高分子抑制剂在白钨矿与方解石分离的作用及机理

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方解石是白钨矿浮选中常见的含钙脉石,随着白钨矿资源禀赋越来越差,白钨矿嵌布粒度越来越细,传统重选方法无法高效分离白钨矿和方解石,采用浮选方式分离方能实现高效回收白钨、避免资源浪费的目的。而对于白钨矿浮选,选用高效且具备选择性抑制作用的抑制剂是关键。本论文采用浮选试验筛选出具有选择性抑制效果高分子有机物,考察了高分子有机抑制剂对白钨矿和方解石浮选分离的影响。采用总碳(TOC)吸附量测试、红外光谱、X射线光电子能谱检测考察高分子有机抑制剂在白钨矿和方解石表面的吸附机理,为实现白钨矿和方解石的有效分离奠定了理论基础。获得的主要研究结果如下:白钨矿和方解石具有极其相似的表面化学性质,在pH 6-11范围内,油酸钠作捕收剂,白钨矿和方解石可浮性均较好,且无法通过调节pH实现白钨矿和方解石的分离,因此需要高效抑制剂进行选择性抑制方解石。单矿物浮选试验表明,羧化壳聚糖、壳聚糖、黄原胶、黄薯树胶、木质素磺酸钙、海藻酸钠对方解石具有较好的选择性抑制效果;羧甲基淀粉钠、甲基纤维素、果胶可以抑制方解石但也会抑制白钨矿,选择性较差,其中羧甲基淀粉钠对方解石的抑制效果要弱于白钨矿;刺槐豆胶和羟乙基纤维素对方解石抑制效果不显著。混合矿试验和白钨实际矿石试验证实羧化壳聚糖、壳聚糖、木质素磺酸钙、海藻酸钠、黄薯树胶五种高分子抑制剂能够在白钨矿浮选过程中作为方解石脉石抑制剂发挥效果。吸附量测试结果表明,羧化壳聚糖、壳聚糖、木质素磺酸钙、黄薯树胶、海藻酸钠等高分子有机抑制剂均能在白钨矿和方解石表面发生吸附,且以上五种药剂在方解石表面的吸附要强于在白钨矿表面的吸附。通过红外光谱、XPS分析可知,羧化壳聚糖、木质素磺酸钙、海藻酸钠等三种具有选择性抑制剂效果的高分子抑制剂在方解石表面均可以发生化学吸附。羧化壳聚糖通过螯合作用吸附于方解石表面,使方解石受到抑制。木质素磺酸钙通过在水中解离后产生的荷电大分子基团吸附方解石表面钙离子,从而阻碍捕收剂油酸分子在方解石表面吸附的,钙离子则水解后产生亲水的Ca(OH)2,吸附于方解石表面并使其亲水,以上两种机制共同作用使得方解石受到抑制。海藻酸钠作用机理与木质素磺酸钙相似,都是通过荷电大分子基团吸附于方解石表面,从而阻碍捕收剂油酸分子的吸附,最终达到抑制方解石的效果。
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