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利用表面張力優化浮選工藝：調整劑AY在石英-膠磷礦分離中的活性調控（二）
來源： 《化工礦物與加工》 瀏覽 45 次 發布時間:2025-12-10
試驗采用WEH作為脫硅增效劑，這種增效劑是在淀粉的活性基團上增加了醚胺基團使其易吸附于石英礦物顆粒表面，淀粉具有一定的分散作用，因此WEH是分離膠磷礦和石英較好的調整劑。試驗采用ZB和磷酸混合作為膠磷礦抑制劑，ZB用量為150 mg/L，磷酸用量為80 mg/L，考察WEH用量對膠磷礦和石英上浮率的影響，結果見圖5。
由圖5看出，使用WEH后，石英上浮率可以提高到90%以上。當WEH用量低于150 mg/L時，ZB和磷酸對膠磷礦的抑制作用不明顯；當用量超過150 mg/L時，膠磷礦上浮率逐步上升，石英和膠磷礦上浮率差異可達77個百分點，實現了石英和膠磷礦的有效分離。
通過以上純礦物浮選試驗，可以初步確定使用150 mg/L的ZB和80 mg/L的磷酸作為膠磷礦抑制劑，作用時間1 min，后添加的WEH脫硅增效劑用量150 mg/L，作用時間為1 min，捕收劑AY用量200 mg/L，作用時間3 min為最佳試驗條件。為驗證這一條件，采用膠磷礦與石英純礦物質量比為1:1的人工混合礦樣進行浮選試驗。經過化學分析，獲得的磷精礦的P?O?品位達到19.49%。
2.2表面張力分析
通過測試礦漿表面張力可以考察在調整劑作用下捕收劑AY在石英和膠磷礦礦漿中的活性，和捕收劑AY在礦漿中的臨界膠束質量濃度[8]，從而分析捕收劑AY與石英和膠磷礦的作用方式。
控制測試溫度在25℃左右，使用NaOH和HCl調節礦漿pH，考察不同捕收劑用量和不同pH條件下，捕收劑AY的表面張力與pH的變化關系。結果見圖6。
這種吸附強度要明顯高于靜電吸附。但當捕收劑AY在礦漿中的質量濃度超過一定值時，捕收劑AY分子由于分子鏈較長，易形成膠團，反而不利于吸附于礦粒[9]，因此捕收劑AY用量超過一定質量濃度后，捕收劑AY對膠磷礦和石英的捕收能力趨于穩定，甚至下降。
采用相同的測試方法，控制捕收劑AY用量為200 mg/L，ZB用量為150 mg/L，考察不同磷酸用量對礦漿表面張力的影響，試驗結果如圖7(a)；控制捕收劑AY用量為200 mg/L，ZB用量為150 mg/L，磷酸用量為80 mg/L時，考察不同用量WEH對礦漿表面張力的影響，結果如圖7(b)。
從圖7(a)看出，當控制ZB用量、改變磷酸用量時，隨著磷酸用量不斷增大，膠磷礦礦漿表面張力呈現略微升高的趨勢，石英礦漿表面張力變化不大；當磷酸用量達到50 mg/L時，膠磷礦和石英表面張力迅速下降，表明在添加混酸用量較小情況下，捕收劑AY在礦漿中的表面活性較高；添加ZB和磷酸調整劑后，捕收劑在礦漿中的臨界膠束質量濃度為100 mg/L，高于未添加調整劑時的臨界膠束質量濃度，說明添加調整劑使得捕收劑AY在礦漿中較難形成膠束，不利于膠磷礦的浮選。當磷酸用量超過100 mg/L時，捕收劑AY在膠磷礦礦漿中的表面張力升高，則表面活性逐漸下降，說明捕收劑AY對膠磷礦的捕收能力下降；捕收劑AY在石英礦漿中的表面活性變化不明顯，與純礦物浮選試驗結果一致。由圖7(a)與圖6對比看出，在使用混酸作為抑制劑時，捕收劑AY在膠磷礦礦漿中的表面活性高于未使用抑制劑時的，說明混酸對膠磷礦有一定的抑制作用，且磷酸用量不宜過高。
圖7(b)所示的是添加不同用量WEH對礦漿表面張力的影響，隨著WEH用量增加，礦漿表面張力呈現陡然下降后平穩，當用量超過150 mg/L時，呈現緩慢上升趨勢。通過與圖7(a)所示的結果進行對比，WEH使石英礦漿表面張力顯著下降，最低可降到18.16 mN/m，WEH可使捕收劑AY在礦漿中的表面活性增高，臨界膠束質量濃度降到75 mg/L，利于石英和膠磷礦上浮，但此時礦漿體系中存在的ZB和磷酸對膠磷礦有抑制作用，而WEH主要是提高在石英表面的吸附，此外WEH存在醚胺陽離子活性基團，易吸附于石英表面，因此WEH是較好的脫硅增效劑。
3結論
使用多種調整劑對石英和膠磷礦進行純礦物浮選試驗，篩選出使用150 mg/L新型調整劑ZB和80 mg/L磷酸混合作為膠磷礦抑制劑，150 mg/L WEH作為脫石英增效劑時，可使石英和膠磷礦上浮率差異達到77%。通過人工混合礦驗證試驗，得到P?O?品位為19.49%的浮選精礦。
通過表面張力分析結果得出：當不添加調整劑時，捕收劑AY在礦漿中的臨界膠束質量濃度較低，在礦漿中活性較高；當添加ZB和磷酸作為膠磷礦抑制劑時，捕收劑AY在膠磷礦礦漿中的臨界膠束質量濃度升高，在石英礦漿中變化不大，說明添加的抑制劑降低了捕收劑AY在膠磷礦礦漿中的活性，不利于捕收劑對膠磷礦的捕收；在添加抑制劑的基礎上，添加脫硅增效劑則能使石英礦漿臨界膠束質量深度顯著下降，捕收劑AY在石英礦漿中的活性增高，利于捕收劑AY在石英表面的吸附。
本研究對多種調整劑作用下石英和膠磷礦的可浮性進行了考察，并通過表面張力分析說明礦漿表面張力的影響及捕收劑AY在礦漿中的活性，但還需要在以后的研究工作中進一步探討捕收劑在石英和膠磷礦表面的吸附機理。