白钨矿是一种重要的战略钨资源,细粒白钨矿(-10μm)的有效回收是白钨矿选矿工业的一个挑战。疏水聚团浮选工艺是细粒白钨矿回收的经典工艺,虽然疏水相互作用作为疏水聚团的主要驱动力已经达成共识,但在微纳尺度下疏水聚团的形成机理仍不清楚。在微纳尺度下研究颗粒间的界面力可为细粒颗粒的分散与凝聚提供新的理论视角,扩展细粒白钨矿浮选的理论。论文首先借助原子力显微镜(AFM)胶体探针技术直接测量了亲(疏)水白钨矿与白钨矿/萤石/方解石之间的界面力,揭示了疏水力是白钨矿疏水聚团形成的推动力机理。亲水白钨矿与白钨矿、白钨矿与萤石之间的界面力随pH值变化,在超纯水天然pH值条件下,表现为排斥力,在pH值为8或10条件下,表现为吸引力;亲水白钨矿与方解石之间的界面力在三种pH值条件下均表现为吸引力。然而,油酸钠诱导疏水白钨矿与白钨矿/萤石/方解石之间的界面力均表现为强烈吸引力,这给出了疏水颗粒间存在疏水力的直接证据。通过光学显微镜也观测到白钨矿疏水聚团的存在。六偏磷酸钠体系下的白钨矿与白钨矿/萤石/方解石之间的界面力证实了六偏磷酸钠的分散作用和选择性抑制萤石和方解石作用。其次通过热力学计算、AFM成像技术、X光射线电子能谱(XPS)测试探明了油酸钠在白钨矿表面的吸附机理,揭示了疏水聚团形成机理为疏水力及未溶性油酸液滴的液桥力联合作用,在此基础上提出了油酸钠体系下细粒白钨矿疏水聚团形成机理模型。再次通过接触角、衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)测试探明了油酸钠体系下Pb2+在白钨矿表面的吸附机理。当依次加入Pb2+和油酸钠时,Pb2+为OL-的吸附提供了活性位点,形成了 OL--Pb-O-W或OL--Pb-O-Ca结构,但并不能增加油酸钠吸附厚度;当加入Pb-NaOL络合物时,油酸钠吸附量和吸附层厚度明显增加,增强了表面疏水力,为白钨矿疏水聚团的形成提供有利条件。在此基础上提出了油酸钠体系下Pb2+在白钨矿表面的吸附机理模型。最后通过X荧光分析(XRF)、化学分析、光学显微镜镜下鉴定、粒度分析、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、矿物解离度(MLA)系统查明了白钨矿碱浸渣特征。证实了白钨矿碱浸渣中锡石和白钨矿矿以原生矿物存在,它们的金属量主要分布在-10μm粒级;在白钨矿碱浸过程中,表面吸附的油酸根离子已经被解析掉了大部分,而表面仍然吸附了大量水玻璃,采用疏水聚团浮选工艺回收细粒白钨矿是合理可行的。通过“离心重选-疏水聚团浮选”工艺闭路实验获得了 Sn品位18.65%,锡回收率82.94%的锡粗精矿;WO3品位5.82%,回收率47.66%的白钨矿粗精矿。