公司动态

萤石捕收剂吸附机理及影响萤石回收率因素

    一、萤石捕收剂吸附机理 
浮选技术是萤石回收的重要手段，已在萤石提取与回收工艺中得到了广泛应用，是一项比较成熟的矿物加工技术。萤石浮选的捕收剂一般采用脂肪酸类药剂，在工业浮选工艺中目前最常用的是油酸及其改性产品。由于萤石、方解石及磷灰石等矿物属于微溶盐矿物，研究表明：不同产地的萤石样品因其溶解性质不同，可能引起萤石的零电点有很大的差别，如萤石的零电点可从2.2变化到10.6，将导致控制浮选的pH条件也不同。
萤石是CaF₂晶体，其中的氟离子比钙离子溶解性好，因而产生了钙浓度比氟浓度高的表面，在pH值较高时，溶液中的OH^-在其表面上吸附会中和正电荷。研究表明：羧酸盐类阴离子捕收剂（如油酸、棕榈酸和油酸钠）以化学方式吸附在萤石和方解石表面上，磺酸盐特效吸附在矿物表面上，阳离子捕收剂（RNH₃⁺）以物理方式吸附于矿物表面上，油酸和油酸钠在不同pH值下以不同的吸附量吸附在萤石和方解石表面上。
萤石这类微溶盐矿物与脂肪酸作为捕收剂的浮选多为化学作用控制，吸附物与吸附剂之间发生单分子层覆盖和形成化学键。经过弱电解质的复杂溶液化学、表面反应、沉淀的形成和发生异相凝聚现象，油酸通过自由的COO^-或（R-COO）₂Ca吸附在萤石表面上，红外光谱的谱带是油酸结构中的C=O伸缩振动峰引起的。在低pH值范围，没有吸收峰存在，随着pH值增大，吸收峰变得明显，表明化学吸附变强。在弱酸性pH值范围内，萤石表面上形成脂肪酸钙凝结胶体颗粒，增加了萤石的可浮性。
油酸类捕收剂因其价格便宜、来源广泛而受到萤石生产厂家的欢迎，但在浮选中亦存在明显的缺点，即选择性不高、抗冻能力差、弥散性不好等；其改性产品又存在容易分解、放久分层等缺点，导致使用效果时好时坏，难以稳定。采用这些药剂，需要对矿浆进行加温，不仅需要扩大建设投资，增加占地面积，提高生产成本而且像氧化石蜡皂等药剂还有毒，其应用受到一定的限制。针对不同的给矿性质、气候特征以及脂肪酸类捕收剂的不足，研制新型萤石捕收剂及其机理成为萤石选矿技术发展的热点之一。
二、影响萤石回收率的因素 
1、磨矿粒度（即磨矿细度）
在选矿作业中，磨矿细度是影响选矿指标的最主要的因素之一，它直接影响着最终精矿的选矿指标。通过选矿条件试验发现，在一定粒度范围内，新疆萤石矿精矿浮选指标随浮选粒度的粗细呈现规律性的变化。当粒度较粗时，萤石的回收率较高，但品位偏低；粒度较细时，萤石的回收率较低，但品位偏高。因此，要想提高萤石回收率，应降低磨矿粒度，反之亦然。
2、矿浆温度
萤石通常用羧酸类捕收剂浮选。由于羧酸凝固点高，因此矿浆温度对浮选过程影响显著。在一定温度范围内，温度较高时，羧酸在矿浆中溶解度增加，易于分散，对萤石矿的捕收能力较强，其回收率较高，但如果萤石解离不完全，会使部分脉石矿物跟着萤石一起被选别出来，这时会导致萤石矿品位较低；温度较低时，羧酸捕收能力弱，但部分可浮性较好的萤石会被选别出来，此时品位高，但其回收率低。
3 、捕收剂
在一定条件下，捕收剂用量较大时，回收率高，但品位低。一般粗选都是加大捕收剂的用量，尽量提高回收率；当捕收剂用量较小时，回收率较低，但其品位高。在精选作业中，一般选择少加或者不加捕收剂以提高精矿品位。
4、抑制剂
抑制剂主要的作用是抑制矿石中的脉石矿物以及有害元素。新疆萤石矿抑制剂条件试验中，当抑制剂用量较低时，精矿产品中脉石矿物方解石、重晶石含量高，导致精矿产品品位较低，但由于一段磨矿作业，萤石与脉石矿物解离不完全，使部分与脉石矿物粘连在一起的萤石一起被选别出来，导致回收率较高。当抑制剂用量较大时，品位高，但回收率低。精选作业中，一般采取添加抑制剂来提高精矿产品的品位。
5、矿浆液面
浮选过程中，可浮性较好的萤石矿物优先到达泡沫层顶层，当矿浆液面较低时，精矿品位高，但其回收率低；矿浆液面较高时，回收率较高，但其矿品位较低。
6、矿浆的pH
矿浆的pH值对萤石的浮选有很大的影响，当用油酸做捕收剂时，pH值为8-11时，可浮性较好；pH值为6时，可浮性也较好。对于不同类型的萤石矿，其脉石矿物的可浮性受到pH值影响也较大，进而影响选别效果，例如当用油酸做捕收剂时，pH值为8-9.5时，萤石和方解石的可浮性均较好。
7、水的质量
萤石用油酸捕收时，由于水中有Ca²⁺和Mg²⁺离子存在，有研究表明，Mg²⁺存在会严重的干扰萤石的浮选，显著降低浮选效果，故浮选萤石用水需要预先软化。
8、部分中矿集中再选返回
经试验研究可知，当中矿顺序返回时，部分脉石矿物一直循环于浮选系统，不能抛尾，影响浮选指标；如果选取部分脉石矿物含量较高的中矿集中再选，再选精矿返回粗选，尾矿直接抛尾，这种返回方式不仅减少了循环系统的负荷量，同时也提高了精矿产品的品位及回收率。
9、机械搅拌强度
在一定搅拌强度范围内，随着搅拌强度的增加，可以加快药剂分子跟矿物颗粒之间的接触时间，减少浮选时间，从而提高精矿产品的回收率及品位。