卤代改性月桂酸捕收剂WN-01对氟碳铈矿的捕收性能研究

为解决氟碳铈矿浮选所用羟肟酸类捕收剂价格高、用量大、毒性强、难降解且起泡性较弱等问题,研发了一种新型卤代改性月桂酸捕收剂WN-01用于氟碳铈矿浮选提纯。实验结果表明,相比改性前的月桂酸,月桂酸卤代改性捕收剂WN-01取得的最佳粗精矿REO品位和回收率可分别提高4.45百分点和36.86百分点。改性脂肪酸捕收剂WN-01浮选氟碳铈矿的适宜条件为矿浆pH为8.5,矿浆温度为30℃,捕收剂用量为150 mg/L,抑制剂水玻璃用量为120 mg/L。在该条件下,REO品位为26.57%的氟碳铈矿经1次粗选3次精选2次扫选开路浮选,可得到REO品位为49.18%、回收率为80.72%的浮选精矿。产品鉴定结果表明,浮选精矿主要成分为氟碳铈矿,含极少量萤石,浮选尾矿主要是石英和硅灰石,改性脂肪酸捕收剂WN-01表现出了优异的捕收性能和选择性,可替代羟肟酸类捕收剂,实现氟碳铈矿绿色、高效浮选。

PDDA对稀土原地浸出过程中的抑膨作用机理研究

风化壳淋积型稀土矿原地浸出工艺是开采战略性中-重稀土资源的重要技术手段。注液过程中,矿体所含蒙脱土等黏土矿物水化膨胀会诱发山体滑坡,造成资源浪费。为此,选用聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)为抑膨剂,研究其对蒙脱土和稀土矿物颗粒的抑膨性能及作用机理。线性膨胀试验结果表明,质量浓度0.5%的PDDA溶液即可对蒙脱土和稀土矿物颗粒产生良好的抑膨效果。激光粒度、SEM和沉降分析显示,PDDA可使细小矿物颗粒絮凝团聚,减少矿物表面孔隙,提高沉降效率,防止其水化分散。红外光谱、Zeta电位和XRD分析证明,PDDA有机阳离子基团可吸附于矿物颗粒表面,中和黏土矿物表面负电荷,抑制其晶层间距水化扩张。此外,常用稀土浸取剂硫酸铵对PDDA的抑膨作用无明显干扰。本研究可为稀土原地浸出过程中矿体抑膨剂的选择和应用提供参考。

磷尾矿在农业领域的应用研究现状及展望

我国磷矿资源丰富,但平均品位不高,经采选后会产生大量的磷尾矿,而磷尾矿中含有大量植物生长所必需的元素,实现磷尾矿在农业领域的资源化利用至关重要。介绍了土壤系统中的磷循环及不同地区磷尾矿的化学组成,综述了磷尾矿在农业领域的应用现状,包括复垦修复、制肥、制备土壤调理剂及土壤保水剂等,提出了磷尾矿在农业领域的梯级利用新思路,指出合理运用物理、化学或生物等手段,激发磷尾矿中有效元素活性并使其再次进入生态循环,是实现磷尾矿在农业领域资源化利用的关键,为进一步提高磷尾矿的资源化利用水平提供了指导。

基于草酸沉淀稀土母液直接复用工艺的风化壳淋积型稀土矿浸取

为解决草酸沉淀稀土母液复用浸矿工艺无法在禁止使用强酸强碱的矿区开展这一问题,优化了稀土沉淀工艺以减少母液中残留草酸,探索了母液中草酸对稀土浸出过程的影响,从而实现沉淀母液直接复用浸矿,并对其动力学模型和传质过程进行分析。结果表明:优化工艺条件为草酸与稀土的摩尔比(M_(o)∶M_(r))为3.5,草酸质量分数为5%,搅拌速率为300 r/min,陈化时间为8 h,此时,沉淀母液中残留草酸浓度为0.0025 mol/L,低于0.0063 mol/L,可直接用于稀土浸取过程,稀土浸出率达90%以上,表明优化工艺条件下可实现沉淀母液直接复用;草酸沉淀稀土母液直接复用工艺中稀土的浸出过程受内扩散动力学控制,浸取温度的升高有利于稀土的浸取传质过程。

2008年以来国际磷石膏主题的研究热点及趋势演进——基于文献计量和知识图谱的方法

为明确磷石膏资源化和无害化研究现状及未来发展,采用文献计量学方法统计分析了Web of Science(WoS)数据库中2008-2024年发表的的文献资料,并对年度发文量、机构、期刊、作者和论文关键词等信息单元进行了分析.结果表明:WoS数据库中磷石膏方面的论文共2892篇,年度发文量呈上升趋势;中国、西班牙、美国为发文量排名前三的国家;共计409所研究机构参与磷石膏研究,其中大学和研究中心为主要研究基地,而大学教师和硕博研究生以及研究员为研究主力,发文量最多的是维尔瓦大学的BOLIVAR J P.关键词分析表明:磷石膏主要可以作为水泥、混凝土等建筑材料,其次是对土壤和水进行重金属去除和钝化,其中建筑材料是磷石膏的研究热点.通过突现分析得出,用磷石膏制备建筑材料和用于肥料行业将成为未来的热点方向.

湖北某中低品位胶磷矿反浮选脱镁试验研究

以湖北某中低品位高镁胶磷矿(P_(2)O_(5)品位19.37%,MgO质量分数9.90%)为研究对象,采用自制的新型反浮选脱镁捕收剂HLF,在25℃条件下进行单一反浮选试验,结果表明:在磨矿细度为-0.074 mm占70%、磷酸用量为18 kg/t、捕收剂HLF用量为1.6 kg/t的最佳条件下,得到了精矿品位为30.64%、回收率为82.05%、选矿效率为33.17%的良好浮选指标。精矿产品多元素分析和扫描电镜能谱分析结果显示,氟磷灰石与白云石实现了较好的分离。浮选优化试验结果表明,用硫酸替换磷酸作为抑制剂可达到同样的浮选效果,且能降低选矿成本。通过对比HLF和油酸钠单一反浮选脱镁指标,发现HLF相比油酸钠有更为优异的反浮选脱镁性能。研究成果可为中低品位胶磷矿的浮选研究提供借鉴。

乙酸铵助浸风化壳淋积型稀土矿过程研究

针对目前风化壳淋积型稀土矿浸出过程中稀土浸出率低、中重稀土浸出效果差、稀土浸出液中杂质铝含量高以及浸取过程中黏土矿物膨胀率高等系列问题,采用0.20 mol/L硫酸铵为浸取剂,乙酸铵为助浸剂,探究乙酸铵对稀土浸出过程及黏土矿物膨胀性能的协同作用。结果表明:乙酸铵最佳助浸浓度为0.04 mol/L,此时稀土浸出率提高了4.81%,杂质铝的浸出率减小了48.66%,稀土总浓度提高了45.18μg/g,其中轻稀土浓度减小了27.26μg/g,中重稀土增加了72.44μg/g,表明乙酸铵强化了中重稀土的浸出。同时,乙酸铵浓度为0.04 mol/L时黏土矿物膨胀率为2.951%,相对硫酸铵作为单一浸取剂时膨胀率降低了1.298%。随乙酸铵助浸剂浓度的变化,稀土浸出率与Zeta电位变化成正比,黏土矿物膨胀率与Zeta电位变化呈反比,当乙酸铵浓度为0.04 mol/L时,黏土矿物表面Zeta电位为-18.26 mV。对于淋浸尾矿,添加乙酸铵后的尾矿则有较好的防膨性能,膨胀率仅为2.054%。本研究对风化壳淋积型稀土矿的稀土原地高效浸出提供了一定的有益指导。

地沟油脂肪酸捕收剂对异极矿的浮选机制研究

为了探究天然脂肪酸类捕收剂直接浮选异极矿替代传统硫胺法浮选的可行性,采用尿素包合法分离提纯地沟油中的天然脂肪酸用作异极矿浮选捕收剂,借助异极矿浮选试验确定适宜的分离参数及地沟油脂肪酸捕收剂浮选异极矿的行为规律。通过Zeta电位、FT-IR和XPS等分析检测手段揭示地沟油脂肪酸捕收剂在异极矿表面的作用机理。结果表明,当尿素和混合脂肪酸的质量比为1∶1时,经尿素包合法分离制备的地沟油不饱和脂肪酸捕收剂(DG-N)具有优异的浮选性能。在捕收剂DG-N质量浓度为200 mg/L、矿浆pH值为6~10、搅拌转速为200 r/min、充气量为80 mL/min的条件下,单泡浮选管浮选异极矿的回收率超过95%。Zeta电位和FT-IR分析结果表明,异极矿与捕收剂DG-N作用后表面Zeta电位值显著降低,作用后的FT-IR谱图中出现了明显的捕收剂DG-N特征峰,且异极矿表面Si-O和Zn-O键的红外波数发生了明显偏移,表明捕收剂DG-N在异极矿表面发生了吸附。XPS分析结果表明,吸附前后Zn 2p、O 1s、C 1s和Si 2p元素含量和化学态发生了变化,说明了捕收剂DG-N在异极矿的表面吸附过程涉及化学作用。机理研究表明地沟油捕收剂DG-N与异极矿表面存在强烈的化学作用,克服了静电斥力吸附在异极矿表面,从而使异极矿疏水上浮。研究结果可为地沟油制备浮选捕收剂和脂肪酸直接浮选异极矿提供有益的理论依据。

季铵盐碳链长度对石英和胶磷矿浮选分离影响

以十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)为捕收剂,通过纯矿物浮选试验、zeta电位、接触角和红外光谱(FTIR)测试研究了季铵盐碳链长度对石英和胶磷矿浮选分离效果的影响。纯矿物浮选试验表明,随着季铵盐碳链长度的增加,药剂对石英的捕收能力逐渐增强,顺序为OTAB>CTAB>TTAB>DTAB;季铵盐选择性捕收石英的能力随着碳链长度的增加先增加后减小,顺序为CTAB>OTAB>TTAB>DTAB。机理试验表明,随着季铵盐碳链长度的增加,石英表面zeta电位值增加越大,改变矿物表面接触角越大,石英表面疏水性增强;红外光谱测试表明季铵盐药剂物理吸附在石英表面。综合考虑捕收性和选择性,CTAB是石英和胶磷矿浮选分离的较优捕收剂。

磷石膏综合利用现状及展望

磷石膏长期堆存带来的环境问题日益突出,磷石膏的无害化处理及综合利用迫在眉睫。总结了磷石膏在制备工业石膏及建材、水泥缓凝剂、制备硫酸联产水泥、路基材料、填充材料、土壤改良剂等领域的研究进展,介绍了磷石膏主要的研究方向,分析了磷石膏综合利用科研与工业化的关系,指出磷石膏科研与工业化的核心矛盾在于石膏本身价格较低,而磷石膏工业化处理成本较高,无法得到推广,并针对以上问题提出了多种解决思路。指出磷石膏未来的发展需要政府政策的支持,以及维持磷石膏市场需求和新增装置之间的平衡。磷石膏利用方面,无害化处置是基础,路基材料是磷石膏消纳的主要途径,土壤化和生态修复是磷石膏利用的新方向。

氧化矿常温浮选脂肪酸类捕收剂的研究现状

脂肪酸是最常用的氧化矿浮选捕收剂。由于脂肪酸类捕收剂一般碳链较长,溶解分散性差,在氧化矿浮选过程中,往往需要加热矿浆来增强其对矿物的捕收作用,冬天温度低时表现得尤为明显。矿浆加热不仅需要额外的配套装置,还大大增加了浮选厂的能耗,从而增加其投资和运行成本。在氧化矿浮选中,尽管研究人员对开发新型捕收剂或复配捕收剂进行了广泛研究,但只有少数深入探索了脂肪酸类捕收剂常温浮选问题。总结了使用脂肪酸类捕收剂时矿浆需要加热的原因、缺点以及解决方法,为进一步解决氧化矿浮选需要加温的工程问题提供思路。

聚乙烯亚胺的抑膨促渗机理

为解决风化壳淋积型稀土矿(WCE-DREO)原地浸出过程中出现的滑坡和浸出速度慢等问题,研究了聚乙烯亚胺(PEI)对蒙脱石(MMT)和风化壳淋积型稀土矿的抑膨性能及作用机理。随着聚乙烯亚胺浓度的增加,聚乙烯亚胺对蒙脱石和风化壳淋积型稀土矿的抑膨效果逐渐增强。由0.4%聚乙烯亚胺和2%硫酸铵组成的复合浸出剂与单独使用2%硫酸铵相比,稀土的浸出效率从93.94%提高到95.24%,浸出时间缩短了约33%。聚乙烯亚胺可通过水解产生大量-NH_(3)^(+),从而中和黏土矿物夹层和表面的负电荷,减少静电排斥,削弱黏土矿物的水化和膨胀。PEI可在黏土颗粒上形成一层聚合物膜,改变颗粒表面的亲水性,减少水的侵入。小颗粒在长链PEI的包裹和桥联作用下发生团聚,从而增大了颗粒尺寸,有利于浸出剂的渗入。PEI骨架还能嵌入黏土夹层并挤出夹层水,从而抑制黏土矿物的膨胀。

碱解-离子选择电极法测定冰晶石总氟含量

针对目前冰晶石总氟含量常规测定耗时长、操作烦琐、过程物质存在毒害性和测试成本高等不足,提出了碱解-氟离子选择电极法实现快速准确测定冰晶石中的总氟含量。样品预处理过程中,在200℃下采用过量氢氧化钠在镍坩埚中碱解1 h,可将冰晶石中的氟完全转换为氟离子。溶液电位测量过程中,在样品溶液和氟离子标准溶液中加入TISABⅣ总离子强度调节缓冲溶液来消除Al^(3+)的干扰,同时在氟离子标准溶液中加入适量Na^(+)和Al^(3+)来保证样品溶液和标准溶液的总离子势和Na^(+)浓度一致。实验结果表明,该方法与传统化学分析法一致性良好,平均相对偏差为0.40%,最大绝对偏差为0.32%,且5次平行测量相对标准偏差小于0.50%,适用于冰晶石总氟含量的快速批量测定,亦可推广用于其他氟化物中总氟含量测定。

甲酸铵复配铵盐浸取风化壳淋积型稀土矿渗透性研究

风化壳淋积型稀土矿的渗透性对稀土浸取效率具有重要影响,为了更好地了解浸矿过程中浸取剂的渗透规律,分别探讨了硫酸铵、氯化铵和硝酸铵复配甲酸铵作为浸取剂浸取稀土时,矿石初始含水率、装矿高度及压差对风化壳淋积型稀土矿渗透性的影响。结果表明,3种复配铵盐在矿石中的渗透速度均随着初始含水率的增加、装矿高度的减小和压差的增大而增大,其中硝酸铵复配甲酸铵作为浸取剂时浸取液在矿体中的渗透速度最快且达到稳定渗流的时间最短。

非离子型表面活性剂对风化壳淋积型稀土矿浸出过程的影响

为了缓解风化壳淋积型稀土矿浸取过程存在的浸取周期长、浸出剂用量大和稀土拖尾等问题,以非离子型表面活性剂为助浸剂,氯化镁为浸出剂,对稀土浸出过程进行研究,研究复配浸出剂溶液性质,分析浸矿前后矿物粒径分布,探讨表面活性剂的促渗机理。研究结果显示,加入表面活性剂后,稀土浸出率提高,渗透速度加快,溶液的表面张力和接触角均减小,黏度增大,矿物颗粒的中值粒径明显减小,矿物表面Zeta电位增大,其中加入吐温40后稀土浸出率提高至86.38%,表面张力减小19.00%,接触角减小53.19%,溶液黏度减小4.29%,溶液性质变化最大。加入表面活性剂后可使溶液更容易润湿矿物,进入孔隙的阻力变小,扩散层厚度减小,黏土矿物的膨胀受到抑制,使得溶液浸出稀土的效果更好,其中吐温40对溶液浸出稀土的渗流效果影响最大,助渗效果最好。

风化壳淋积型稀土矿闭矿场铵盐淋出液化学沉淀脱氮

铵盐浸取风化壳淋积型稀土矿后残留大量铵盐,对稀土矿闭矿场淋出液进行脱氮处理是解决氨氮污染的有效手段。采用化学沉淀法脱除稀土矿闭矿场淋出液中氨氮,研究了沉淀条件对氨氮去除率的影响,利用响应面法优化沉淀工艺参数,通过溶液化学计算、XRD与SEM等分析化学沉淀脱氮过程及机理。结果表明:在pH=7.0、n(N)/n(P)=1.0/1.1、25℃、反应时间240 s的条件下,氨氮去除率可达86.87%;响应曲面拟合结果表明,各因素对氨氮去除率的影响次序为:NaOH的用量(pH)>n(N)/n(P)>反应时间,优化条件下氨氮去除率高达98.02%,化学沉淀后淋出液氨氮浓度<15 mg/L,达到国家排放标准;沉淀产物主要为MgNH4PO4·6H2O及少量MgHPO4·3H2O、Mg(OH)2和Mg3(PO4)2固体,呈表面粗糙的空心棒状结构。

某低品位磷矿工艺矿物学研究

以清平磷矿为研究对象,利用矿物参数自动定量分析系统(AMICS)、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、偏光显微镜和激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)等测试手段,对该矿的化学元素组成、矿物组成及含量、粒度特征、单体解离情况及连生关系等进行了研究,结果表明:矿石中主要有用矿物为胶磷矿,为非晶质结构或显微隐晶质结构;主要脉石矿物为白云石,次要脉石矿物为石英、黄铁矿,同时含有少量硫磷铝锶石和磷铝钙石;该矿石需要通过选矿的方法脱除白云石以富集磷灰石;胶磷矿与微细粒脉石矿物共生、P_(2)O_(5)品位低(12.05%)是影响磷灰石分选富集的主要不利因素。研究结果对该矿石的分选工艺流程制定具有一定的指导意义。

智能技术在矿物加工领域中的应用进展

智能技术作为引领性的高新技术,包含许多发展快速的新兴领域,具有自感知、自学习、自决策、自适应的能力,可以适应复杂多变的工业环境,已经在工业领域中解决了许多传统方法难以解决的问题。矿物加工领域作为人员密度大、劳动力强、工艺过程复杂的传统基础工业,在企业精细化管理和安全高效生产等方面具有很大提升空间。随着全球各行业智能技术的不断发展和迭代,未来传统选矿领域必将朝着高效、智能化和可持续的方向发展。目前,针对矿物加工过程智能化的研究取得了一定进展,但各种智能技术的应用处于初步探索和验证阶段,不同矿物加工过程的相关智能技术和数据分析方法研究较为分散和杂乱,缺乏系统性总结。为此,在详细分析了智能技术在矿物加工工艺流程中的应用原理和方式的基础上,首次依据智能化差异及数据复杂程度将矿物加工领域的智能技术归纳为自动化控制、神经网络、大数据开发三大类。系统性总结了各智能技术在破碎、磨矿、浮选、磁选等矿物加工过程的研究和应用发展现状,揭示了矿物加工过程中智能技术对品位提高、指标预测和流程稳定的重要意义,可为矿物加工领域的智能化、自动化、信息化研究提供一定帮助。

风化壳淋积型稀土矿中主要矿物对NH_(4)^(+)的吸附行为和机理研究

为了高效洗脱风化壳淋积型稀土矿残留铵盐,研究了风化壳淋积型稀土矿中主要粘土矿物(蒙脱土、埃洛石、伊利石、高岭土)、石英、云母、长石对NH_(4)^(+)的吸附行为和机理。结果表明,蒙脱土、埃洛石、伊利石、高岭土、石英、云母、长石及稀土矿对NH_(4)^(+)的吸附属于单分子层吸附,符合Langmuir等温吸附模型,对NH_(4)^(+)的最大吸附量分别为4.1 mg·g^(-1)、1.5 mg·g^(-1)、0.9 mg·g^(-1)、0.3 mg·g^(-1)、0.1 mg·g^(-1)、0.1 mg·g^(-1)、0.2 mg·g^(-1)、3.4 mg·g^(-1);粘土矿物对NH_(4)^(+)的吸附亲和力大小顺序为:蒙脱土>埃洛石>伊利石>高岭土;石英、云母、长石对NH_(4)^(+)的吸附是一个快速吸附过程,在50 min内可达到吸附平衡;蒙脱土、埃洛石、伊利石、高岭土、石英、云母、长石对NH_(4)^(+)吸附的最佳pH值分别为8、6、7、6、7、5、5。

某硫磷铝锶矿工艺矿物学研究

硫磷铝锶矿是一种尚未充分开发利用的矿产资源。以四川地区某硫磷铝锶原矿为研究对象,通过扫描电镜矿物自动定量分析系统(AMICS)、扫描电镜能谱分析(SEM-EDS)、X射线衍射分析(XRD)、偏光显微镜和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)等方法,对该矿的化学元素组成、矿物组成及含量、粒度特征、单体解离情况及连生关系等进行了详细研究。结果表明:该矿为磷质岩型矿石,主要组成矿物为胶磷矿,同时含有少量硫磷铝锶石、高岭石、磷铝钙石及黄铁矿;矿石中的磷主要以胶磷矿的形式存在,连生关系较简单,主要以与白云母、高岭石等矿物的两相连生为主;其次为硫磷铝锶石,硫磷铝锶石含有硫杂质,部分硫磷铝锶石与磷铝钙石包裹嵌布,复杂连生,是造成该硫磷铝锶矿资源化利用困难的主要原因。