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NaOL、HZ組合捕收劑對鋰輝石礦物浮選效果、表面張力影響（一）
來源：中國有色金屬學(xué)報 瀏覽 1123 次 發(fā)布時間:2025-03-11
通過浮選試驗、表面張力測試、Zeta電位以及紅外光譜分析，考察油酸鈉(NaOL)、十二烷基琥珀酰胺(HZ)兩種捕收劑及其組合捕收劑對鋰輝石的浮選性能和作用機理。結(jié)果表明：單一捕收劑在一定濃度下都能較好地浮選鋰輝石，其中HZ的捕收性能強于NaOL，組合捕收劑浮選效果明顯優(yōu)于任意單一捕收劑。在藥劑用量為200 mg/L、pH=9.0左右、組合捕收劑的混合摩爾比(NaOL):(HZ)為5:1的條件下，浮選效果最好，浮選回收率達88.48%。紅外光譜分析表明NaOL在鋰輝石表面以化學(xué)吸附為主，HZ則以物理吸附為主，兩種捕收劑組合使用后的正協(xié)同作用是由于鋰輝石礦物表面的不均勻性和表面的活性質(zhì)點的差異使這兩種不同藥劑能選擇性的吸附在礦物表面的不同位置，從而提高藥劑捕收性能。
鋰(Li)元素是位于元素周期表第二周期第一主族的元素，原子序號3，由瑞典化學(xué)家ARFVEDSON于1817年從透鋰長石中發(fā)現(xiàn)。鋰在原子能、宇航等工業(yè)有重要的應(yīng)用，被稱為“高能金屬”。鋰在玻璃、陶瓷、醫(yī)療、紡織、催化劑等行業(yè)也有著廣泛的用途。自然界中的鋰資源是極其豐富的，它們以各種化合物的形式存在。目前預(yù)估世界鋰資源儲量達1.59×107t(以鋰計)，鋰資源比較豐富的國家有玻利維亞、中國、智利、阿根廷、美國、加拿大、澳大利亞等，其中我國的鋰資源總量居世界第二。我國鋰礦石資源分布較為集中，其中花崗偉晶巖型鋰礦床主要分布在四川、新疆、江西、湖南等4個省區(qū)，包括花崗偉晶巖型的稀有金屬礦床(主要為鋰輝石和鋰云母等)和鹽湖鹵水鋰礦床。含鋰礦石主要以氧化物的形式存在，種類達150多種。具有開采利用價值的主要含鋰礦物有6種，分別是鋰輝石(LiAl(SiO3)2)、透鋰長石(H4AlLiO10Si4)、鋰云母(KLiAl[Si4O10](F,OH))、磷鋰鋁石(LiAl[PO4](F,OH))、鋰霞石(LiAlSiO6)、鋰冰晶石(Li3Na3Al2F12)。
鋰輝石分選方法主要有物理分選法(手選、重選和磁選法)、浮選、化學(xué)分選。目前工業(yè)上鋰輝石的選別主要依靠浮選法，鋰輝石的浮選一般采用正浮選，包括脫泥?浮選和高堿不脫泥浮選。大多采用“三堿兩皂一油”(三堿：碳酸鈉、氫氧化鈉、硫化鈉；兩皂：氧化石蠟皂、環(huán)烷酸皂；一油：柴油)的藥劑制度。在鋰輝石浮選工藝研究領(lǐng)域，高堿不脫泥法得到廣泛的推廣，使浮選工藝大大簡化，但高堿不脫泥工藝最重要是藥劑的選擇性，因此關(guān)于新型捕收劑的開發(fā)和組合捕收劑的使用研究比較廣泛。王毓華等使用新型捕收劑YOA-15浮選鋰輝石，在酸性條件下對鋰輝石的浮選性能強，對被強堿擦洗之后的鋰輝石亦有較強的捕收能力。何建璋在鋰輝石礦石浮選分離中發(fā)現(xiàn)新型捕收劑YZB-17的捕收性強，選擇性好。關(guān)于鋰輝石組合捕收劑的使用也有很多文獻報道，但主要是討論實際的浮選應(yīng)用，而對機理探討還是比較欠缺。本文作者研究了NaOL和新型捕收劑HZ以及其組合捕收劑對鋰輝石礦物浮選效果，同時對其作用機理進行了研究，對浮選鋰輝石的高效組合捕收劑開發(fā)具有重要的意義。
1實驗
1.1試驗礦樣與藥劑
本試驗所用的鋰輝石來自四川某鋰輝石礦，試驗礦樣分別經(jīng)過手選、剛玉破碎機破碎、清洗、瓷球罐研磨、篩分出0.038~0.074 mm和＜0.038 mm兩個粒級的鋰輝石分別作為分析測試和單礦物浮選試驗的樣品，其化學(xué)組成分析(XRF)結(jié)果如表1所列。
表1鋰輝石樣品化學(xué)組分分析結(jié)果
試驗采用油酸鈉(NaOL)、十二烷基琥珀酰胺(HZ)、NaOL與HZ不同摩爾比的組合藥劑作為捕收劑，分析純NaOH和HCl作為pH調(diào)整劑，試驗所用水為去離子超純水。
1.2浮選實驗
單礦物浮選試驗在XFD掛槽浮選機上進行，主軸轉(zhuǎn)速為1650 r/min。每次稱取2.0 g鋰輝石單礦物放入40 mL浮選槽中，加35 mL蒸餾水，攪拌調(diào)漿3 min，再用HCl或NaOH調(diào)節(jié)pH值至所需條件，調(diào)漿10 min后，加入捕收劑，攪拌3 min，浮選3 min。所得泡沫產(chǎn)品與槽內(nèi)產(chǎn)品分別過濾、干燥、稱質(zhì)量，計算礦物回收率。
1.3表面張力測定
采用全自動表/界面張力儀(BZY?2型)測定不同藥劑在水溶液中的表面張力。將鉑箔薄片懸掛于天平之上，浸入待測液體中，測試拉力變化。當鉑片與液面接觸(或脫離接觸)時，測得最大拉力。
1.4 Zeta電位測定
將制得的＜0.038 mm礦樣用瑪瑙研缽進一步磨至粒徑＜5μm后進行Zeta電位測試。測試中每次稱取礦樣0.02 g置于燒杯中，加入超純水40 mL，用HCl或NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值，最后加入不同捕收劑，用磁力攪拌器攪拌10 min后，靜置5 min。抽取上層清液置入電泳池，在JS94H型微電泳儀上進行電位測量，每個條件測量3次，取其平均值。
1.5紅外光譜分析
礦物與不同藥劑作用前后產(chǎn)物的紅外光譜在IRAffinity 1型傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜儀上測定。在浮選槽內(nèi)加入研磨至＜5μm的2 g礦物攪拌，再按照浮選試驗順序加入各種藥劑，調(diào)漿完后將礦樣取出，然后真空抽濾，固體產(chǎn)物在室溫下自然風(fēng)干。測量時，取1 mg礦物與100 mg光譜純的KBr混合均勻，用瑪瑙研缽研磨。然后加到壓片專用的磨具上加壓、制片，最后進行測試。