王纪镇等：碳酸钠对白钨矿自载体浮选的影响及机理 ·179· L表面能的电子给予体分量，、分别为固体颗粒 和液体的表面能的色散分量.水作为介质的，、 ri分别为72.8、21.8、25.5和25.5mJm2,0为 白钨矿接触角，水溶液和1.0×10-4molL-1的油酸 -1 钠中白钨矿的接触角分别为45°和80° 2 假设两种不同球形颗粒的半径R,为5um,R,为 -3 30μm,将上述数据带入(2)~(8)可得白钨矿颗粒 4 间的相互作用能V与H的关系如图9所示.由图9 可知，随着颗粒间距的减小，白钨矿颗粒间总的相互 -6 作用能()在H<20nm时为负值，说明白钨矿颗 -7024681012141618202224262830 粒间存在相互吸引力.仔细分析各相互作用能可 nm 知，白钨矿颗粒间的相互吸引主要是由疏水性作用 图10碳酸钠作用后白钨矿颗粒间的相互作用能的变化量与H 能(V)引起的，随着H减小，矿物之间的静电斥力 的关系 增加，但远小于疏水性作用力. Fig.10 Variable quantity of potential energy between scheelite parti- cles after the addition of sodium carbonate as a funtion of H 聚，进一步证明疏水性作用是使颗粒间发生凝聚的 5 4 原因.碳酸钠作用后浊度值降低，说明碳酸钠促进 3 2 了白钨矿颗粒间的凝聚，与理论计算和浮选实验 1 相符. 0 -1 -2H VD 400 -3 -Na,C0:0mol·L- 4 360 --Na,CO:1.0x103 mol.L- -5 320 6 -7 脑280 -8024681012141618202224262830 Hnm 240 图95μm白钨矿与载体颗粒间的势能曲线 200 载体粒度：-74+38.5m Fig.9 Potential energy curves of interaction between 5 pm size 160 截体所占比例：40% scheelite and carrier pH值为I1 1200 0.2 0.40.60.81.0 1.2 热力学计算表明，碳酸钠可促进油酸钠在白钨 油酸纳用量(10mol·L) 矿表面的吸附量，接触角测定进一步表明，碳酸钠作 图11油酸钠对白钨矿浊度对的影响 用后，白钨矿接触角由80°增加到87°，由EDLV0理 Fig.11 Effect of sodium oleate on the turbidity of scheelite 论计算得出碳酸钠作用后白钨矿颗粒间的总相互作 用能变化量（△）与H的关系如图10所示.由图 3 结论 10可知，碳酸钠作用后白钨矿颗粒间的相互作用能 (1)-10um白钨矿回收率低，以粗粒白钨矿 降低，说明碳酸钠促进了白钨矿颗粒团聚，可强化白 为载体可实现自载体浮选，但白钨矿自载体浮选必 钨矿的载体浮选 须在合适的载体粒度以及载体比例的条件下才具有 颗粒间的凝聚与分散行为可用沉降实验验证， 明显效果，否则将起到负面效果，降低粗粒载体的回 为进一步验证疏水性作用对白钨矿颗粒间团聚的重 收率 要性以及碳酸钠对白钨矿自载体浮选的作用，进行 (2)碳酸钠可提高白钨矿自载体浮选效果，实 了沉降实验.根据已有研究2]，沉降实验结果可用 现-10μm白钨矿的有效回收，降低-10μm白钨矿 上清液的浊度值衡量，浊度值越小，颗粒聚集性效果 对粗粒白钨矿浮选的影响，且还能扩大载体比例范 越好.碳酸钠作用前后油酸钠对白钨矿浊度的影响 围和载体粒度范围. 如图11所示，由图可知，浊度值随着油酸钠用量的 (3)白钨矿颗粒间存在引力是能够实现白钨矿 增加而降低，说明油酸钠促进了白钨矿颗粒间的凝 自载体浮选的主要原因，且疏水性作用是白钨矿颗王纪镇等: 碳酸钠对白钨矿自载体浮选的影响及机理 L 表面能的电子给予体分量,r d S 、r d L 分别为固体颗粒 和液体的表面能的色散分量. 水作为介质的 rL 、r d L 、 r + L 、r - L 分别为 72郾 8、21郾 8、25郾 5 和 25郾 5 mJ·m - 2 ,兹 为 白钨矿接触角,水溶液和 1郾 0 伊 10 - 4 mol·L - 1的油酸 钠中白钨矿的接触角分别为 45毅和 80毅. 假设两种不同球形颗粒的半径 R1为 5 滋m,R2为 30 滋m,将上述数据带入(2) ~ (8)可得白钨矿颗粒 间的相互作用能 V 与 H 的关系如图 9 所示. 由图 9 可知,随着颗粒间距的减小,白钨矿颗粒间总的相互 作用能(V D T )在 H < 20 nm 时为负值,说明白钨矿颗 粒间存在相互吸引力. 仔细分析各相互作用能可 知,白钨矿颗粒间的相互吸引主要是由疏水性作用 能(VHA)引起的,随着 H 减小,矿物之间的静电斥力 增加,但远小于疏水性作用力. 图 9 5 滋m 白钨矿与载体颗粒间的势能曲线 Fig. 9 Potential energy curves of interaction between 5 滋m size scheelite and carrier 热力学计算表明,碳酸钠可促进油酸钠在白钨 矿表面的吸附量,接触角测定进一步表明,碳酸钠作 用后,白钨矿接触角由 80毅增加到 87毅,由 EDLVO 理 论计算得出碳酸钠作用后白钨矿颗粒间的总相互作 用能变化量(驻V D T )与 H 的关系如图 10 所示. 由图 10 可知,碳酸钠作用后白钨矿颗粒间的相互作用能 降低,说明碳酸钠促进了白钨矿颗粒团聚,可强化白 钨矿的载体浮选. 颗粒间的凝聚与分散行为可用沉降实验验证, 为进一步验证疏水性作用对白钨矿颗粒间团聚的重 要性以及碳酸钠对白钨矿自载体浮选的作用,进行 了沉降实验. 根据已有研究[20] ,沉降实验结果可用 上清液的浊度值衡量,浊度值越小,颗粒聚集性效果 越好. 碳酸钠作用前后油酸钠对白钨矿浊度的影响 如图 11 所示,由图可知,浊度值随着油酸钠用量的 增加而降低,说明油酸钠促进了白钨矿颗粒间的凝 图 10 碳酸钠作用后白钨矿颗粒间的相互作用能的变化量与 H 的关系 Fig. 10 Variable quantity of potential energy between scheelite parti鄄 cles after the addition of sodium carbonate as a funtion of H 聚,进一步证明疏水性作用是使颗粒间发生凝聚的 原因. 碳酸钠作用后浊度值降低,说明碳酸钠促进 了白钨矿颗粒间的凝聚,与理论计算和浮选实验 相符. 图 11 油酸钠对白钨矿浊度对的影响 Fig. 11 Effect of sodium oleate on the turbidity of scheelite 3 结论 (1) - 10 滋m 白钨矿回收率低,以粗粒白钨矿 为载体可实现自载体浮选,但白钨矿自载体浮选必 须在合适的载体粒度以及载体比例的条件下才具有 明显效果,否则将起到负面效果,降低粗粒载体的回 收率. (2)碳酸钠可提高白钨矿自载体浮选效果,实 现 - 10 滋m 白钨矿的有效回收,降低 - 10 滋m 白钨矿 对粗粒白钨矿浮选的影响,且还能扩大载体比例范 围和载体粒度范围. (3)白钨矿颗粒间存在引力是能够实现白钨矿 自载体浮选的主要原因,且疏水性作用是白钨矿颗 ·179·