浮选发展的三个阶段1 全油浮选：1860年由英国人Willian Haynis首先取得专利权。
分选作用主要在油-水界面发生，疏水矿粒进入油相，亲水矿粒进入水相。
1898年这种工艺用于工业生产。
2 表层浮选：1907年由马克魁斯通（Macquiston）首先取得专利权。
分选作用主要在水-气界面发生，疏水矿粒浮在水面上，亲水矿粒沉入水中。
•以上两种浮选因其是在两相界面发生，因此又称为界面浮选。
3 泡沫浮选：1902年由Potter首先取得专利权。
分选作用主要在气-水-固三相界面发生，疏水矿粒念附气泡上浮，亲水矿粒留于水中。
锂辉石浮选尾矿中长石和石英浮选分离
ｓ ｈ ｏ ｗ ｈａ ｔ ｔ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｈｅ ｔ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｄ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｔ ｅ ｓ ｔ ｏ ｆ” ｏ ｎｅ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈｉ ｎｇ ， ｗｏ ｔ ｓ ｃ ａ ｖ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｅ ｃ ｌ ｅ ｎｉ ａ ｎ ｇ ｓ ” ， ｔ ｈ ｅ ｆ ｅ ｌ ｄ ｓ ｐ ａ ｒ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｇ ｒ ａ ｄｅ ｏ ｆ４ ． １ ３ ％ ａ ｎ ｄ
关 键 词 锂辉石 浮选尾矿 长石 石英
矿物浮选第3章浮选的基本原理(2)
铝粉
SiO2
硅酸钠和硅的有机化合物，在合 适的条件下，会析出硅的氧化物和氢 氧化物等胶体，根据胶体的表面电性， 以及铝粉表面的电性，控制适宜的反 应条件，使析出的硅胶体能够在铝粉 表面产生沉淀反应。
2 双电层结构及电位
2.3表面电性在表面科学中的应用
油田污水处理 通过中和表面电性起到使水中固体悬
-50
2
4
6
8
10
12 pH IEP 0 2
4
6
8
10
12
pH
pH
在蒸馏水中三种矿物的Zeta 电位与pH值关系图
十二烷基胺醋酸盐为捕收剂时矿物 的浮选回收率与pH的关系
2 双电层结构及电位
2.3表面电性在表面科学中的应用
纳米ZrO2粉的表面电性 ZrO2陶瓷在结构、功能、生物及涂料、远红外等多种领域的
2 双电层结构及电位
2.2 矿物颗粒表面电性与浮选行为
pH>PZC时，矿物表面带负电，阳离子捕收剂吸附。 pH<PZC时，矿物表面带正电，阴离子捕构及电位
2.2 矿物颗粒表面电性与浮选行为
Zeta 电位 / mV Zeta 电位 / mV
80
一水硬铝石
60
一水硬铝石+0.2mM NaOl
广泛应用，电解质溶液及分散剂对ZrO2悬浮液电性的影响。
2 双电层结构及电位
2.3表面电性在表面科学中的应用
分散染料主要用于涤纶及其纺织品的染色（印花），随 着电子计算机技术的飞速发展。人们将纸张喷墨打印技术 应用于纺织品印花，广告喷绘，服装等 解决分散染料墨水的堵塞和储存稳定，两大关键问题 将原染料加水打浆，将分散剂，助剂混合到一起加入到 原染料浆液中，加入溶剂（或助溶剂），稳定剂。如果在 水中的固体表面带正电，则阴离子表面活性剂比阳离子表 面活性剂更易吸附。
石英选矿提纯技术简述
石英选矿提纯技术简述石英砂中的有害杂质重要有粘土杂质（细泥等）、各种含铁矿物以及长石、云母及其它重矿物杂质等。
一般采纳洗矿、重选、磁选、浮选和化学选矿及综合选矿方法进行选别。
①洗矿法。
包括机械擦洗、超声波擦洗、脱泥等方法，适用于含有粘土杂质和砂粒表面有薄膜污染的石英砂矿.擦洗－脱泥可以除去原砂中的粘土和砂粒表面的杂质。
是一般砂矿广泛采纳的辅佑襄助选矿方法。
另外，以擦洗为重要目的的选择性磨矿法，可使风化严重的长石粉碎、水洗脱除。
超声波擦洗法是通过超声波的作用，使矿物表面薄膜铁剥离。
这种方法擦洗时间短、除铁效果好，几乎可将薄膜铁全部清除。
②重选法。
包括摇床重选、水力分级、螺旋分级等。
用摇床可除去以颗粒状态存在的铁矿物及其它矿物；水力分级、螺旋分级等方法可将宽粒级原砂分成不同粒级，以充足工业应用的要求。
③磁选法。
此法可除去石英砂中夹杂的机械铁、各种含铁矿物及其它磁性矿物颗粒。
使用强磁选机，可除去弱磁性矿物及含有铁质矿物的包裹体、浸染体的石英颗粒。
④浮选法。
用石油磺酸盐作捕收剂，在PH4～5条件下，可以浮选出石英砂中的含铁矿物；用胺类阳离子捕收剂在PH3～4条件下可浮选出石英砂中的云母；以HF作调整剂，在PH2～3条件下可浮选出长石。
20世纪70时代以后，国内外相继开发出了“硅砂无氟浮选工艺”，90时代初我国又讨论成功了“硅砂无氟无酸浮选工艺”，并已在工业上得到应用。
⑤化学提纯法。
包括酸处理法、碱处理法、气态氯化氢法和盐处理法。
化学处理法虽然成本较高。
但在处理水晶原材料及加工高纯（SiO2含量要求99.9%以上，Fe2O3等杂质小于10ppm）石英原材料（替代水晶）时，化学处理是最有效的方法，也是必需采纳的方法。
酸处理即是用盐酸、硫酸、草酸或氢氟酸对石英砂进行处理，使其中的薄膜铁、浸染铁或其它含铁颗粒与之作用，生产易溶解的化合物，当加入绿矾等还原剂时，还可提高这种铁化合物的溶解度。
实在方法是：A用含18%的盐酸溶液加温至50～80C，处理2～3小时，加入的酸量为砂重的5%。
Zn2+、Cu2+对菱锌矿和石英浮选的影响及作用机理
关键 词 ：菱锌矿 ；石英 ；锌离子 ； 铜离子 ；活化
中图分类号：Ｔ ９２ Ｄ ５． ３
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１７—４２２ １）５ ０５— ５ ６ １９９ （０ ０—０ ３０ １
Ｉｆ ｅ ｃ ｎ ｃ ａ ｉ ｏ ｉｃＩｎ ａ ｄ Ｃ ｐ ｅ ｏ ｎ Ｆｏａｉｎ ｏ ｍｉ ｓｎｔ ｎ ａ ｔ ｎ ｕ ｎ ｅａ ｄ Ｍｅｈ ｎｓ ｆ ｎ ｏ ｎ ｏ ｐ ｒＩｎ ｏ ｌｔｔ ｆＳ ｔ ｏ ｅａ ｄ Ｑｕ ｒｚ ｌ ｍ Ｚ ｏ ｈ ｉ
ｆ ｔｔ ｎ ｏ ｕ ｒ ｙ Ｚ ２ ｎ ｕ＋ｉ ｒｌｔｄ ｗ ｔ ｈ Ｈ ａ ｇ ｆ ｍｅａ ｙ ｒｘｄ ｓｆｒ ｔ ｎ ｌ ａｉ ｆｑ ａｔ ｂ ｎ￣ａ ｄ Ｃ ２ Ｓ ｅａｅ ｉ ｔｅ ｐ ｒｎ ｅ ｏ ｔ ｈ ｄ ｏ ｉｅ ｏ ｍａｉ ． ｏ ｏ ｚ ｈ ｌ ｏ
（ 中南大学 资 源加工与 生物 工程 学院 ，长沙 ４ ０８） １０３
摘 要 ：在氧化锌矿的浮选实践 中，石英大量进人浮选精矿 。通过 浮选试验 、动 电位测试和溶 液化 学计算 的方法 ，
考察浮选体系中的难免金属离子 （ｎ ，ｃ 对菱锌矿一 ｚ ｕ 石英浮选体系的影响及机理 。研究 结果表明 ，ｚ 和 ｃ ｕ＋ 在整个 试验 ｐ Ｈ范 围内对菱锌矿均有一定的活化作用 ； 没有金属离子存在时石英不 可浮 ；Ｚ ｕ＋ ｐ － １ 在 ｎ 、Ｃ ２ Ｈ ６ １ 的范围内能活 在 化石英的浮选 ； ｎ 和 Ｃ ￣ ｖ Ｚ ｕ －＂ 浮选活化 的 ｐ ｇ石英 Ｊ Ｈ范围与金属氢氧化物形 成的 ｐ Ｈ范围有关 。 －
０Ｕ Ｌ ｍｉｇ Ｚ ＮＧ ｉ ｅ， Ｅ ｉ ｎ ， ｉｉｇ Ｚ ｅ ｎ ， Ｅ Ｗｅ ｉ Ｆ ＮＧ Ｑ ｍｉｇ ＬＵ Ｙｐ ｎ ， ＨＡＮＧ Ｇ ｏａ ｗ ｕｆ ｎ （ ｃ ｏ ｌ ｆＭｉｅａ ｒｃｓｉｇ ａ ｄＢｉｅｇｎ ｅｉ ， ｅ ｔ ｌ ｏ ｔ ｎｖ ｒｉ ， ｈ ｎ ｓ ａ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｎ ｒ ｌ ｏ ｅｓ ｎ ｏ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｃ ｎｒ ｕ ｈ Ｕ ｉｅ ｔ Ｃ ａ ｇ ｈ Ｐ ｎ ｎ ａＳ ｓｙ ４０８ １ ０ ３，Ｃ ｉａ ｈｎ ）
采矿业中的矿石选矿与浮选技术
采矿业中的矿石选矿与浮选技术矿石选矿与浮选技术在采矿业中起着至关重要的作用。
通过选矿处理，可以从原矿中提取出所需的矿物质，同时排除掉其他无用的物质。
而浮选技术则是选矿处理中的重要环节之一，它通过运用不同的物理、化学和表面现象，将有用的矿物质从矿石中分离出来。
本文将介绍矿石选矿与浮选技术的原理、应用和发展趋势。
一、矿石选矿技术的原理矿石选矿技术主要依靠物理和化学方法对原矿进行处理，以实现有用矿物质和无用杂质的分离。
矿石选矿过程通常包括破碎、磨矿、分级、浮选等阶段。
在破碎阶段，通过机械力将原矿分解成较小的颗粒，以提高后续处理的效果。
接下来，在磨矿阶段，使用磨机将矿石进一步细化，增加其表面积，使得有用矿物质与无用杂质的分离更容易实现。
分级过程中，根据颗粒大小和密度的不同，将矿石分为不同粒度的级别，以便更好地进行后续的处理。
最后，在浮选阶段，运用浸没在矿石中的气泡和矿物表面性质的物理或化学反应，将有用的矿物质与无用杂质快速分离。
二、浮选技术的原理与应用浮选技术是矿石选矿中一种常用的分选方法，它依赖于气泡与矿石颗粒间的附着作用，使有用矿物质被气泡吸附并上浮，从而实现矿石中有用矿物的分离。
浮选技术通常包括矿浆调节、气泡生成、矿浆搅拌和气泡附着等环节。
在矿浆调节阶段，通过调整矿浆的 pH 值、药剂的添加和控制温度等措施，使矿浆具备适合浮选反应的性质。
接着，通过气体或电解产生气泡，并通过搅拌装置将气泡与矿浆充分混合，以实现矿物质与气泡的接触。
在气泡附着过程中，有用矿物与气泡发生附着，形成浮性矿物冒泡上升的现象，最终实现有用矿物质的分离。
浮选技术广泛应用于矿石选矿中，特别适用于含有悬浮细颗粒的矿石。
例如，铜、铅、锌等金属矿石的选矿中常采用浮选技术，从而实现对有价值矿物质的提取和分离。
此外，浮选技术也广泛应用于煤炭、磷矿、砂石等领域。
三、矿石选矿与浮选技术的发展趋势随着矿石的资源逐渐枯竭和成本的不断上升，矿石选矿与浮选技术的发展也面临着新的挑战和机遇。
浮选药剂的化学原理
几种不同胺类捕收剂浮出SiO2所得磷酸盐精矿指标
胺类名称 伯醚胺
用量 /kg·t-1
0.46
精矿品位/%
P2O5 33.6
SiO2 8.1
回收率/%
P2O5 90.3
SiO2 26.3
伯醚胺醋酸盐
0.46 33.2
7.3
89.2 24.4
粗制脂肪烷胺
0.46 31.5 10.7 83.2 31.0
醚胺捕收剂
用作捕收剂的醚胺是烷基丙基醚胺（或称3-烷氧基-正丙基 胺），其通式为RO—CH2CH2CH2NH2，式中R为C8—C18烷 基，用于赤铁矿反浮选效果显著。
醚胺的合成
将纯丙烯腈与醇作用，在碱催化下生成醚腈。例如 C12~C13的混合醇与丙烯腈等摩尔混合，在稀碱中于 40~45℃反应1h，制得醚腈，再催化加氢得醚胺。醚胺与 醋酸作用，得醚胺醋酸盐，反应式如下。 CH2=CHCN+ROH→ROCH2CH2CN ROCH2CH2CN+2H2→ROCH2CH2CH2NH2
胺的制法
脂肪胺的合成方法有很多，有工业生产意义的主要有两种：
一是卤代烷与氨作用直接生成胺，原苏联的ИM-11即此法合 成。
反应式如下：
CnH2n+2+Cl2→CnH2n+1Cl+HCl
(1)
CnH2n+1Cl+NH3 →CnH2n+1NH2+HCl
(2)
（1）式中的反应条件为：日光
（2）式中的反应条件为：160-180℃下加压（16-18） ×101325Pa
胺的性质：1.浮选石英 以石英为脉石的赤铁矿常用胺反浮选石英 而得到合格铁精矿。浮选石英时最好的pH值为5~6，酸性介质中 胺主要以阳离子存在，当介质pH值大于石英的等电点pH值 （2~3.7）时，石英表面吸引介质中的OH-离子，外层又吸引H+离 子，形成双电层，RHN3+或R2NH+与双电层外层的H+发生吸附交 换，导致石英疏水。
某石英脉型含金矿石浮选试验研究
矿业工程黄 金ＧＯＬＤ２０２３年第１０期／第４４卷某石英脉型含金矿石浮选试验研究收稿日期：２０２３－０４－１９；修回日期：２０２３－０７－２１基金项目：国家重点研发计划项目（２０２２ＹＦＣ２９０４５０２）作者简介：王 越（１９８４—），男，高级工程师，从事有色金属选矿工作；Ｅ ｍａｉｌ：３８３００６２９４＠ｑｑ．ｃｏｍ王 越１，于鸿宾２（１．中国黄金集团内蒙古矿业有限公司；２．长春黄金研究院有限公司）摘要：针对某石英脉型含金矿石进行了浮选试验研究，通过磨矿细度试验、分散剂种类及用量试验、硫酸铜用量试验、捕收剂种类和用量试验优化了浮选参数和药剂制度。
在最佳浮选工艺条件下，闭路试验可获得金品位分别为３５１．２２ｇ／ｔ和２３．５５ｇ／ｔ的重选精矿和浮选精矿，重选和浮选的综合回收率为９１．３４％，选矿指标较为理想。
关键词：浮选；粗粒金；石英脉型；金矿；工艺参数 中图分类号：ＴＤ９５３ 文章编号：１００１－１２７７（２０２３）１０－００３４－０４文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１１７９２／ｈｊ２０２３１００８ 中国金矿床的特点是矿床类型较多，包括石英脉型、蚀变碎裂岩型、微细粒浸染型、冰长石－绢云母石英脉型、铁帽型及矽卡岩型等，其中石英脉型占比高达５０％以上［１］。
处理石英脉型金矿石的选矿工艺主要有重选、浮选、原矿全泥氰化、重选＋浮选、重选＋氰化等，该类型矿床中矿石的显著特点是金矿物以粗粒金和中粒金为主，因此，采用单一选矿工艺难以实现金的高效回收［２］。
矿石中硫化物含量、硫化物与金矿物的共伴生关系是影响其选矿工艺和指标的重要因素［３］。
本文以某石英脉型金矿石为研究对象，针对矿石性质特点开展了系统的浮选试验研究，以期为该资源的开发利用提供技术支撑。
１ 矿石性质１．１ 化学成分分析矿石化学成分分析结果见表１，由表１可知：该矿石中金品位为２．５７ｇ／ｔ，为矿石中唯一可利用金属元素；矿石中有害金属元素含量较低。
表１ 矿石化学成分分析结果％成分Ａｕ１）Ａｇ２）ＣａＯＭｇＯＡｌ２Ｏ３Ａｓｗ２．５７２．８０１．９３１．３６２．６１０．０５５成分ＳｉＯ２ＳＣｕＦｅＰｂＣｗ８０．１７３．５２０．０１０９．０２＜０．０５０．５８ 注：１）ｗ（Ａｕ）／（ｇ·ｔ－１）；２）ｗ（Ａｇ）／（ｇ·ｔ－１）。
石英石过滤的作用原理
石英石过滤的作用原理
石英石过滤的作用原理可以从以下几个方面阐述:
一、石英石的物理性质
石英石是一种硅酸盐矿物,化学成分主要为二氧化硅。
它具有稳定的硅氧四面体结构,呈聚晶状态。
石英石硬度高,密度大,无毒无味,耐酸碱,是一种优良的过滤材料。
二、石英石的孔隙结构
天然石英石中存在大量细小的孔隙,其孔径分布范围可以通过研磨控制在0.5-10μm。
这些细小、互联的孔隙构成了复杂的通道网,使石英石具有很大的比表面积,一般在0.5-2m2/g。
这种多孔结构决定了它的过滤性能。
三、过滤机理
(一)机械过滤:
当悬浮物粒径大于石英石孔径时,不能进入孔道,会被机械拦截,实现过滤除去。
(二)深度过滤:
较小的颗粒会进入石英石内部孔道,但由于孔道弯曲复杂,颗粒会被截留在深处,不能通过,实现深度过滤。
(三)吸附作用:
石英石大比表面积,可以发生物理吸附和化学吸附,吸附染料分子、微生物等杂质,具有一定的去色和杀菌作用。
四、过滤性能影响因素
石英石的孔径分布、孔隙率、粒径、厚度会影响过滤效果。
溶液的pH、离子强度、组分等也会对过滤产生影响。
五、石英石过滤的应用
石英石过滤主要用于水处理,可以有效除去悬浮物、油脂、铁锰、藻类、细菌等杂质,提高水质。
也可用于饮料、食品、医药等行业的液体过滤。
综上所述,石英石过滤技术依靠其特殊的多孔结构实现了对液体中颗粒杂质的高效截留,是一种成熟可靠的过滤技术,在自来水净化等方面有重要应用价值。
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下 饭坂 润 三等 通过 长石 表 面上 电位 及 吸 附量 的变 化研 究 了其 浮选 分 离 作 用 机 理 ， 实验 证实此 ｐ Ｈ（ ２
并 结合 具 体 浮选 工 艺 深 人 探讨 了其 浮 选 作 用 机 理 ，
以期为石英与长石 的无氟分离提供一些参考 。
Ａ ｌ 取代了 Ｓ ｉ “， 晶格 内部形成 了多余 的负 电荷 ， 导
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ２ — ２ ４ ； 改回 日期 ： ２ ０ １ ３ 一 Ｏ １ — ０ ５ 作者简 介 ： 张行荣 （ １ ９ ８ ４ 一 ） ， 男， 博士 ， 主要从事氧化矿 、 硫化矿 浮选药剂 的研究 。
从 根 本上 揭示 其浮 选机 理 。
材料 、 电子 电器等诸多领域 Ｉ － ２ ］ 。 自然界中， 长石 常 常与石英等多种矿物共生 ， 为了实现两者的分离 ， 现
有工 艺 多 采 用 浮 选 的方 法 。１ ９ ３ ９年 ， ０’ Ｍｅ ａ ｒ ａ
等首先 发 明 了 石 英 和 长 石 浮 选 分 离 方 法 一氢 氟 酸 法， 该 工艺 首先 利 用 Ｈ Ｆ活 化长 石 ， 然 后 经 阳离 子 捕
氟浮选分离方法 ， 简要探讨 了其 浮选 作用 机理。研 究表 明无氟无 酸法具有 环境友好 、 无设备腐蚀 、 成本低廉等 优点， 是未来 石英一长石浮选分离工 艺的重点发展方 向， 但真正投入工业生产仍需更进一步 的研究 和完 善。 关键词 ： 石英 ； 长石； 无氟浮选 ； 分离 ； 作用机理
石英和长石是地壳 中分 布最广的两种常见硅
酸盐 类造 岩 矿物 ， 广 泛应 用 于玻璃 、 建材 、 陶瓷 、 耐火
１ 浮选机理
浮选分离法是基于长石和石英 自 身晶体结构及 表面性质 的差异 ， 在浮选药剂作用下实现两者 的分 离。因此 ， 深入探究石英和长石 自身晶体结构 ， 才能
张行荣 ， 吴桂 叶， 张 杰 ， 刘 龙利
（ 北京 矿 冶研 究 总院 ， 矿 物加 工科 学 与技 术 国家 重点 实验 室 ， 北京 １ ０ ０ １ ６ ０ ）
摘要 ： 从 石英 、 长石 自身 晶体结构 出发 ， 深入分 析 了其 表面性质及其荷 电机理 ， 从理 论上揭示 了石 英长石 浮选分离 的可 能性 。分析了现有 的几种无氟浮选新 工艺 （ 包 括无 氟有酸法 和无 氟无 酸法 ） ， 并针 对这几 种无
面， 从而使得石英表面表现 出相应的荷电性质 ； 而长 石结构与其不 同的是结构 中有 １ ／ ４的 Ｓ ｉ 被 Ａ ｌ 所 取代 ， Ａ ｌ 以铝氧 四面体形式存 在 ， 取代 了部分硅 氧 四面体 ， 因此使 得其 晶体结构 发生细微变化 ： 由于
针对这些浮选工艺方法 ， 从石英长石晶体结构出发 ，
第 ４期 ２ ０ １ ３年 ８月
矿 产 综 合 利 用
Ｍ ｕｌ ｔ ｉ ｐ ｕｒ ｐｏ ｓ ｅ Ｕｔ ｉ ｌ ｉ ｚａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ Ｍｉ ｎｅ ｒ ａ ｌ Ｒｅ ｓ ｏｕｒ ｃ ｅ ｓ
Ｎｏ ． ４ Ａｕ ｇ． ２ ０１ ３
石 英 一 长 石 无 氟 浮选 的作 用 机 理
石英 和长 石结 构 同属架 状结 构 。石英 是 以硅氧
收剂优先浮选 ， 最终实现石英长石的分离。但 ห้องสมุดไป่ตู้于 该浮选工艺使用了剧毒物质氢氟酸 ， 因此后续作业 必须安装废水及选矿产 品的净化设备 ， 这在导致严
重 环境 污染 的 同时 也导 致 了生产 成本 的增 加 。随 着 人们 环保 意识 的 日益 提 高 ， 选 矿 工 作 者 正 积极 努 力 探索 一种 无 氟浮 选分 离新 工 艺 ， 按照 浮选 过程 中 ｐ Ｈ 的不 同 ， 可 以分 为 无 氟 有 酸 法 和无 氟无 酸 法 。本 文
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ － ６ ５ ３ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ４
中图分类号 ： Ｔ Ｄ ９ ２ ３ ． １ 文献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ０ － ６ ５ ３ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ４－ ０ ０ ０ １ ３ － ４ ０
・
１ ４・
矿产综 合利 用
２ ０ １ ３拄
致 长石 四面 体结 构单 元 中 的 电荷 不 平 衡 ， 此 时需 要 充 入金 属配衡 离 子 Ｋ 或Ｎ ａ 以弥补 电荷 的缺失 。 从 以上两者 结 构 的分 析 可 以得 出 ， 两 者 结构 之
以烷基 丙撑 二胺 醋 酸盐 和石油 磺酸 盐 为捕 收剂 优先
浮选长 石 ， 达 到长 石 与 石英 的分 离 Ｊ 。这 种 浮选 工
艺 首先 是 由 日本学 者片柳 昭于 １ ９ ７ １年 提 出的 ， 随后
间存在细微差异 ， 在一定程度上导致了其表 面性质 略有不 同。首先从化学键离子性百分率来看 ， Ｐ ＝
３ ７ ％， Ｐ Ａ １ ． ｏ ＝ ４ ６ ％， Ａ １ — ０键 的离 子 性 程 度 较 高 ， 键 强 较低 ； 再者 从键 长来 看 Ｊ ， Ａ １ — ０键键 长 （ ０ ． １ ７ ６ １ ｎ ｍ） 略 长于 Ｓ ｉ ． ０键键长 （ ０ ． １ ６ ０ ｎ ｍ） ， 故 前者 键强 必低 于 后 者并 且易 于发 生断裂 。因此 ， 长石 在 解理 时 ， 在 平 行 于键 的方 向形成 较好 的解 理 面 ， Ａ ｌ 原 子较 多 的暴 露于解 理 面上 。
四面体中四个顶角上的 ０ ’ 分别与相邻的硅氧 四面 体共用而联结成三维空间无限延伸 的架状结构， 其 结构 中 Ｓ ｉ ． Ｏ以原子键结合 （ ６ ｏ ％为共价键 ， ４ ０ ％为
离 子键 ） ， 且各 向键力 均 等 ， Ｓ ｉ 一 ０键 在外 力 强行 作 用 下 易发 生断 裂 ， 使 得 大量 的 Ｓ ｉ 和 ０ 。 暴 露 于石 英 表