陽離子捕收劑對(duì)煤系高嶺巖的浮選規(guī)律研究.pdf

1、煤系高嶺巖（土）是指在煤系地層中，以高嶺石為主要礦物成分的高嶺石粘土巖，是一種寶貴的自然資源，儲(chǔ)量豐富，開發(fā)后可用于建筑、印染、塑料、化工電子、農(nóng)業(yè)及耐火材料等行業(yè)。然而我國大部分煤系高嶺巖被視為尾礦直接廢棄，數(shù)量巨大，既污染環(huán)境又浪費(fèi)資源。本論文采用陽離子捕收劑對(duì)煤系高嶺石的浮選分離進(jìn)行了研究。
　　以大同塔山煤礦煤系高嶺巖為研究對(duì)象，采用化學(xué)成分分析、X-射線衍射分析、熱重分析等分析手段對(duì)塔山煤系高嶺巖進(jìn)行工藝礦物學(xué)分析。所選

2、礦樣的主要礦物為高嶺石，還含有鐵礦物、鈦礦物和硅、碳等雜質(zhì)。采用十二胺鹽酸鹽（DAH）和十二胺聚氧乙烯醚（AC1201）兩種陽離子藥劑為捕收劑，對(duì)煤系高嶺巖及石英的浮選規(guī)律進(jìn)行研究。采用化學(xué)成分分析、X-射線衍射分析、Zeta電位分析、紅外光譜分析和分子動(dòng)力學(xué)模擬方法，研究了陽離子捕收劑與礦物表面的作用機(jī)理。主要研究工作及取得結(jié)果如下：
　　單礦物石英和高嶺石的浮選試驗(yàn)表明：DAH和AC1201對(duì)高嶺石和石英的浮選能力不同。中性條

3、件下，對(duì)于高嶺石，藥劑用量≤750g/t時(shí)，捕收性能AC1201＞DAH，藥劑用量≥1000g/t時(shí)，捕收性能DAH＞AC1201；對(duì)石英的捕收性能始終為AC1201>DAH。Zeta電位分析表明，兩種陽離子捕收劑均使高嶺石的等電點(diǎn)向正方向移動(dòng)；紅外光譜分析表明，兩種藥劑在高嶺石礦物表面均為物理吸附，且AC1201的吸附能力較強(qiáng)。強(qiáng)酸性條件下，兩種藥劑對(duì)純礦物的浮選能力高嶺石>石英；弱酸性和中性環(huán)境下，兩種藥劑對(duì)高嶺石和石英的浮選能力均

4、較高；堿性環(huán)境下，兩種藥劑對(duì)純礦物的捕收能力石英>高嶺石。所以可以通過調(diào)整礦漿的pH值來實(shí)現(xiàn)高嶺石和石英的分離。
　　混合礦物浮選分離試驗(yàn)表明：只改變DAH和 AC1201的藥劑用量無法有效分離高嶺石和石英；只調(diào)整礦漿pH值，在pH=2的強(qiáng)酸性環(huán)境下可以較好地正浮選分離出高嶺石，其他環(huán)境下高嶺石和石英的回收率雖有差別，但都無法有效分離兩種礦物。
　　嘗試用六偏磷酸鈉為抑制劑，抑制高嶺石的上浮，進(jìn)行反浮選除硅。中性條件下，添加

5、六偏磷酸鈉可以抑制石英，但對(duì)改善石英與高嶺石浮選的選擇性意義不大；酸性條件下，添加六偏磷酸鈉可以很好的抑制石英，同時(shí)得到較高回收率的高嶺石，且當(dāng)pH=2，DAH用量為750g/t，六偏磷酸鈉用量為2000g/t時(shí)，高嶺石的回收率由未添加時(shí)的70.09％提高到77.16%，石英的回收率由未添加時(shí)的36.63%降低到27.33%，明顯提高了泡沫產(chǎn)品-高嶺石精礦的品位。
　　在純礦物浮選結(jié)果基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)際礦物進(jìn)行分離。OP4與煤油復(fù)配藥劑

6、對(duì)原礦的除碳效果最好，藥劑用量為1000g/t時(shí)，尾礦產(chǎn)物灰分從73%提高到78%。陽離子藥劑用量為750g/t時(shí)，對(duì)ρ<2.55g/cm3的礦物，pH=3時(shí)，兩種藥劑都是優(yōu)先浮選高嶺石，pH=10時(shí)優(yōu)先浮選石英；對(duì)ρ>2.55g/cm3的礦物則無法分離。但總體上分離效果不佳。
　　采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究了DAH和AC1201在高嶺石表面的吸附過程，計(jì)算結(jié)果表明，AC1201與高嶺石表面的結(jié)合能大于 DAH，與浮選試驗(yàn)結(jié)果一致