云母是具有層狀結(jié)構(gòu)的含水鋁硅酸鹽族礦物的總稱，具有較高的電絕緣性，因而主要用作絕緣材料。云母礦物在建材、地質(zhì)勘探、潤(rùn)滑、油漆、食品、化妝品等方面也有應(yīng)用。鋰云母還是提取鋰的主要礦物原料。片狀云母通常采用手選、摩擦選和形狀選，碎云母采用風(fēng)選、水力旋流器分選或浮選將云母與脈石分開(kāi)。在多種非金屬礦的浮選分離過(guò)程中，云母浮選是常見(jiàn)作業(yè)。云母礦物浮選常用酸性陽(yáng)離子浮選法。用硫酸作調(diào)整劑調(diào)節(jié)礦漿pH值至5左右，此時(shí)云母礦物表面電位一般為負(fù)值，再加入長(zhǎng)碳鏈胺類陽(yáng)離子捕收劑，其靜電吸附于礦物表面導(dǎo)致疏水浮選。胺類陽(yáng)離子捕收劑應(yīng)用較多的為十二胺和季銨鹽。此外還有堿性陰離子-陽(yáng)離子浮選法。
目前云母浮選和鋁硅酸鹽礦物浮選多使用十二胺作為捕收劑，其浮選泡沫具有一定的穩(wěn)定性，較長(zhǎng)時(shí)間難以破裂，且泡沫多易發(fā)粘，對(duì)浮選作業(yè)過(guò)程產(chǎn)生不利影響，表現(xiàn)為：①泡沫產(chǎn)品不易流動(dòng)，用砂漿泵輸送泡沫礦漿時(shí)易產(chǎn)生“氣室”現(xiàn)象而失去抽吸作用；②為了增加泡沫產(chǎn)品的流動(dòng)性，往往使用大量的沖洗水，不僅增加了水耗和選礦成本，而且稀釋了礦漿濃度，影響后續(xù)作業(yè)；③在使用濃縮池濃縮時(shí)，泡沫常浮于池面隨溢流水流走，帶走了大量浮選精礦；④由于浮選過(guò)程中泡沫量大，且泡沫易吸附藥劑，導(dǎo)致藥劑用量加大。因此，在云母類礦物浮選中，研究開(kāi)發(fā)應(yīng)用浮選泡沫性能較優(yōu)的捕收劑，具有一定的研究意義。
1、試驗(yàn)流程
每次稱取2g礦樣放入40mL微型浮選槽中，加入30mL去離子水后，用NaOH或H2SO4調(diào)節(jié)pH值，再加捕收劑并攪拌2min，然后浮選2min。由于胺類捕收劑均有起泡性，故不添加起泡劑。浮選泡沫產(chǎn)品經(jīng)過(guò)濾、烘干、稱重，計(jì)算礦物回收率。
2、結(jié)果與討論
2.1胺類陽(yáng)離子捕收劑體系下pH值對(duì)云母浮選的影響
季銨鹽和十二胺捕收劑用量均為1.6×10-3mol/L時(shí)，不同pH值條件下3種云母浮選回收率，分別見(jiàn)圖1-圖3。
 由圖1可知，對(duì)于鋰云母而言，在pH值大于6的范圍內(nèi)其浮選效果較好。4種捕收劑中浮選效果最好的是十二胺和1431，最高回收率可達(dá)95%。由圖2可知，對(duì)于白云母而言，在整個(gè)pH值范圍內(nèi)，十二胺的浮選捕收能力強(qiáng)于其他3種季銨鹽捕收劑；季銨鹽中1431和1231的捕收能力較強(qiáng)。由圖3可知，對(duì)于金云母而言，在pH值大于6的范圍內(nèi)，浮選強(qiáng)弱順序?yàn)?431>十二胺>1231>1631，且1431對(duì)金云母的最大回收率在90%以上。
綜合以上分析可知，同種捕收劑對(duì)不同云母的浮選行為不相同。4種捕收劑中，對(duì)鋰云母而言，十二胺和1431在最佳pH值條件下都表現(xiàn)出很好的浮選效果；對(duì)白云母而言，在整個(gè)pH值范圍內(nèi)十二胺的浮選效果最好；對(duì)金云母而言，當(dāng)pH值大于6時(shí)1431浮選效果最好。
2.2 不同胺類捕收劑用量對(duì)云母浮選的影響
綜合考慮pH值對(duì)3種云母浮選的影響，選取pH值為6，考察1231、1431、1631和十二胺用量分別對(duì)3種云母浮選的影響，不同胺類捕收劑用量條件下3種云母的浮選回收率，分別見(jiàn)圖4—圖6。
 由圖4—圖6可知，隨著藥劑用量的增加，1431和1631對(duì)3種云母的浮選回收率先上升達(dá)到最大值，然后下；；1231和十二胺對(duì)3種云母的浮選回收率均隨著藥劑用量的增加而上升。對(duì)于鋰云母而言，1231和十二胺在最佳藥劑用量條件下，能使其回收率達(dá)到95；對(duì)于白云母而言，十二胺在最佳藥劑用量條件下對(duì)其回收率均高于其它3種藥劑；對(duì)于金云母而言，在最佳藥劑用量條件下，1431浮選效果較好。
2.3 不同胺類捕收劑泡沫穩(wěn)定性試驗(yàn)
泡沫穩(wěn)定性測(cè)試方法:二相泡沫試驗(yàn)裝置圖，見(jiàn)圖7，帶有刻度的量筒直徑為3cm，高30cm。將3種季銨鹽和十二胺均配成質(zhì)量濃度為0.01g/100mL的溶液，試驗(yàn)過(guò)程中通入穩(wěn)定的氮?dú)饬鳎瑲饬髁繛?.14m3/h。具體步驟為:取10mL待測(cè)溶液加入到量筒內(nèi)多孔濾板上，打開(kāi)閥門使氮?dú)饬鞒錃?s，立即關(guān)上閥門并記錄此時(shí)產(chǎn)生泡沫的高度，當(dāng)泡沫完全消減時(shí)記錄其所使用的時(shí)間。通過(guò)泡沫高度考察藥劑起泡能力，通過(guò)消泡時(shí)間考察藥劑產(chǎn)生泡沫的穩(wěn)定性。
泡沫穩(wěn)定性分析：3種季銨鹽和十二胺的二相泡沫試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，1231、1431、1631產(chǎn)生的泡沫高度和消泡時(shí)間依次增加，說(shuō)明其起泡性和產(chǎn)生泡沫的穩(wěn)定性都隨著碳鏈的增長(zhǎng)而加強(qiáng)。
表1 二相泡沫試驗(yàn)泡沫高度與消泡時(shí)間
在藥劑用量相同的情況下，十二胺產(chǎn)生泡沫的消泡時(shí)間與1431產(chǎn)生泡沫的消泡時(shí)間幾乎相同，說(shuō)明二者泡沫的穩(wěn)定性相差不大。但十二胺產(chǎn)生的泡沫高度遠(yuǎn)低于1431，說(shuō)明其起泡性比1431差。顯然，在獲得同樣起泡性（泡沫高度）的前提下，1431用量將低于十二胺，其消泡時(shí)間也將下降，從而有可能降低云母礦物浮選的泡沫黏度。
作者：鄧海波，張剛（中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410083）
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