钨矿浮选药剂设计与组装

钨矿主要包括黑钨矿和白钨矿,其中白钨矿是主要的钨矿物,也是非常重要的战略含钙矿物。但钨矿物与脉石矿物的分离,尤其是与萤石和方解石等常见含钙矿物的选择性分离仍是世界难题。许多文献侧重于对新药剂的报道,但缺乏对这些药剂进行有效归类和进一步的分析。因此,分析了钨矿浮选药剂设计与组装原理,较为详细地论述了钨矿浮选过程中最重要的两大类药剂—捕收剂(阴离子捕收剂、阳离子捕收剂、两性捕收剂和配合物捕收剂等)和抑制剂(有机抑制剂和无机抑制剂)的类型、吸附机理和应用,阐述了钨矿浮选药剂设计与组装规律,以期对钨矿物与脉石矿物的高效分离提供借鉴。通过总结现有钨矿分选药剂,提出了钨矿浮选药剂要根据钨矿物与脉石矿物表面物理化学性质差异(表面润湿性、表面电位、表面活性位点等)以及钨矿物自身表面性质各向异性(不同晶面的性质差异)进行有针对性地设计与组装。同时,提出了药剂的设计与组装要遵循一定的方法,包括亲固官能团、疏水链等的设计和组装以及相应捕收剂和抑制剂的协同应用,从而兼顾捕收性和选择性,使得钨矿物能与其他矿物更高效地分离。与其他捕收剂相比,含有特殊官能团的螯合和配合物捕收剂对钨矿物具有更好的选择性,但是成本较高,因此,可开发疏水性更强的螯合或者配合物捕收剂,如在铅-苯甲羟肟酸配合物基础上嫁接更疏水的阴离子捕收剂或者对苯甲羟肟酸进行改性,增强其整体疏水性和分选效率。与其他抑制剂相比,高效、环保的聚羧酸类抑制剂对方解石具有更好的选择性,但需同时添加对硅酸盐类脉石矿物具有良好抑制能力的水玻璃及其改性物。需要注意的是,尽管白钨矿与萤石和方解石表面的钙活性位点有一定的差异性,但未来新药剂的设计可以另辟蹊径,设计与白钨矿氧位点具有更好选择性的捕收剂官能团或者与萤石氟位点(方解石氧位点)具有更好选择性的抑制剂官能团,从而实现白钨矿与其他含钙矿物的分离。另外,对于钨矿物与脉石矿物的分离方法也不能仅局限于正浮选,开发合适的反浮选方法也具有重要意义。特别是方解石含量高的钨矿石或者钨精矿,通过采用抑制钨矿物然后预脱除方解石的方法实现钨矿物的回收或者钨精矿品位的进一步提升。

月桂酰肌氨酸钠选择性分离萤石和方解石及其作用机理

战略含钙矿物萤石与方解石具有相似的表面钙活性位点,导致两者的高效分离是浮选领域世界难题之一。在本文中,绿色、低廉和具有特殊官能团的月桂酰肌氨酸钠(SNLS)被用作一种新型萤石捕收剂。结果表明:在单矿物浮选试验中,当pH值为9.0和SNLS用量为1.5×10^(−5)mol/L时,萤石和方解石的回收率存在54.59%的最大差值。在人工混合矿浮选试验中,当pH值为9.0且不使用任何抑制剂时,用量为1.3×10^(−5)mol/L的SNLS可实现萤石和方解石的选择性分离。与方解石相比,SNLS在萤石表面吸附更多,其原因是萤石表面的钙原子密度更大和活性更高,使得SNLS在萤石表面吸附更强。因此,SNLS在萤石和方解石表面显著的吸附行为差异为工业上萤石的高效分选提供了可能。