2023年浮选药剂研究进展

本文收集了2023年国内核心期刊发表的部分浮选药剂的信息,分硫化矿捕收剂、氧化矿捕收剂、调整剂、起泡剂与助磨剂及助滤剂、浮选药剂的结构与性能和废水处理六个方面介绍并略加评论。

某低品位难选白钨矿选矿试验研究

针对福建某钨多金属选厂白钨矿回收存在粗精矿产率大、WO3品位低,加温精选水玻璃用量大、能耗高及钨精矿指标差等难题,文章通过试验研究,优化粗选段工艺流程并采用新型高效的QB-3抑制剂和CYP-01捕收剂,实现了粗选段白钨矿的高效富集,大幅降低钨粗精矿产率和钨加温精选水玻璃用量,有利于节能降耗。采用新的白钨矿浮选工艺,全流程闭路试验获得了产率0.10%、WO_(3)品位65.381%、回收率75.15%的钨精矿,实现了低品位难选白钨矿的高效综合回收。

不同钙离子沉淀对辉钼矿浮选抑制机理研究

辉钼矿浮选矿浆中含有的大量钙离子,可能与SO_(4)^(2-)、MoO_(4)^(2-)、CO_(3)^(2-)、OH^(-)等生成沉淀吸附在辉钼矿表面,不同程度抑制辉钼矿的浮选。溶液化学计算结果表明,矿浆中CaSO_(4)/CaMoO_(4)/CaCO_(3)/Ca(OH)_(2)/出现点分别为pH=1.8/3.8/6.6/13.6,且存在不同程度的相互转化行为。单矿物浮选实验结果显示CaSO_(4)、CaMoO_(4)对辉钼矿浮选的抑制作用较小,而CaCO_(3)、Ca(OH)_(2)的抑制作用较大,其中CaMoO_(4)影响最小,Ca(OH)_(2)影响最大。接触角测试发现,去离子水/CaMoO_(4)溶液/CaSO_(4)溶液/CaCO_(3)溶液/Ca(OH)_(2)溶液中辉钼矿“棱”上接触角分别为89.25°/80.44°/73.31°/62.56°/53.13°,与不同钙离子沉淀对辉钼矿浮选效果影响的规律一致。SEM-EDS结果发现,仅有微量CaMoO_(4)吸附于辉钼矿“棱”,少量CaSO_(4)吸附于辉钼矿“面”,而CaCO_(3)大量吸附于辉钼矿“面”和“棱”。不同钙离子沉淀物在辉钼矿表面吸附行为的差异是导致辉钼矿浮选效果不同的原因,因此,调控辉钼矿浮选矿浆中钙离子沉淀物的类型有利于改善选钼效果。

气溶胶化丁基黄药强化黄铁矿浮选回收机理研究

为分析气溶胶处理丁基黄药对黄铁矿浮选效果的影响规律及其机理,以气溶胶化丁基黄药为捕收剂,进行了黄铁矿单矿物浮选实验,采用电导率、红外光谱及XPS等手段对经气溶胶处理前后的丁基黄药作用的黄铁矿进行表征。结果表明,气溶胶化丁基黄药可显著提高丁基黄药中的有效成分双黄药分子的含量以及黄铁矿的浮选效果,在丁基黄药质量浓度为15 mg/L时,黄铁矿的回收率为57.20%,与未处理相比,黄铁矿回收率提高16.47百分点。气溶胶化处理丁基黄药可以提高溶液中的溶解氧浓度,溶解氧既可促进溶液中双黄药的生成,强化丁基黄药对黄铁矿的捕收效果,又可影响黄铁矿的氧化反应程度,使黄铁矿表面矿物组成发生变化,并且疏水性单质硫的比例增加了7.61百分点,有利于黄铁矿上浮。此外,由于气溶胶化丁基黄药在黄铁矿表面吸附量增大,黄铁矿表面所含疏水基团-C4H9增多,提高了黄铁矿的疏水性。研究结果对气溶胶浮选技术在浮选领域应用有一定的参考意义。

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。

胺基磷酸钠在卡林型金矿高效分选中的应用

卡林型金矿的高效分选是金矿回收面临的重要挑战。卡林型金矿中的金以微细粒的形式赋存于黄铁矿中,降低了晶体的有序性。早期的研究证明:氧化后的黄铁矿和白云石间会发生同质化效应,导致颗粒间的异相团聚,从而恶化卡林型金矿的分选效果。基于黄铁矿和白云石间的相互作用机理,提出了“强化分散”的原型技术,并筛选出胺基磷酸钠来实现原型技术的应用,在实验室实验中取得了良好的效果。通过浊度试验对药剂强化分散作用进行了验证,利用人工混合矿和高低品位卡林型金矿实际矿石的浮选来验证药剂在矿物分选过程中的作用。结果显示:胺基磷酸钠的加入可实现提高精矿中Fe、Au回收率,降低MgO上浮比例的预期目标,同时将Au的富集比提高到3.5左右。结果证明:胺基磷酸钠可通过强化氧化黄铁矿和白云石颗粒的分散来提高黄铁矿和白云石间的分选效率,从而优化卡林型金矿的浮选指标,该原型技术为含黄铁矿和白云石类矿物间高效分选技术的开发提供了相应的借鉴,具有推广应用的潜力。

锌硫分离低碱浮选药剂研究进展

闪锌矿与黄铁矿在低碱条件下的浮选分离一直是选矿领域的热点与难点。传统的锌硫分离方法通常需要在添加石灰的高碱环境下进行,但是大量使用石灰会造成管道堵塞、后续金属矿物活化困难等问题,因此无碱或低碱条件下的锌硫分离浮选药剂的选择尤为重要。综述了锌硫分离浮选药剂的研究进展,介绍了低碱抑制剂(有机抑制剂、无机抑制剂和新型抑制剂)和低碱选择性捕收剂(黄药类、阳离子捕收剂、组合捕收剂和新型捕收剂)的种类以及它们的分选机理,总结了各类低碱浮选药剂的优缺点,并探讨了在低碱环境下分离闪锌矿和黄铁矿所用浮选药剂的研究方向。

低温组合药剂对菱镁矿与白云石浮选分离影响

在T=10℃条件下,以瓜尔胶为调整剂,NaOL和Tween-80为组合捕收剂,在矿浆pH值为8~12的碱性条件下对菱镁矿和白云石分别进行了浮选试验,考察了组合捕收剂配比、组合捕收剂用量、矿浆pH值、瓜尔胶用量对菱镁矿和白云石浮选回收率的影响。浮选试验发现,与NaOL体系中加入20mg/L瓜尔胶相比,组合捕收剂体系(Tween-80用量为NaOL用量的2.5%)和20mg/L瓜尔胶的药剂制度效果更好,使用后菱镁矿回收率从55.5%提高到了87%,白云石回收率从29%升高到30.5%,使矿石回收率上升,二者之间的浮游差变大。在该条件下进行了菱镁矿与白云石比例为9∶1的人工混合矿浮选试验,发现瓜尔胶可以选择性抑制白云石,实现菱镁矿与脉石矿物白云石的有效分离。接触角测试结果表明,在组合捕收剂体系下,瓜尔胶可以降低白云石表面的疏水性。结合动电位、红外光谱和XPS分析,在T=10℃的条件下加入Tween-80后,动电位降低,红外光谱无新吸收峰,菱镁矿和白云石元素结合能均未发生明显变化,且矿物表面C元素含量增加,得出Tween-80通过促进NaOL溶解和分散,加强了NaOL的吸附从而提高回收率;加入瓜尔胶后,相较于菱镁矿,白云石电位明显负移,红外光谱中出现瓜尔胶特征峰,N、P元素显著增多,且Ca结合能变化大于Mg结合能变化,由此得出瓜尔胶对Ca位点吸附能力大于对Mg位点的吸附能力,故可以选择性吸附在白云石表面,使NaOL与白云石结合变少,疏水性降低导致下沉,从而实现T=10℃下菱镁矿和白云石的浮选分离。

乳化捕收剂强化煤泥浮选研究进展

与传统药剂(烃类油)相比,乳化捕收剂能降低油水界面张力,在水中的分散度高,可快速有选择性地吸附在煤表面,改善煤表面的疏水性,提高浮选效率,能够有效解决捕收性能差、选择性差和油耗高的问题。介绍了乳化捕收剂(普通乳状液和微乳液)的结构及形成机理,分析了机械搅拌、超声乳化和射流乳化三种制备乳化捕收剂的方法及优缺点,阐述了乳化捕收剂的分散度、表面改性作用及浮选速度与煤泥浮选效率提高之间的关系,总结了现阶段乳化捕收剂的研究类型及应用情况。提出针对煤泥的性质,设计及制备不同特性的乳化捕收剂,将有利于推动工业规模上煤泥的高效回收。

Enhancing sustainability in phosphate ore processing:Performance of frying oil as alternative flotation collector for carbonate removal

Recycling waste frying oils for the synthesis of flotation reagents presents a promising avenue for sustainable waste management.Moreover,it offers a cost-effective solution for crafting a specialized collector designed to efficiently remove carbonates and enhance phosphate enrichment in froth flotation processes.This study focuses on the synthesis of an anionic collector using the saponification reaction of a frying oil sample,subsequently applied to the flotation of calcite and dolomite.To elucidate the adsorption mechanisms of the frying oil collector(FrOC)and sodium oleate,a reference collector,on fluorapatite,calcite,dolomite,and quartz surfaces,comprehensive experiments were conducted,including zeta potential measurements and Fourier transform infrared spectroscopy.Results revealed diverse adsorption affinities of the molecules towards these minerals.To assess the practical performance of the collector,flotation tests were conducted using a natural phosphate ore mixture,employing a BoxBehnken experimental design.Notably,under optimized conditions(pH 9,1000 g/t of FrOC,3.5 min of conditioning,and 6 min of flotation),FrOC exhibited excellent performance,with calcite and dolomite recoveries exceeding 80%,while apatite recovery in the concentrate fraction remained below 10%.This work exemplifies both circular economy practices and the distinctive approach to sustainable mineral processing.

组合捕收剂协同增效机制及其在浮选中的应用进展

组合捕收剂的协同增效对改善单一捕收剂性能缺陷有着重要作用,通过广大研究者针对组合捕收剂的最新研究,详细阐述了组合捕收剂协同增效的具体机制和原理,主要分为共吸附机理、电荷补偿机理、疏水强化机理和捕收剂性质互补机理。针对组合捕收剂在浮选中的不同应用,分类描述了不同种类组合捕收剂在浮选中的最新使用情况。针对组合捕收剂协同增效现有研究的不足,提出建立理论计算与分析表征相结合的捕收剂间协同增效机制研究平台,发展新的分析表征技术,加强捕收剂间促溶、促分散等方面的基础研究,建立对应的构效关系,并使用大数据、机器学习和人工智能,这将对高效组合捕收剂的研究有着重要意义。

基于苯甲羟肟酸的三元组合捕收剂高效浮选白钨矿研究及分子动力学模拟

羟肟酸是常见的白钨矿浮选捕收剂,由于其价格高、用量大导致浮选成本偏高。为实现白钨矿的低成本高效浮选,提出一种降本增效的白钨矿浮选三元组合捕收剂:苯甲羟肟酸(BHA)+R-苯甲酸(4-MBA)+辛基羟肟酸(OHA)。采用分子动力学模拟计算方法证实了该组合捕收剂在白钨矿浮选体系中存在协同作用;同时,通过实际矿石浮选实验,进一步验证了组合捕收剂对白钨矿有着良好的捕收性能。分子动力学模拟结果表明,随着捕收剂种类的增加,白钨矿(112)表面水分子相对浓度也随之降低,矿物表面疏水性增强;当捕收剂体系为BHA+OHA+4-MBA的三元组合捕收剂时,白钨矿表面水分子相对浓度最低,表明该三元组合捕收剂间存在协同作用,使矿物表面表现出更强的疏水性。针对某复杂低品位白钨矿进行了浮选试验,结果表明,在BHA浮选白钨矿体系中加入BHA用量11.11%的4-MBA,有效提高了BHA对白钨矿的浮选效果,在保障回收率的同时,BHA用量约降低40%;而BHA用量2.22%的OHA与BHA组合后,白钨矿的浮选回收率约提高20百分点,同时改善了浮选泡沫层。在BHA+OHA+4-MBA的三元组合捕收剂体系中,综合了两种不同的协同作用效果,使钨粗精矿的品位与回收率均达到最佳值。在使用水玻璃与羧甲基纤维素(CMC)组合作为抑制剂,经一粗一扫三精的闭路浮选实验后得到WO_(3)品位为28.55%、WO_(3)回收率为72.04%的钨精矿;与现场使用苯甲羟肟酸单一捕收剂相比,钨精矿的品位与回收率分别提高了3百分点与4百分点左右,捕收剂用量降低了37.5%。在提高白钨矿回收率的同时显著降低了浮选药剂成本,实现了白钨矿的高效回收。

磁化处理对浮选药剂与水的影响研究进展

为了推进磁化处理技术在选矿行业中的应用,简述了磁化处理技术及其发展史。对磁化处理技术在国内外各领域的研究现状进行了分析,总结了磁化处理技术的优势。重点归纳了磁化处理在浮选中对捕收剂、抑制剂的影响,总结分析了磁化处理对浮选药剂的磁化效果及其在浮选中的作用,归纳总结了磁化处理对浸出剂的磁化效果及其对浸出指标的影响。磁化处理工艺相比于常规浮选,具有简化工艺流程,减少药剂用量及提高选别指标等优势。针对磁化水能够提高浮选回收率等选别指标的问题,对磁化水的理化性质进行了分析,最后指出了磁化处理对表面张力、黏度的影响是其效果的来源。针对现有研究中的不足,指出了今后磁化处理技术在基础理论方面的研究方向及发展趋势。

某金矿浮选机优化改造实践

本文主要介绍了针对浮选设备存在的筒体损坏、轴承润滑不良和底座结构不合理等问题进行的优化改造实践。在筒体修复方面,采用了德国蒂普拓普衬胶进行现场修复,缩短施工工期240h以上,节约成本约15万元。在轴承润滑方面,设计了镶嵌式轴承润滑保护装置,大大延长了轴承寿命,保证了浮选效果和效率。而在底座结构方面,设计了可分离式钢底座,便于维护和安装,年节约检修时间22.5h,底座稳定性得到了明显提升,避免了因底座振动大造成的轴承损坏,年可节约成本15万元。实践表明,浮选机的优化改造能有效提升选矿厂的生产水平和经济效益,是一项关键的技术任务。本文提出的优化改造方法对于提高浮选机的性能与维护方便具有指导作用,具有很高的实用价值。

碳酸盐型胶磷矿浮选抑制剂种类机理研究进展

磷矿位于四种非金属战略性矿产资源之首,战略意义重大。但我国磷矿资源禀赋差、可选性难度大,高效回收属行业难题。浮选法是回收磷矿资源最常用的方法,因此,本文以浮选理论为基础,重点综述碳酸盐型胶磷矿正浮选抑制剂分子结构及其与矿物的作用机理、影响浮选性能等内容,并结合药剂的性质、成本、环保等因素预测胶磷矿正浮选抑制剂未来的研究及发展方向。

青海省察尔汗盐湖区卤水中十二烷基吗啉的分布特征及变化规律

青海省察尔汗盐湖区钾肥生产目前主要使用的反浮选药剂是十二烷基吗啉(DMP),但目前对于察尔汗盐湖区卤水中DMP的浓度及分布特征尚不清楚。采集了察尔汗盐湖区33个采样点的卤水样(其中部分为淡水样),采用甲基橙分光光度法对水样中DMP浓度进行定量检测,分析湖区DMP浓度及分布特征。研究结果表明:(1)察尔汗盐湖区DMP浓度的空间分布呈现整体较低、部分地区出现高值的特征。(2)在湖区所采的不同类型水样中,DMP浓度呈现生产线卤水>盐田卤水>盐湖卤水>淡水≈采卤渠卤水的分布特征,质量浓度介于0.06~18.90 mg/L,平均值为2.16 mg/L。(3)卤水中DMP浓度受pH、电导率、Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)变化影响。

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。

新型组合捕收剂对锂云母、钠长石和石英的浮选性能研究

研发新型高效锂云母浮选捕收剂对于我国锂工业的发展具有重要战略意义。以锂云母、钠长石和石英单矿物为研究对象,采用由有机胺类和多官能团羧酸类捕收剂组成的新型阴阳离子组合捕收剂SDI-101,系统考察药剂质量配比、药剂用量、矿浆pH、抑制剂用量等因素对三种单矿物浮选行为的影响,并与传统阴阳离子组合捕收剂(十二胺(DDA)+油酸钠(NaOL))进行对比。通过红外光谱检测、Zeta电位分析、接触角检测、表面张力测量、泡沫性能测试等检测分析手段系统研究了新型组合捕收剂在锂云母表面的吸附方式及作用机理。实验结果表明,在组合捕收剂SDI-101(阳离子与阴离子捕收剂质量比1∶1)用量为500 g/t时,锂云母的回收率超过90%,高于传统组合捕收剂DDA+NaOL的40%,其对锂云母的捕收性能更强,而长石回收率仅为12.5%,石英回收率低于2%,基本不浮。机理研究结果表明,与常规组合捕收剂相比,SDI-101具有良好的泡沫性能,新型组合捕收剂通过疏水缔合共吸附于锂云母表面,同时可减弱吸附时存在的静电斥力,表现出更强的协同作用,提高了捕收剂分子在锂云母表面吸附的数量及稳定性,从而增强了对锂云母的捕收性能。

Fe^(3+)对浮钨尾矿中受抑萤石的活化作用及其与方解石浮选分离的影响

白钨矿、萤石和方解石的浮选中,抑制剂的加入往往会增加后续萤石、方解石浮选分离的难度。通过浮选实验、吸附量测试、Zeta电位测量及溶液化学计算,研究了Fe^(3+)对浮钨尾矿中受抑萤石的活化作用及其与方解石浮选分离的影响及机理。单矿物浮选实验结果表明,Fe^(3+)单独添加对方解石的抑制作用远大于萤石。水玻璃单独添加时,两种矿物同时被抑制。在pH为8.0、水玻璃用量为300 mg/L、油酸钠用量为1.5×10^(-4)mol/L的条件下,萤石、方解石浮选回收率分别为13.49%和16.83%。水玻璃体系中引入Fe^(3+),在pH为8.0、水玻璃用量为75 mg/L、Fe^(3+)用量为3×10^(-4)mol/L、油酸钠用量为1.5×10^(-4)mol/L的条件下,萤石、方解石浮选回收率分别为82.01%和15.64%,Fe^(3+)的加入提高了水玻璃体系中受抑萤石的可浮性,选择性活化了萤石,机理分析表明,Fe^(3+)更容易在方解石表面发生吸附,阻碍了油酸钠的吸附。水玻璃体系中加入Fe^(3+)后,溶液中Fe^(3+)的水解组分Fe(OH)^(2+)、Fe(OH)_(4)^(-)选择性地与萤石表面水玻璃的水解组分Si(OH)_(4)、SiO(OH)_(3)^(-)发生化学反应,生成Fe^(+)-水玻璃聚合物,使得萤石表面的水玻璃水解组分含量减少,恢复了萤石的可浮性,而Fe^(+)-水玻璃聚合物则较多地在方解石表面发生吸附,更加抑制了方解石的浮选。

羧甲基纤维素对磷灰石与白云石浮选分离的影响及机理研究

以磷灰石和白云石为研究对象,采用纯矿物浮选实验、红外光谱分析、Zeta电位分析等方法,探讨油酸钠体系中羧甲基纤维素(CMC)对两种矿物浮选分离的影响及作用机理。实验结果表明:油酸钠为捕收剂用量100 mg/L,在无抑制剂CMC时,白云石和磷灰石的回收率均在90%以上;而CMC质量浓度5 mg/L时,白云石与磷灰石的回收率分别为4.72%、95.52%,实现了白云石与磷灰石的高效分离。机理分析表明:油酸钠在磷灰石和白云石表面主要以物理吸附为主,而CMC可能与白云石表面的Mg2+“桥接”,阻碍了油酸钠在白云石表面的吸附,且其阻碍油酸钠在磷灰石表面吸附的能力很小,因此CMC对白云石具有较强的选择性抑制作用;在油酸钠体系中,随着CMC质量浓度的增大,磷灰石表面电位发生轻微负偏移,而白云石表面电位出现大幅负移,说明CMC能阻止油酸钠在白云石表面的吸附,却不影响油酸钠在磷灰石表面的吸附,因此能达到选择性抑制白云石浮选的效果。