石英常與長石類硅酸鹽礦物共生，由于兩者相似的物化性質(zhì)使其分離提純難度較大。浮選法是石英與長石分離最有效的方法，長石與石英浮選藥劑可在浮選過程中有效調(diào)整長石與石英的表面電性、調(diào)控礦物的可浮性，并擴(kuò)大長石與石英的浮選差異。
長石與石英浮選分離所用的藥劑大致可分為捕收劑、調(diào)整劑（活化劑、抑制劑、pH調(diào)整劑等）。
1、捕收劑
捕收劑在長石與石英分離過程中起著決定性作用，其在長石或石英表面的吸附情況直接決定著兩者分離效果的好壞。長石與石英分離過程中常用的捕收劑有石油磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、油酸鈉和各類胺類捕收劑等。
在捕收劑的類型方面，長石與石英分離過程中的捕收劑又可分為石英正浮選藥劑和反浮選藥劑。
在氫氟酸法中，主要是以胺類為捕收劑實(shí)現(xiàn)石英的反浮選，胺類以十二胺、十八胺等為主。在無氟有酸法中，研究人員發(fā)現(xiàn)，陰陽離子組合捕收劑的作用效果要優(yōu)于單一胺類捕收劑，因此藥劑研究又主要集中在陰陽離子組合捕收劑優(yōu)選長石方面。于福順等以油酸和十二胺為陰陽離子組合捕收劑實(shí)現(xiàn)了長石與石英的有效分離。他們發(fā)現(xiàn)油酸分子可與十二胺離子形成分子離子締合物，降低十二胺離子的表面張力、HLB值和CMC值，提高十二胺離子的疏水性。閆勇等人以十八胺和十二烷基磺酸鈉為陰陽離子組合捕收劑優(yōu)選長石，擴(kuò)大兩者的浮選回收率差值到66%，分離效果顯著。汪敏等人以N－十二烷基－1，3－丙二胺和十二烷基磺酸鈉為捕收劑優(yōu)選長石，擴(kuò)大兩者的浮選回收率差值到62.35%。吳福初等以某鎢錫尾礦為原料，以十八胺和十二烷基硫酸鈉混合捕收長石，獲得了SiO2品位為98.14%的石英精礦。張杰等人以某鋰輝石浮選尾礦為原料，石油磺酸鈉和十二胺為捕收劑，經(jīng)“1粗2掃1精”獲得SiO2含量為98.94%的石英精礦。雷紹民等以丙撐二胺和石油磺酸鈉捕收長石，獲得SiO2純度為99984%的石英精礦。
在無氟無酸法中，韓增輝等研究了四種不同鏈長的季銨鹽捕收劑在無氟無酸條件下對石英的浮選行為，結(jié)果表明季銨鹽捕收劑在pH為6～8范圍內(nèi)對石英均具有較強(qiáng)的捕收能力，石英回收率可達(dá)99.85%。魏夢楠等研究了六種表面活性劑對石英浮選的影響，結(jié)果表明，在弱堿性條件下（pH=9～95），捕收劑聚醚胺以靜電吸附或氫鍵吸附的方式吸附在石英表面，并獲得SiO2含量為97.79%的石英精礦。鄭翠紅等以十二胺和油酸鈉作混合捕收劑，在pH為8的條件下，使得長石與石英的浮選率差異達(dá)70%，效果顯著。
除不同類型的陰陽離子組合捕收劑外，陰陽離子捕收劑的混合比例、濃度等因素對長石與石英的浮選行為有著重要作用。AVidyadhar等在使用陰陽離子捕收劑（N－牛脂－1，3－丙二酰胺和二酸油脂）分離長石和石英的研究中發(fā)現(xiàn):當(dāng)磺酸鹽與胺類捕收劑摩爾比為1:1時(shí)，它們通過絡(luò)合物的形式吸附在長石表面，而這種絡(luò)合物對石英沒有影響，即磺酸鹽的存在增加了胺類捕收劑在長石表面的吸附，除了其共吸附外，還降低了胺類的靜電斥力，增加了尾端疏水性。KH拉奧等研究了陰陽離子組合捕收劑在長石和石英浮選體系中的作用，作者認(rèn)為陰陽離子捕收劑間可通過電荷中和形成具有更高表面活性的分子絡(luò)合物；同時(shí)作者提出陰陽離子捕收劑的摩爾比在長石石英分離過程中發(fā)揮著重要作用，當(dāng)陰/陽摩爾比＜1時(shí)，捕收劑的極性基團(tuán)都朝向礦物表面，疏水基團(tuán)都朝向溶液，增大了礦物的疏水性，有利于長石和石英的浮選分離。因此，陰陽離子組合捕收劑雖可達(dá)到較好的作用效果，但是對陰/陽捕收劑摩爾比、用量、濃度等提出了較高的要求，需要更多的研究和機(jī)理分析。
2、調(diào)整劑
胺類等單一陽離子捕收劑或陰陽離子組合捕收劑的加入雖可較明顯擴(kuò)大長石與石英的浮選差異，但少量的捕收劑也會(huì)吸附在石英或長石表面，造成石英的損失并降低石英精礦的SiO2含量。調(diào)整劑的加入可有效調(diào)控礦漿體系，抑制石英或長石，進(jìn)一步擴(kuò)大長石與石英的可浮性差異。
在氫氟酸法中，主要是以氫氟酸為長石的活化劑，活化長石表面的Al微區(qū)，以硫酸、鹽酸等為pH調(diào)整劑，實(shí)現(xiàn)長石的優(yōu)選，從而實(shí)現(xiàn)二者的分離。Shimoiizaka等發(fā)現(xiàn)，僅加入胺類捕收劑無法實(shí)現(xiàn)長石與石英的有效分離，說明HF酸在浮選過程中起著關(guān)鍵作用。王楊等人以氫氟酸為活化劑、十二胺為捕收劑，通過反浮長石法從某金礦尾礦中獲得SiO2含量為99.91%的石英產(chǎn)品。董宏等人以氫氟酸和鹽酸為調(diào)整劑、混合胺為捕收劑浮選長石，經(jīng)“一粗五掃”獲得SiO2含量為99.31%的石英精礦。周亢等人以HF酸為活化劑、十二烷基胺醋酸為捕收劑浮選長石，獲得SiO2含量為99.91%的石英精礦。
在無氟有酸法過程中，涉及到的調(diào)整劑通常為長石活化劑、石英抑制劑、pH調(diào)整劑等。劉寶貴等以草酸為調(diào)整劑、TS和鹽酸十二胺為捕收劑，經(jīng)“一粗五精”獲得SiO2含量為99.62%、回收率為92.78%的石英精礦。丁亞卓等采用脫泥—反浮選—再磨—反浮選工藝，以草酸為調(diào)整劑、十二胺為捕收劑，獲得SiO2品位為97.45%的石英精礦。他們發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)酸條件下以草酸為調(diào)整劑可有效活化長石，擴(kuò)大長石與石英間的電位差，使十二胺優(yōu)先吸附在長石表面，以有效分離長石與石英。Shehu等使用烷基－1，3－丙二胺鹽－2－丙醇和石油磺酸鈉作為陰陽離子捕收劑、乙二胺四乙酸（EDTA）作調(diào)整劑，實(shí)現(xiàn)了長石與石英的有效分離。于福家等以油酸鈉和十二胺（DDA）陰陽離子混合捕收劑、氟硅酸鈉為活化劑，獲得SiO2含量為99.93%、產(chǎn)率為62%的石英精礦。
一些研究發(fā)現(xiàn)，在中性條件下，仍有少量的油酸根離子可吸附在長石和石英表面，并可與長石表面的Al3（s+）發(fā)生特性吸附。六偏磷酸鈉可脫去石英表面吸附的油酸根，而長石表面吸附的油酸根可作為活性位點(diǎn)吸附陽離子捕收劑，提高長石的疏水性。陳琳璋以十二胺鹽酸鹽和十二烷基磺酸鈉為捕收劑、油酸鈉為活化劑、六偏磷酸鈉為石英抑制劑，獲得了SiO2含量為99.6%的石英精礦。
3、金屬離子活化劑
除通過抑制石英強(qiáng)化浮選長石外，許多研究人員還提出可通過添加金屬離子以抑制長石，從而實(shí)現(xiàn)石英的優(yōu)選。黎小玲等在高堿性介質(zhì)中，以堿土金屬離子活化烷基磺酸鹽并成功實(shí)現(xiàn)了優(yōu)選石英。銀銳明等發(fā)現(xiàn)，在pH值為110時(shí)，Mg2+可促進(jìn)十二烷基磺酸鈉在石英表面的吸附，提高石英回收率達(dá)82%。陳琳璋等研究了中性及堿性條件下長石和石英的浮選行為，結(jié)果表明，在堿性條件下，添加Ca2+、Mg2+、Al3+可強(qiáng)化十二烷基磺酸鈉對石英的捕收作用。Ren等以烷基醚胺為捕收劑、CaCl2為長石抑制劑，在pH=10的條件下，實(shí)現(xiàn)了長石與石英的浮選分離，石英的回收率達(dá)94.17%。
多項(xiàng)研究表明，金屬離子活化的作用機(jī)理主要是在高pH條件下，金屬離子在體系中形成對應(yīng)的一羥基化合物，并通過靜電作用吸附在石英表面，并與捕收劑形成疏水薄膜，起到活化作用，促進(jìn)捕收劑在石英表面的吸附，使得石英疏水上浮。但石云良等卻提出，當(dāng)pH＜10時(shí)，Ca2+只能在Stern層內(nèi)發(fā)生吸附，對活化石英浮選的效果較弱。而當(dāng)pH＞10后，Ca2+生成Ca（OH）2沉淀并與石英表面發(fā)生特性吸附，而油酸根會(huì)與石英表面的Ca（OH）2生成油酸鈣，使得石英表面疏水上浮。
多價(jià)金屬離子能吸附在長石表面，降低其表面電性，但多價(jià)金屬離子也會(huì)吸附在石英表面，表現(xiàn)出與Al3+（s）相似的性質(zhì)，使得兩者分離困難。可添加水玻璃、六偏磷酸鈉等抑制劑抑制石英的浮選，從而實(shí)現(xiàn)長石和石英的分離。
資料來源：《李愛民.我國石英與長石浮選分離的研究進(jìn)展[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用,2021,41（06）:27-34》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉(zhuǎn)載請注明出處！
|
