·1222· 工程科学学报，第38卷，第9期 些理论研究和工业实践表明，磨矿过程发生的各 10g,去离子水30mL),磨矿后用120mL去离子水冲 类物理化学反应都直接关系到矿物本身的表面性质和 洗，部分过滤后，滤饼自然风干后进行X射线光电子 矿浆性质，进而影响矿物浮选过程. 能谱检测，剩余部分进行矿物表面动电位检测.浮选 针对磨矿介质、磨矿气氛、磨矿方式（干磨与湿 实验在挂槽式浮选机中进行，浮选机型号为XFG-76, 磨)、磨矿设备等磨矿因素对矿物浮选行为的影响，国 浮选槽容积为30mL,浮选机转速为1750rmin,矿浆 内外学者开展了大量研究工作.早在1960年，Rey和 温度20~30℃ Formanek就指出，铁磨方铅矿和闪锌矿的可浮性比 瓷磨方铅矿差.Forssberg、Yuan和他们的合作者B采 2实验结果 用非铁介质磨矿时，硫化矿物的矿浆电位、电导率和总 十二胺作为捕收剂，用量为60mgL,锆球和铁 硫浓度均比采用铁介质磨矿时高，在后续的浮选过程 球分别作为磨矿介质时，不同磨矿介质对硅酸盐矿物 中这些参数仍保持在同一水平，采用非铁介质磨矿后 浮选的影响如图1所示 的浮选回收率高于铁介质磨矿.Peng等o-,Huang 图1的实验结果表明，当十二胺作捕收剂时：(1) 等田对磨矿介质及磨矿气氛等条件对矿物浮游性的 锆球和铁球湿磨，pH值对硅酸盐矿物浮选回收率的影 影响进行研究，发现方铅矿和黄铜矿等硫化矿物的表 响趋势大致相同；随着H值的增加，锆英石、绿柱石、 面性质和浮选明显受磨矿过程中物理化学因素变化的 锂辉石、长石和石英的浮选回收率均先增加后降低， 影响，伽伐尼作用对硫化矿物浮选有不利影响，用高铬 (2)在pH值6~9的范围内，锆英石、绿柱石、长石和 介质磨矿有利于细粒级矿物浮选.何发钰研究磨 石英的浮选回收率较高：锂辉石的最佳浮选pH值在 矿介质对硫化矿物浮选的影响，结果表明采用瓷介质 10左右.(3)当pH值<7时锆球湿磨锆英石、绿柱石 磨矿比采用铁介质磨矿更有利于硫化矿物的浮选.宋 和石英浮选回收率均高于铁球湿磨，pH值>7时锆球 振国和孙传尧的研究钢球和氧化锆球两种磨矿介质 湿磨与铁球湿磨锆英石、绿柱石和石英的浮选回收率 对方解石表面性质及方解石在十二胺浮选体系中回收 相近：当pH值<9时锆球湿磨锂辉石的浮选回收率高 率的影响，结果表明在十二胺浮选体系中，采用氧化锆 于铁球湿磨，pH值>9时锆球湿磨和铁球湿磨锂辉石 球磨矿，方解石的浮选回收率高于钢球磨矿. 的浮选回收率相近：整个p值范围内，锆球湿磨和铁 本文研究了湿式磨矿条件下，铁球和锆球作为磨 球湿磨长石的浮选回收率相近 矿介质，对十二胺和油酸钠作捕收剂浮选硅酸盐矿物 油酸钠作为捕收剂，用量为160mgL,锆球和铁 的影响.通过对矿浆中矿物表面动电位及矿物表面X 球分别作为磨矿介质时，不同磨矿介质对硅酸盐矿物 射线光电子能谱检测，分析磨矿介质对硅酸盐矿物浮 浮选的影响如图2所示。 选影响的机理 图2的实验结果表明，油酸钠作为捕收剂时：(1) 1实验方法 锆球和铁球湿磨，pH值对硅酸盐矿物浮选回收率的影 响不同.(2)锆球湿磨时，随着pH值的增加，锆英石 1.1实验原料 的浮选回收率逐渐降低；绿柱石的浮选回收率逐渐增 实验用锆英石取自澳大利亚，绿柱石、锂辉石和石 加：锂辉石的浮选回收率先增加后降低：长石和石英基 英均取自新疆，长石取自河北，所有矿物均经过手选， 本不浮.(3)铁球湿磨时，随着pH值的增加，锆英石 选取结晶度好、纯度高的块矿，然后利用颚式破碎机、 的浮选回收率先降低后增加而后再降低；绿柱石、锂辉 惯性圆锥破碎机和标准筛进行破碎和筛选，在单矿物 石、长石和石英的浮选回收率先增加后降低。(4)锆球 矿样制备过程中，将设备预先用多余的物料清洗干净， 湿磨时，低pH值时锆英石的浮选回收率较高：高pH 尽量避免金属（主要是铁)污染，筛选出-0.335 值时绿柱石的浮选回收率较高：锂辉石的最佳浮选pH +0.045mm粒级，存放在真空干燥器中备用.经过化 值在6左右.(5)铁球湿磨时，锆英石的最佳浮选pH 学分析和显微镜检测，几种矿物的纯度均大于99%，X 值在10左右：绿柱石、锂辉石和石英的最佳浮选H 射线光电子能谱检测也表明矿物表面纯净，满足实验 值为5~8：长石的最佳浮选pH值为5~10.(6)铁球 要求 湿磨时，锆英石、绿柱石、锂辉石、长石和石英的最大浮 磨矿实验采用氧化锆球和普通铸铁球两种介质， 选回收率均高于锆球湿磨. 湿式磨矿机罐体采用1010尼龙棒材制造，外径为90 3 机理分析 mm,内径为60mm,内腔深度53mm,容积为150mL,磨 矿介质充填率为30%~40% 3.1磨矿因素对动电位的影响 1.2实验过程 利用Zetasizer(型号为：Nano-Zs)测试仪进行矿物 单矿物湿式磨矿时，固液比1：3g·mL(其中矿物 表面动电位检测，考察不同磨矿介质对硅酸盐矿物表工程科学学报，第 38 卷，第 9 期 些理论研究和工业实践表明［1--3］，磨矿过程发生的各 类物理化学反应都直接关系到矿物本身的表面性质和 矿浆性质，进而影响矿物浮选过程． 针对磨矿介质、磨矿气氛、磨矿方式( 干磨与湿 磨) 、磨矿设备等磨矿因素对矿物浮选行为的影响，国 内外学者开展了大量研究工作． 早在 1960 年，Ｒey 和 Formanek ［4］就指出，铁磨方铅矿和闪锌矿的可浮性比 瓷磨方铅矿差． Forssberg、Yuan 和他们的合作者［5--9］采 用非铁介质磨矿时，硫化矿物的矿浆电位、电导率和总 硫浓度均比采用铁介质磨矿时高，在后续的浮选过程 中这些参数仍保持在同一水平，采用非铁介质磨矿后 的浮选回收率高于铁介质磨矿． Peng 等［10--12］，Huang 等［13］对磨矿介质及磨矿气氛等条件对矿物浮游性的 影响进行研究，发现方铅矿和黄铜矿等硫化矿物的表 面性质和浮选明显受磨矿过程中物理化学因素变化的 影响，伽伐尼作用对硫化矿物浮选有不利影响，用高铬 介质磨矿有利于细粒级矿物浮选． 何发钰［14］研究磨 矿介质对硫化矿物浮选的影响，结果表明采用瓷介质 磨矿比采用铁介质磨矿更有利于硫化矿物的浮选． 宋 振国和孙传尧［15］研究钢球和氧化锆球两种磨矿介质 对方解石表面性质及方解石在十二胺浮选体系中回收 率的影响，结果表明在十二胺浮选体系中，采用氧化锆 球磨矿，方解石的浮选回收率高于钢球磨矿． 本文研究了湿式磨矿条件下，铁球和锆球作为磨 矿介质，对十二胺和油酸钠作捕收剂浮选硅酸盐矿物 的影响． 通过对矿浆中矿物表面动电位及矿物表面 X 射线光电子能谱检测，分析磨矿介质对硅酸盐矿物浮 选影响的机理． 1 实验方法 1. 1 实验原料 实验用锆英石取自澳大利亚，绿柱石、锂辉石和石 英均取自新疆，长石取自河北，所有矿物均经过手选， 选取结晶度好、纯度高的块矿，然后利用颚式破碎机、 惯性圆锥破碎机和标准筛进行破碎和筛选，在单矿物 矿样制备过程中，将设备预先用多余的物料清洗干净， 尽量 避 免 金 属 ( 主 要 是 铁) 污 染，筛 选 出 － 0. 335 + 0. 045 mm 粒级，存放在真空干燥器中备用． 经过化 学分析和显微镜检测，几种矿物的纯度均大于 99% ，X 射线光电子能谱检测也表明矿物表面纯净，满足实验 要求． 磨矿实验采用氧化锆球和普通铸铁球两种介质， 湿式磨矿机罐体采用 1010 尼龙棒材制造，外径为 90 mm，内径为 60 mm，内腔深度 53 mm，容积为 150 mL，磨 矿介质充填率为 30% ～ 40% ． 1. 2 实验过程 单矿物湿式磨矿时，固液比 1∶ 3 g·mL － 1 ( 其中矿物 10 g，去离子水 30 mL) ，磨矿后用 120 mL 去离子水冲 洗，部分过滤后，滤饼自然风干后进行 X 射线光电子 能谱检测，剩余部分进行矿物表面动电位检测． 浮选 实验在挂槽式浮选机中进行，浮选机型号为 XFG--76， 浮选槽容积为30 mL，浮选机转速为1750 r·min － 1 ，矿浆 温度 20 ～ 30 ℃ ． 2 实验结果 十二胺作为捕收剂，用量为 60 mg·L － 1 ，锆球和铁 球分别作为磨矿介质时，不同磨矿介质对硅酸盐矿物 浮选的影响如图 1 所示． 图 1 的实验结果表明，当十二胺作捕收剂时: ( 1) 锆球和铁球湿磨，pH 值对硅酸盐矿物浮选回收率的影 响趋势大致相同; 随着 pH 值的增加，锆英石、绿柱石、 锂辉石、长石和石英的浮选回收率均先增加后降低． ( 2) 在 pH 值 6 ～ 9 的范围内，锆英石、绿柱石、长石和 石英的浮选回收率较高; 锂辉石的最佳浮选 pH 值在 10 左右． ( 3) 当 pH 值 ＜ 7 时锆球湿磨锆英石、绿柱石 和石英浮选回收率均高于铁球湿磨，pH 值 ＞ 7 时锆球 湿磨与铁球湿磨锆英石、绿柱石和石英的浮选回收率 相近; 当 pH 值 ＜ 9 时锆球湿磨锂辉石的浮选回收率高 于铁球湿磨，pH 值 ＞ 9 时锆球湿磨和铁球湿磨锂辉石 的浮选回收率相近; 整个 pH 值范围内，锆球湿磨和铁 球湿磨长石的浮选回收率相近． 油酸钠作为捕收剂，用量为 160 mg·L － 1 ，锆球和铁 球分别作为磨矿介质时，不同磨矿介质对硅酸盐矿物 浮选的影响如图 2 所示． 图 2 的实验结果表明，油酸钠作为捕收剂时: ( 1) 锆球和铁球湿磨，pH 值对硅酸盐矿物浮选回收率的影 响不同． ( 2) 锆球湿磨时，随着 pH 值的增加，锆英石 的浮选回收率逐渐降低; 绿柱石的浮选回收率逐渐增 加; 锂辉石的浮选回收率先增加后降低; 长石和石英基 本不浮． ( 3) 铁球湿磨时，随着 pH 值的增加，锆英石 的浮选回收率先降低后增加而后再降低; 绿柱石、锂辉 石、长石和石英的浮选回收率先增加后降低． ( 4) 锆球 湿磨时，低 pH 值时锆英石的浮选回收率较高; 高 pH 值时绿柱石的浮选回收率较高; 锂辉石的最佳浮选 pH 值在 6 左右． ( 5) 铁球湿磨时，锆英石的最佳浮选 pH 值在 10 左右; 绿柱石、锂辉石和石英的最佳浮选 pH 值为 5 ～ 8; 长石的最佳浮选 pH 值为 5 ～ 10． ( 6) 铁球 湿磨时，锆英石、绿柱石、锂辉石、长石和石英的最大浮 选回收率均高于锆球湿磨． 3 机理分析 3. 1 磨矿因素对动电位的影响 利用 Zetasizer( 型号为: Nano--Zs) 测试仪进行矿物 表面动电位检测，考察不同磨矿介质对硅酸盐矿物表 ·1222·