一水硬铝石浮选体系中表面活性剂的作用

【摘要】：论文在一水硬铝石和高岭石两种矿物的晶体结构、表面性质与浮选行为关系的基础上,研究了四种表面活性剂在一水硬铝石和高岭石两种矿物浮选体系中的相互作用规律,并通过浮选溶液化学计算,表面张力、接触角、红外光谱等检测方法研究了表面活性剂与矿物表面的作用机理。 1.一水硬铝石和高岭石晶体结构与表面性质 一水硬铝石晶体结构中,铝氧八面体形成双链,双链间以角顶相连,链内八面体共棱连结;高岭石为硅氧四面体的六方网层与“氢氧铝石”按1:1的结合而形成的层状硅酸盐矿物。一水硬铝石表面的铝离子丰度是高岭石表面的铝离子丰度的1.7倍。一水硬铝石表面的荷电机理为表面氢离子的吸附和电离,动电位随溶液pH的增大而降低。高岭石的荷电机理有两种:端面为氢离子的吸附和电离,电位随溶液pH的增大而降低;层面为金属离子的晶格取代,荷负电,与溶液的pH无关。一水硬铝石的零点电为pH5.5,高岭石的零点电为pH3.0。 2.一水硬铝石和高岭石浮选体系中,表面活性剂相互作用规律 一水硬铝石浮选体系中,表面活性剂OL2、OL3、OL4能显著提高OL1的浮选性能,一水硬铝石浮选回收率提高12%左右。四种表面活性剂组合-添加顺序影响表面活性剂的作用效果,预先混合添加方式最好,四种表面活性剂的最佳混合比为30:2:1:8;表面活性剂能提高OL1的低温浮选性能和抗硬水性能。 高岭石浮选体系中,表面活性剂的组合-添加顺序同样能影响表面活性剂的作用效果,表面活性剂后加能提高高岭石的回收率,表面活性剂先添加和预先混合再加能降低其回收率。 3.表面活性剂与矿物的作用机理 浮选溶液化学计算表明,当pH为9时,溶液中油酸钠以二聚物和酸—皂形式为主,其中对浮选有重要作用的是酸—皂。 表面活性剂之间通过混合形成混合胶束,起到乳化加溶作用,进而促进阴离子表面活性剂在矿物表面的吸附。混合胶束的形成可以从油酸钠体系中表面张力的变化看出。 接触角、动电位的测定表明,OL2、OL3、OL4的添加能降低矿物表面的动电位,促进OL1在矿物表面的吸附,增大接触角。进一步的红外光谱检测表明,吸附方式的趋势从物理吸附向化学吸附转变。 4.人工混合矿分离实验 表面活性剂混合使用有利于铝硅矿物浮选分离。人工混合矿分离实验