张明伟-北京矿冶研究总院

北京矿冶研究总院 硕士开题 论文题目：湿式磨矿条件下不同介质对 氧化矿物浮选的影响 研究生姓名：张明伟 专业：矿物加工工程 指导教师：何发钰 研究员 北京矿冶研究总院 2011年01月11日 目录 TOC \o "1-3" \h \z \u 一 磨矿对矿物表面性质、矿浆化学性质和浮选行为影响的研究现状与进展 1 1.1磨矿对矿物表面性质的影响 2 1.2 磨矿对矿浆化学性质的影响 3 1.3磨矿对浮选行为的影响 4 二 磨矿过程中的机械力化学作用及其对矿物浮选的影响 5 2.1 磨矿过程中的机械力化学作用对矿物表面形态及性质的影响 6 2.2磨矿过程中的机械力化学作用对矿物晶体结构的影响 7 三．课题的提出、需要解决的问题及研究内容 9 3.1课题的提出及需要解决的问题 9 3.2研究内容 9 3.3研究方法 10 3.4技术路线 10 3.5可行性分析 10 3.6本课题的特色和创新之处 10 四．实验 12 *4.1湿式磨矿对单矿物体系矿浆性质的影响 12 4.2湿式磨矿对氧化矿单矿物浮选的影响 12 4.3湿式磨矿对氧化矿物浮选分离的影响 22 4.4 湿式磨矿对氧化矿物表面性质的影响 23 五、试样、试剂和仪器设备 24 5.1试样的采集与制备 24 5.2试验药剂 24 5.3试验设备 25 5.4分析检测方法和仪器 26 六、方案计划 27 参考文献： 28 一 磨矿对矿物表面性质、矿浆化学性质和浮选行为影响的研究现状与进展 浮选的发展已有一百多年的历史，至今仍然是硫化矿、某些非金属矿和氧化矿的一种高效分离富集手段，其主要是充分利用矿物颗粒表面性质的差异达到分选的目的。磨矿作为浮选前的一道必备工序对矿物的浮选有着非同寻常的意义[1,2,3]。 世界著名选矿学者A.F.塔加尔特将矿石入选前磨矿的任务确定为[4]：“磨矿的功用和目的依其所磨原料不同而不同。在选矿厂磨矿的主要任务是将矿物原料粉碎，以使大部分有用矿物得以从脉石中解离出来，并在许多情况下使两种矿物分离开来；其次一个任务是将单体的有用矿物依其粒度的必要缩小程度减小，以使他们在下一个选矿过程中得以有不同的性态表现”。 但磨矿过程是一个复杂的物理、化学及物理化学过程，国内外已有的许多理论研究和工业实践均表明，磨矿环境对后续矿物的加工有着重大影响，其对矿物的主要影响如图1.1所示。 图1.1 磨矿可能引起的各种物理、化学变化 Fig.1.1 Schematic presentation of various physical and chemical changes created by grinding 矿物浮选体系是一个多相的多化学反应的流体动力学体系。氧化矿在入选前要经过开采、破碎、筛分、磨矿、分级和搅拌等工序，每一个工序都是开放体系，必然会对氧化矿的表面性质产生影响，最终影响到硫化矿的分选效率。这些因素中，影响最大，研究最多的应当是磨矿体系。矿物浮选体系是一个多相的多化学反应的流体动力学体系。 1.1磨矿对矿物表面性质的影响 磨矿行为改变了矿物的表面性质，在矿物表面产生缺陷，引入杂质，使得表面电子能级产生变化，影响矿物表面的电极电位，同时也改变了矿物的表面活性。 何发钰、孙传尧、宋磊等人[5]利用SEM、XPS及浮选试验考察磨矿介质对方铅矿表面性质和浮选行为的影响。结果表明，采用瓷介质与铁介质磨矿时，方铅矿表面形态、表面氧化产物及浮选行为存在明显差异。采用瓷介质磨矿时，方铅矿的浮选效果明显好于采用铁介质磨矿的情形，更有利于方铅矿的浮选回收。采用铁介质磨矿时，方铅矿表面粗糙，腐蚀严重，存在大量的非晶质化亲水性的PbSO4。和FeOOH是造成方铅矿表面亲水性增强。浮选回收率低的主要原因。这一现象在研究黄铁矿[6]时存在。 日本学者原田种臣等[7]研究了干式与湿式磨矿矿浆的氧化还原电位，由于其电位的差异，也使黄铁矿表面的单体硫析出量存在着差异，因而造成了浮选速率的差异。 刘书杰、何发钰等人[8]研究干式铁磨和干式瓷磨对黄铁矿表面性质以及后续浮选的影响。结果表明，瓷介质磨矿的矿物浮游性较铁介质磨矿的矿物浮游性好，黄铁矿氧化形成的缺金属富硫表面和矿物晶格中的阳离子空位将大大提高黄铁矿的回收率和浮擗速度。 Peng Y J等[9]对黄铜矿、黄铁矿单矿物浮选和双矿物分离进行了高铬铁和铸铁的磨浮试验，并采用EDTA萃取和XPS能谱分析矿物与磨矿介质之间的电偶作用。结果发现，黄铜矿的浮游性很大程度依赖于表面生成的氧化铁种类和缺金属富硫表面的产生。 宋振国、孙传尧等人[10]究了钢球和氧化锆球两种磨矿介质对方解石表面性质及方解石在十二胺浮选体系中的回收率的影响。浮选试验结果表明，在十二胺浮选体系中，采用氧化锆球磨矿，其方解石磨矿产品的浮选回收率高于用钢球 磨矿时的浮选回收率。溶液检测和表面分析表明，钢球磨矿过程中产生了铁离子，并进一步氧化成铁的氧化物吸附在方解石表面，使方解石表面负电性降低，从而对方解石产生抑制作用。这一现象同样存在于孔雀石油酸钠浮选体系[11]中。 Harris P J [12]在研究磨矿对闪锌矿的活化作用时发现，磨剥行为使Fe2+取代闪锌矿的Zn2+，改变了矿物的表面性质，恶化了闪锌矿的浮选。 覃文庆等[13]通过热力学分析、电化学测试及紫外分析可得出以下结论：(1)黄药在磁黄铁矿表面可以生成疏水性的双黄药，随着pH值提高、电极电位增加，磁黄铁矿自身氧化加剧；(2)丁黄药在磁黄铁矿表面形成双黄药的电化学动力学方程式表明，丁黄药氧化成双黄药存在0.098V左右的过电位，同时，氧化速度较快。随pH增高，磁黄铁矿表面吸附的双黄药厚度逐渐变薄，降低其疏水性。 1.2 磨矿对矿浆化学性质的影响 对硫化矿来说，矿浆化学性质主要包括矿浆pH值、氧化还原电位、电导率、溶解氧含量、离子浓度和浮选药剂浓度等，对氧化矿来说，矿浆化学性质主要包括矿浆pH值、离子浓度和浮选药剂浓度等，这些化学性质是发生在磨矿—浮选体系中不同阶段的各种物理化学反应的综合结果。许多研究表明，矿浆的化学性质主要由磨矿—浮选的环境决定，进而影响氧化矿物的浮选行为和氧化矿浮选分离的结果。 黄国智[14]等用与恒定电位计相连的Magotteaux磨矿系统对斑铜矿进行磨矿．在磨矿过程中通过测量矿物Eh、可溶氧含量、矿物的静电位和极化曲线研究了磨矿介质与斑铜矿之间的电化学作用和矿浆化学。研究了低碳钢磨矿介质和含铬钢(铬含量为15％、21％和30％)磨矿介质对通过斑铜矿的伽筏尼电流和斑铜矿可浮选性的影响。随着磨矿介质的电化学活性和矿浆中氧含量的提高，斑铜矿与磨矿介质之间的伽筏尼作用强度增大。磨矿过程中的伽筏尼作用使得磨矿介质氧化，矿浆中产生的氧化铁组分数量增多。斑铜矿的可浮性降低。应用电化学活性低的磨矿介质，有利于细粒(<10μｍ)斑铜矿的浮选回收。 纪国平、张迎棋[15]认为在pH值为中性的矿浆中浮选云母，铁介质磨机磨矿引入的铁离子，不但对硅酸盐矿物产生活化或抑制作用。还会通过降低硅酸盐矿物表面负电位绝对值，使非目的矿物吸附在云母表面，影响云母浮选指标。刘升明、段希祥等[16]人认为水能促进混合矿及各组份的磨碎，也能改善磁铁矿-石英混合物的磨碎选择性。杨文新、寇廷玉[17]在研究东川泥质氧化铜矿时认为在球磨机和粗选中加入磷酸乙（丙）二胺可使铜的回收率提高3~5%。田嘉印[18]认为鞍山式铁矿的阶段磨矿能够很好的降低能耗、减少金属损失、提高过滤机的利用系数。 杨小生，陈荩[19]对矿浆流变特性研究表明，钢球表面有一罩盖层，罩盖层的厚度主要取决于矿浆的粘度。当矿浆温度、压力、颗粒形状及粒度分布保持一定时，罩盖层的厚度主要取决于矿浆的浓度,而与矿浆的流速无关。 1.3磨矿对浮选行为的影响 宋振国、孙传尧、刘书杰等[20]采用钢球和氧化锆球两种球介质，通过磨矿和浮选试验，研究了干、湿磨对菱锌矿油酸钠浮选体系中浮选回收率的影响。结果表明；不同的磨矿方式对菱锌矿的浮选产生重大影响，在油酸钠浮选体系中．采用相同的磨矿介质磨矿，湿磨菱锌矿的浮选回收率明显高于干磨菱锌矿。 钟素姣、顾帼华、锁军等人[21]研究了氮气磨矿环境下不同的磨矿介质（钢罐瓷球、铁罐铁球）对磁黄铁矿浮选的影响。结果显示，不论其它条件如何变化，采用钢罐瓷球体系磨矿的矿浆电位和浮选回收率总是整体上比铁罐铁球体系高；磨矿时间长短在两个体系中都对磁黄铁矿浮选行为影响较小；矿浆pH值的变化对矿物可浮性影响较大，两个体系下均是在碱性越强的矿浆中磁黄铁矿的回收率越低，矿浆电位值也随着矿浆pH值增大而降低；当矿浆pH值为6.82 时，捕收剂用量的变化在两个体系中对磁黄铁矿浮选效果的影响不大；另外，在两个体系下都表现为捕收剂加在浮选槽中比加在磨机中时磁黄铁矿的浮选效果要好。 刘玉林、顾帼华等人[22]对闪锌矿在不同磨矿介质、机械力以及捕收剂条件下的电化学行为进行了测试。结果表明，闪锌矿表面适当氧化有利于闪锌矿浮选；增大闪锌矿与磨矿介质的机械力，体系的还原性增强，同时削弱矿物表面的氧化反应，对浮选不利。在适当的压力和磨矿时间条件下，采用瓷磨矿介质能有效提高浮选的回收率，而采用铁介质，其浮选回收率低于前者。当pH=5时，在浮选槽内加入药剂比在磨矿机内加入药剂效果要好。 二 磨矿过程中的机械力化学作用及其对矿物浮选的影响 1962年， Peters K首次提出了机械力化学的概念，并把它定义为：物质受机械力的作用而发生化学变化或者物理化学变化的现象。目前各国学者[23]对机械力化学概念取得了趋于一致的认识，认为“机械力化学”是研究物质在粉碎（磨）过程中，受冲击、挤压、剪切、摩擦等机械力的作用，所发生的自身构造及物理化学性质变化的化学分支，强调了机械力的作用，从能量转换的观点，可以理解为机械力的能量转换为化学能。机械力对固体物质的作用可以归纳为以下几类[24～,25]： 在矿物加工过程中，利用细磨的机械力激活矿物的化学活性，以强化后续加工工艺过程的机械活化技术，近年来越来越受到矿冶工作者的关注。在磨矿环境中，氧化矿界面相互作用表现为一种机械力化学行为。在冲击力和磨剥力的作用下，矿物会产生解理表面，裸露出新鲜表面，并且使表面及次表层产生不同的弹塑性变形，影响氧化矿表面的性质，进而影响其浮选行为，机械力作用足够强时将引起氧化矿物的晶格畸变。同样，由于体系中存在不同的矿物成分，受机械力影响而产生的高浓度的难免离子和不同活性表面，以及药剂活化或抑制作用，使得整个磨矿—浮选环境变为一个高度复杂的系统。 2.1 磨矿过程中的机械力化学作用对矿物表面形态及性质的影响 郝保红[26]认为粉石英在超细粉碎过程中存在其表面不定型层生成及增厚，表面Si-O键的断裂和重组。粉石英在超细粉碎过程中发生机械力化学变化，呈现出与一般粉碎不同的规律。如粉碎过程中伴有严重的团聚现象；粉碎产品可溶，并随着粉碎时间的延长，溶解度提高等，都充分表明了粉碎过程引起了粉石英表面性质的变化。另外，添加助磨剂或水显著地提高了粉碎效果，并降低了粉碎极限，这也是粉碎过程中机械力引起的物理化学变化的一种表现。 李珍、杨春蓉等人[27]比较了超音速气流磨、砂磨机、行星式球磨机三种条件下的机械力化学法改性硅灰石，认为超音速气流磨机械力化学法改性硅灰石在规定工艺条件下效果最佳，通过GQP-3、GY-0、硬脂酸红外光谱分析，超音速气流磨粉碎中高速气流对物料有强大的机械力作用，力的作用使粉体颗粒在破碎过程中产生应变，生成新的表面，由此引起颗粒的物理化学性质产生变化，表面有活性点或离子键生成。同时，硬脂酸（CH3(CH2)16COOH）中的羧酸根在机械力作用下也易于破坏，当与硅灰石颗粒在超音速气流中相互碰撞、粉碎，硬脂酸就与硅灰石表面反应或产生化学吸附紧密结合，使硅灰石表面从亲水转变为疏水，从而达到改性目的。 罗驹华[28]研究了高岭土和氢氧化铝共同粉磨时颗粒粒径的变化，发现粉磨5h后，颗粒形貌发生明显变化，由原来的形状不规则转变为球形颗粒，粒径逐渐变小。继续粉磨，大颗粒转变为小颗粒的同时，小颗粒发生团聚，出现二次颗粒。 袁明亮、李俊、胡岳华等人[29]利用机械力化学改性方法对复杂铝土矿尾矿进行了表面化学改性的研究。结果发现，机械力化学作用能够促进尾矿改性的进行，达到改性目的。并利用活化指数、沉降高度和接触角预先评价了改性效果，同时考察了磨矿浓度、偶联剂用量、球料比、改性时间、磨机转速等因素对改性效果的影响。经红外光谱分析表明，尾矿和钛酸酯的结合主要有共价键结合和氢键结合。 X.H.Wang的报道表明[30]，采用不同的磨矿介质和磨矿方法进行磨矿，硫化矿物颗粒的表面形态，特别是其表面粗糙度存在很大的区别。磨矿过程中的研磨作用对矿物表面的腐蚀比冲击作用更强，可使矿物表面更光滑。矿物颗粒表面的形态和粗糙度对其表面的疏水性/亲水性以及它们的浮选行为起着十分重要的作用。颗粒的表面越光滑，其疏水性越好，其可浮性也越好。 董青海、孙伟、胡岳华等人[31]运用机械电化学技术，研究了磨矿介质类型、机械力大小对矿物电极电位和表面反应电流的影响，并考察了矿物与矿物之间，矿物与介质之间存在的腐蚀电偶作用，发现这些作用会对硫化矿表面的氧化还原反应机制产生影响，进而影响到矿物表面的疏水和亲水性。量子化学计算表明，机械力作用下，矿物表面电子结构发生改变，导致与药剂作用的机制发生改变。对硫化矿在不同机械力下的表面形貌的研究进一步证明了上述结论。 还应引起注意的是，磨矿将造成矿物晶格键的断裂，使矿物表面存在大量的具有很高活性的不饱和键。磨矿将促使矿物同周围环境中的介质发生反应，特别是在水溶液中。Page等人研究发现[32]，采用人工合成新沉淀出的PbS几乎不与氧和黄药作用，但是经磨碎后，PbS则表现出很高的与氧和黄药作用的活性。 2.2磨矿过程中的机械力化学作用对矿物晶体结构的影响 磨矿过程的机械力作用可能引起多形转变、晶格变形和去晶现象，且由于机械力化学的影响，矿物的基本成分也将发生转变[33]。 丁浩、刑锋等人[34]认为天然沸石在搅拌磨湿法超细磨矿过程中，伴随颗粒的细化，还产生了以矿物晶体结构和物理化学性质的改变为特征的机械力化学效应。研究对天然沸石主要组成矿物晶体结构的变化显示，斜发沸、石英和蒙脱石经过磨矿后结构构造均发生了在晶面间无选择性破坏的整体变形；斜发沸石和石英还产生了晶格畸变和非晶化现象。 Sehrader等人[35]研究了粉碎环境对无定形化的影响，通过对石英进行不同条件的研磨，找出了非晶体化和磨矿时间的变化规律，发现有氧气存在的研磨环境，石英几乎可以全部非晶化。并指出无定形物形成后，矿物颗粒的溶解速度、密度、离子交换能力等性质都随之发生变化。 前苏联В.И.Тюрцнцкова等人研究了硫化矿物微粒的晶格结构和浮选行为的特征[36]，结果表明，磨矿过程不仅可使矿物连生体解理和生成新表面，其动能的累积还将导致矿物晶格结构的变化。相同粒级矿物的晶体结构，其磨矿时经受的机械作用时间越长，畸变程度就越大。不同粒级的同种矿物产生畸变的积累与畸变形成的时间成正比，但不同粒级矿物的畸变累积速度是有差别的。晶格畸变程度越大，矿物的浮游活性就越低，这种规律在所有粒级试验中无一例外。X射线分析的结果表明，具有晶格畸变的样品经放置几个月后，畸变已不复存在。 郝保红[26]认为粉石英在超细粉碎过程中存在表面石英由晶体向非晶体方向转变的现象。 国内也有许多学者针对黄铁矿的机械力活化问题进行了研究。赵中伟认为[37]，机械力活化使黄铁矿产生的晶格缺陷可提高黄铁矿的化学活性，使矿物表面和药剂的作用得到加强，其影响程度大小顺序为：面缺陷>线缺陷>点缺陷。邹俭鹏等人的研究表明[38,39]，机械活化黄铁矿可导致三个层面的变化：一是粒度变小和比表面积的增大，即表面吉布斯自由能的增加；二是表面结构和内部结构的变化，包括位错、缺陷、塑性变形、晶块细化和晶格畸变等，即机械储能的增加；三是化学性质的变化，即表面有少量新物质生成。随着活化时间增加，黄铁矿的活性增强，搁置两天后机械活化黄铁矿只有微弱活性，搁置10天后则完全丧失活性。针对黄铜矿、闪锌矿的研究也有类似的结果[40,41]。肖奇等采用计算机模拟了黄铁矿晶格畸变与化学反应活性的关系，初步揭示了固体矿物电子结构与化学活性之间的关系[42]，结果表明：1、机械活化使晶体的晶格参数和Wyckoff参数减小。晶格参数的减小将导致晶体的费米能级升高，而Wyckoff参数的减小则使禁带宽度减小，但不影响晶体的费米能级。2、黄铁矿机械活化氧化速度提高的本质原因不仅是晶格畸变增大交换电流密度的机械化学机制，而且更重要的是晶格畸变导致黄铁矿费米能级升高的机械力电化学机制。 三．课题的提出、需要解决的问题及研究内容 3.1课题的提出及需要解决的问题 氧化矿物的磨矿-浮选是一个复杂的物理化学过程，目前国内外主要对硫化矿物研究较多，对此相关的研究较少，在研究了大量相关资料的基础上，作者认为氧化矿物磨矿过程中，矿物晶体结构、表面形态和矿浆化学性质(矿浆pH值和矿浆离子组分等)的变化、浮选药剂添加方式的改变对矿物表面性质、浮选矿浆环境和氧化矿物的浮选分离起着至关重要的作用。因此，本课题将在他人研究工作的基础上，重点研究湿式磨矿对氧化矿物浮选的影响，探讨不同磨矿介质条件下不同类型的浮选药剂与氧化矿物的作用机理，以期通过物理、化学的方法调控磨矿-浮选体系的化学环境使其朝着有利于氧化矿物浮选分离的方向发展，期望本课题的研究能对氧化矿物浮选的理论研究或在工业实践中发挥一定的参考作用。 本课题需要解决的科学问题：从矿物表面形貌、矿浆溶液性质等方面分析湿式磨矿对氧化矿浮游性产生差异的原因。并对其存在的机理进行探讨，以期为氧化矿物的浮选分离提供理论指导 3.2研究内容 本课题将借助各种检测分析手段，研究湿式磨矿条件下，不同介质对三种典型氧化矿(赤铁矿、石英、锡石)矿浆溶液性质、矿物表面性质以及矿物浮选行为的影响，并探讨其作用机理。包括以下主要工作： 1)应用多种检测技术，考察湿式磨矿条件下不同介质对矿浆pH值、离子组分的影响 2)考察湿式磨矿条件下不同介质对单一氧化矿物的浮游性、双矿物的浮选分离的影响。 3)借助SEM 、XPS和TEM考察湿式磨矿条件下不同介质对氧化矿表面形态及表面性质产生的影响。在此基础上分析湿式磨矿对矿物浮游性产生差异的机理。 3.3研究方法 针对本课题提出的主要内容、研究目标和需解决的问题，拟采取如下具体的研究方法和实验手段。 （1）根据晶体化学和矿物学院里，通过理论分析和计算并结合透射电镜等现代分析检测技术，研究磨矿过程中三种矿物的主要晶体化学特征变化规律。 （2）采用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等分析手段研究矿物表面性质及其对矿物可浮性的影响。 （3）在不同条件下，做单矿物、复合矿物浮选试验，探索并了解其中的规律 3.4技术路线 本课题研究路线为：收集和分离提取典型的单矿物（石英、赤铁矿、锡石）→研究磨矿过程中矿物的主要晶体化学特性、矿物表面性质变化规律及其对矿物可浮性的影响→研究磨矿过程中的矿浆溶液化学变化及其对矿物可浮性的影响→建立单一、复合矿物体系中磨矿介质、矿物、药剂三者之间的相互作用机理模型。 3.5可行性分析 本课题针对生产实践中客观存在的问题，将现代晶体化学、表面化学、浮选溶液化学等的研究成果应用于磨矿—浮选体系应用基础理论的研究，并将理论基础与生产实践相结合，在磨矿—浮选体系中，通过调控磨矿化学因素来营造矿物浮选分离的最佳条件，其理论方法有效，实际应用价值高。另外，在该领域已有部分研究成果可以借鉴，本课题提出的主要研究内容、研究方法、技术路线是完全可行的。 3.6本课题的特色和创新之处 本课题的特色：针对生产实践中客观存在的问题，将理论研究和实际应用相结合，从矿物晶体化学、表面化学和浮选溶液化学出发，系统深入的研究磨矿—浮选体系中矿物晶体结构与矿物可浮性之间的关系，由此抽象出理论用于指导实践。 本课题的创新之处： （1）​ 首次系统深入的研究磨矿过程中典型氧化矿物的主要晶体化学特征、矿物表面性质、矿浆溶液化学性质的变化规律及其对矿物可浮性的影响。 （2）​ 首次将磨矿过程中的主要化学因素和矿物晶体结构对矿物可浮性影响有机结合起来，探索新的实验思路。 四．实验方案 *4.1湿式磨矿对单矿物体系矿浆性质的影响 通过pH计测量pH值，观察磨矿时间对pH值的影响。通过原子吸收光谱测量矿浆溶液中离子种类和浓度，以探索和掌握湿式磨矿对单矿物矿浆性质影响的规律。再通过浮选溶液化学相关知识和理论计算，预测其对后续浮选的影响及其规律。 4.1.1湿式磨矿对矿浆pH的影响 4.1.2湿式磨矿对矿浆离子组分的影响 4.2湿式磨矿对氧化矿单矿物浮选的影响 分别考察在湿式磨矿条件下，矿浆pH、捕收剂种类和浓度以及在不同浮选体系下的不同种类调整剂对单矿物浮选的影响，探索并总结其中的规律。 4.2.1磨矿细度的测定 石英磨矿粒度曲线 赤铁矿磨矿细度曲线 锡石磨矿细度曲线 4.2.2矿浆pH对氧化矿物浮选的影响 4.2.3捕收剂浓度对氧化矿浮选的影响 （十二胺、油酸钠） 石英：十二胺用量试验 赤铁矿：十二胺用量试验 锡石：十二胺用量试验 石英：油酸钠用量试验 赤铁矿：油酸钠用量试验 锡石：油酸钠用量试验 石英：十二胺pH试验 赤铁矿：十二胺pH试验 锡石：十二胺pH试验 4.2.4不同捕收剂对氧化矿物浮选的影响 （十二胺、油酸钠、羟肟酸、八羟基喹啉、烷基磷酸盐等） 4.2.5十二胺浮选体系中调整剂对氧化矿物浮选的影响 1.CaO对氧化矿物浮选的影响 2.六偏磷酸钠对氧化矿物浮选的影响 石英：六偏磷酸钠用量试验 赤铁矿：六偏磷酸钠用量试验 锡石：六偏磷酸钠用量试验 3.水玻璃对氧化矿物浮选的影响 3淀粉对氧化矿物浮选的影响 4.腐殖酸钠（酒石酸类螯合调整剂）对氧化矿物浮选的影响 5..湿式磨矿对氧化矿物浮选速度的影响 4.2.6油酸钠浮选体系中调整剂对氧化矿物浮选的影响 1.CaO对氧化矿物浮选的影响 2.六偏磷酸钠对氧化矿物浮选的影响 石英：六偏磷酸钠用量试验 赤铁矿：六偏磷酸钠用量试验 锡石：六偏磷酸钠用量试验 3.水玻璃对氧化矿物浮选的影响 3淀粉对氧化矿物浮选的影响 4.腐殖酸钠（酒石酸类螯合调整剂）对氧化矿物浮选的影响 5..湿式磨矿对氧化矿物浮选速度的影响 4.3湿式磨矿对氧化矿物浮选分离的影响 在不同浮选体系下，考察湿式磨矿对氧化矿物浮选分离的影响，探索并总结其中存在的规律，以期能够建立磨矿介质—矿物—药剂三者之间的数学模型。 4.3.1油酸钠浮选体系中湿式磨矿对氧化矿物浮选分离的影响 1.赤铁矿-石英体系 2.锡石-石英体系 4.3.2十二胺浮选体系中湿式磨矿对氧化矿物浮选分离的影响 1.赤铁矿-石英体系 2.锡石-石英体系 4.4 湿式磨矿对氧化矿物表面性质的影响 通过扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、透射电镜（TEM）和表面电位的分析，探索湿式磨矿对氧化矿物表面性质的影响，分析湿式磨矿对表面晶格影响和破坏的规律，以期解释浮选过程中的存在的问题和现象。 4.4.1扫描电镜（SEM）及能谱（EDX）分析 测定矿物在不同磨矿介质下的表面形态及成分 4.4.2光电子能谱（XPS）分析 测定矿物表面组分及药剂作用 4.4.3透射电镜（TEM）分析 矿物晶格结构变化 4.4.4湿式磨矿对氧化矿物表面电位的影响 五、试样、试剂和仪器设备 5.1试样的采集与制备 制备矿样时，选取具有结晶度和纯度高的块矿经过手碎，选出结晶好的的大颗粒矿物用对辊破碎机破碎，筛选出-50目(0.355mm)粒级，并用磁选和重选除去夹杂。制备好的单矿物储存在磨口瓶中，存放在真空干燥器中备用。 5.2试验药剂 试验所用药剂下表所示。药剂在试验时均用去离子水配制，试验用去离子水的pH为5～6。 试剂名称 分子式 纯度 生产厂家 十二胺 油酸钠 羟肟酸 八羟基喹啉 烷基磷酸盐 氢氧化钠 盐酸 氧化钙 六偏磷酸钠 水玻璃 腐殖酸钠 淀粉 5.3试验设备 5.3.1磨矿设备 实验室常用的小型磨矿设备有100×50的锥形溢流型球磨机、容积为500ml的铁球介质铁磨矿机和容积为1000ml的瓷球介质陶瓷磨矿机等设备，不能满足本课题试验研究时处理少量纯矿物的需要。参考现有磨矿设备的结构和前苏联米特罗法诺夫С И有关磨矿机的资料[43]，设计制备了磨矿机用于处理单矿物，磨矿机罐体采用1010尼龙棒材。磨矿机的外径为90mm、内径为70mm、内腔深度1300mm，容积为500ml。 参考陈丙辰[44]以及其它关于磨矿机的资料，磨矿介质的充填率选择为30-40%，铁球直径分别为10mm、5mm，锆球直径分别为15mm、8mm，大小球的配比约各占50％。 单矿物与双矿物磨矿时，取硫化矿物10g直接放进磨机。磨矿后将矿样均分为5份待浮选试验用。 5.3.2磨矿介质 在本课题的试验中采用了两种磨矿介质：一种是氧化锆球、一种是普通铸铁球。 氧化锆球的硬度比较大，磨矿时不与氧化矿物产生化学反应，对矿物和矿浆性质的影响很小。普通铸铁球介质自身容易被氧化，进而影响氧化矿物的表面性质和矿浆性质。 5.3.3浮选设备 本课题浮选试验时采用XFG型挂槽浮选机。单矿物与双矿物浮选试验时浮选槽容积为30ml，叶轮转速1850r/min。 5.4分析检测方法和仪器 5.4.1.扫描电镜(SEM)分析和能谱(EDX)分析 矿物的形貌分析和成分测定是在北京矿冶研究总院矿产资源研究所日本日立S-3500n型扫描电镜室和英国Oxford公司生产的Inca型能谱仪上完成的。 5.4. 2 X射线光电子能谱(XPS)分析 试验样品的XPS测试是在北京师范大学分析检测中心英国VG公司ESCALAB MKII多功能电子能谱仪上完成的，其发射源为Al Kα(1486.6eV)；能量为12kV×12mA；真空度为5×10-9mbar。 对试验样品进行了全谱、精细谱和表面元素半定量检测。参考王建祺等编著的《电子能谱学(XPS/XAES/UPS)引论》对有关检测结果进行了分析[45]。 5.4..3 透射电镜（TEM）分析 　　试验样品的TEM检测是在北京矿冶研究总院矿产资源研究所进行的，透射电镜的为JEM2100。 5.4.4 矿浆pH测试方法 矿浆pH采用PHSJ-3F型pH计在矿浆溶液中直接检测。 5.4.5矿物表面电位的测定 六、方案计划 2010年9月-2010年12月 查阅文献，撰写开题报告 2010年1月-2011年3月 开题答辩，开展试验前期的准备工作 2011年4月-2011年8月 基本试验研究 2011年9月-2011年10月 撰写论文 2011年11月-2011年12月 补充试验 2012年1月-2012年3月 论文审查 2012年4月 论文答辩 参考文献： 1 王淀佐. 浮选理论的新进展[M]，北京：科学出版社，1992，1-105. 2 S Chander. 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