磷灰石与方解石浮选分离机理研究

论文摘要

磷灰石是磷肥工业和磷化工最主要的矿物原料,其类型多样,形成过程不同,结晶形式和化学成分差别也很大,可浮性千差万别。在磷灰石的浮选中,由于方解石和磷灰石含有相同的活性质点Ca2+而具有相近的可浮性,浮选分离比较困难,因此对磷灰石和方解石的浮选特性做一些基础研究非常必要。不同矿物的单体颗粒表面性质存在着一定的差异,颗粒表面性质的差异是影响药剂作用的关键因素,是不同矿物之间可浮性差异的根本原因。本文从考察磷灰石和方解石的晶体结构出发,计算了磷灰石和方解石表面活性质点——Ca2+离子的密度,试验了磷灰石和方解石单矿物在油酸及十八胺做捕收剂时的浮选特性,讨论了两种捕收剂对磷灰石和方解石的作用机理和吸附类型,通过试验验证了两种矿物表面Ca2+离子的密度对其可浮性的决定作用。本文尝试了真空浮选在磷灰石和方解石浮选分离中的应用,化学真空浮选在磷灰石和方解石的浮选中有比溶气真空浮选更好的选择性。方解石在微酸性条件下表面析出一层CO2薄膜,并在压强降低的过程中成为微泡的晶核而逐渐生长,使气泡优先附着在方解石表面,使方解石获得更好的可浮性。方解石析出微泡的同时排开了表面水化膜,使其更容易与药剂作用,也是方解石表现出更好可浮性的重要因素,这一作用在磷灰石的反浮选中有较大的意义。本文试验了几种常用的抑制剂对磷灰石和方解石浮选的抑制作用,找到了改变和扩大两种矿物可浮性的途径和药剂条件,并在二元体系的分离试验中实现两种矿物的浮选分离。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 磷灰石的晶体结构及形成过程
• 1.2 磷矿的矿床类型
• 1.2.1 内生型磷灰石矿床
• 1.2.2 沉积型磷块岩矿床
• 1.2.3 变质型磷灰岩矿床
• 1.2.4 次生磷矿床
• 1.2.5 粪化石磷矿床
• 1.3 磷矿浮选研究现状
• 1.3.1 磷灰石技术规格
• 1.3.2 磷灰石种类及可浮性
• 1.3.3 沉积型磷块岩的浮选
• 1.3.4 内生型和变质型磷灰石的浮选
• 1.4 磷矿浮选常用药剂
• 1.4.1 磷矿浮选的捕收剂
• 1.4.2 碳酸盐脉石的抑制剂
• 1.4.3 磷酸盐矿物的抑制剂
• 第二章 课题的提出、研究内容及技术路线
• 2.1 课题提出的背景及意义
• 2.2 主要研究内容
• 2.3 技术路线及研究方法
• 第三章 试样、药剂及仪器
• 3.1 试样的采集与制备
• 3.1.1 磷灰石单矿物的采集与制备
• 3.1.2 方解石单矿物的采集与制备
• 3.2 试验用到的主要药剂
• 3.3 试验用到的关键设备
• 第四章 单矿物的浮选机理研究
• 4.1 表面活性质点与单矿物的浮选特性
• 4.1.1 晶体结构分析
• 4.1.2 油酸作用下的浮选特性
• 4.1.3 十八胺作用下的浮选特性
• 4.1.4 小结
• 4.2 吸附类型与单矿物的可浮性
• 4.2.1 吸附类型的确定
• 2+对吸附的影响'>4.2.2 游离Ca²⁺对吸附的影响
• 4.2.3 小结
• 4.3 真空浮选中单矿物的浮选特性
• 4.3.1 溶气真空浮选
• 4.3.2 化学真空浮选
• 4.3.3 水化膜对方解石可浮性的影响
• 4.3.4 小结
• 4.4 电化学性质与可浮性
• 4.4.1 pH值与单矿物的可浮性
• 4.4.2 zeta电位与单矿物的可浮性
• 第五章 常用抑制剂的试验研究
• 2SiO₃对单矿物的抑制作用'>5.1 Na₂SiO₃对单矿物的抑制作用
• 2CO₃对单矿物的抑制作用'>5.2 Na₂CO₃对单矿物的抑制作用
• 5.3 磷酸对单矿物的抑制作用
• 5.4 六偏磷酸钠对单矿物的抑制作用
• 5.5 小结
• 第六章 二元体系浮选分离的试验研究
• 6.1 捕收剂试验
• 6.2 抑制剂试验
• 第七章 主要结论及遗留的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附图
• 附录A 攻读硕士期间发表论文目录
• 附录B 攻读硕士期间参加的科研项目