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NaOL、HZ組合捕收劑對鋰輝石礦物浮選效果、表面張力影響（一）
來源：中國有色金屬學報 瀏覽 950 次 發布時間:2025-03-11
通過浮選試驗、表面張力測試、Zeta電位以及紅外光譜分析，考察油酸鈉(NaOL)、十二烷基琥珀酰胺(HZ)兩種捕收劑及其組合捕收劑對鋰輝石的浮選性能和作用機理。結果表明：單一捕收劑在一定濃度下都能較好地浮選鋰輝石，其中HZ的捕收性能強于NaOL，組合捕收劑浮選效果明顯優于任意單一捕收劑。在藥劑用量為200 mg/L、pH=9.0左右、組合捕收劑的混合摩爾比(NaOL):(HZ)為5:1的條件下，浮選效果最好，浮選回收率達88.48%。紅外光譜分析表明NaOL在鋰輝石表面以化學吸附為主，HZ則以物理吸附為主，兩種捕收劑組合使用后的正協同作用是由于鋰輝石礦物表面的不均勻性和表面的活性質點的差異使這兩種不同藥劑能選擇性的吸附在礦物表面的不同位置，從而提高藥劑捕收性能。
鋰(Li)元素是位于元素周期表第二周期第一主族的元素，原子序號3，由瑞典化學家ARFVEDSON于1817年從透鋰長石中發現。鋰在原子能、宇航等工業有重要的應用，被稱為“高能金屬”。鋰在玻璃、陶瓷、醫療、紡織、催化劑等行業也有著廣泛的用途。自然界中的鋰資源是極其豐富的，它們以各種化合物的形式存在。目前預估世界鋰資源儲量達1.59×107t(以鋰計)，鋰資源比較豐富的國家有玻利維亞、中國、智利、阿根廷、美國、加拿大、澳大利亞等，其中我國的鋰資源總量居世界第二。我國鋰礦石資源分布較為集中，其中花崗偉晶巖型鋰礦床主要分布在四川、新疆、江西、湖南等4個省區，包括花崗偉晶巖型的稀有金屬礦床(主要為鋰輝石和鋰云母等)和鹽湖鹵水鋰礦床。含鋰礦石主要以氧化物的形式存在，種類達150多種。具有開采利用價值的主要含鋰礦物有6種，分別是鋰輝石(LiAl(SiO3)2)、透鋰長石(H4AlLiO10Si4)、鋰云母(KLiAl[Si4O10](F,OH))、磷鋰鋁石(LiAl[PO4](F,OH))、鋰霞石(LiAlSiO6)、鋰冰晶石(Li3Na3Al2F12)。
鋰輝石分選方法主要有物理分選法(手選、重選和磁選法)、浮選、化學分選。目前工業上鋰輝石的選別主要依靠浮選法，鋰輝石的浮選一般采用正浮選，包括脫泥?浮選和高堿不脫泥浮選。大多采用“三堿兩皂一油”(三堿：碳酸鈉、氫氧化鈉、硫化鈉；兩皂：氧化石蠟皂、環烷酸皂；一油：柴油)的藥劑制度。在鋰輝石浮選工藝研究領域，高堿不脫泥法得到廣泛的推廣，使浮選工藝大大簡化，但高堿不脫泥工藝最重要是藥劑的選擇性，因此關于新型捕收劑的開發和組合捕收劑的使用研究比較廣泛。王毓華等使用新型捕收劑YOA-15浮選鋰輝石，在酸性條件下對鋰輝石的浮選性能強，對被強堿擦洗之后的鋰輝石亦有較強的捕收能力。何建璋在鋰輝石礦石浮選分離中發現新型捕收劑YZB-17的捕收性強，選擇性好。關于鋰輝石組合捕收劑的使用也有很多文獻報道，但主要是討論實際的浮選應用，而對機理探討還是比較欠缺。本文作者研究了NaOL和新型捕收劑HZ以及其組合捕收劑對鋰輝石礦物浮選效果，同時對其作用機理進行了研究，對浮選鋰輝石的高效組合捕收劑開發具有重要的意義。
1實驗
1.1試驗礦樣與藥劑
本試驗所用的鋰輝石來自四川某鋰輝石礦，試驗礦樣分別經過手選、剛玉破碎機破碎、清洗、瓷球罐研磨、篩分出0.038~0.074 mm和＜0.038 mm兩個粒級的鋰輝石分別作為分析測試和單礦物浮選試驗的樣品，其化學組成分析(XRF)結果如表1所列。
表1鋰輝石樣品化學組分分析結果
試驗采用油酸鈉(NaOL)、十二烷基琥珀酰胺(HZ)、NaOL與HZ不同摩爾比的組合藥劑作為捕收劑，分析純NaOH和HCl作為pH調整劑，試驗所用水為去離子超純水。
1.2浮選實驗
單礦物浮選試驗在XFD掛槽浮選機上進行，主軸轉速為1650 r/min。每次稱取2.0 g鋰輝石單礦物放入40 mL浮選槽中，加35 mL蒸餾水，攪拌調漿3 min，再用HCl或NaOH調節pH值至所需條件，調漿10 min后，加入捕收劑，攪拌3 min，浮選3 min。所得泡沫產品與槽內產品分別過濾、干燥、稱質量，計算礦物回收率。
1.3表面張力測定
采用全自動表/界面張力儀(BZY?2型)測定不同藥劑在水溶液中的表面張力。將鉑箔薄片懸掛于天平之上，浸入待測液體中，測試拉力變化。當鉑片與液面接觸(或脫離接觸)時，測得最大拉力。
1.4 Zeta電位測定
將制得的＜0.038 mm礦樣用瑪瑙研缽進一步磨至粒徑＜5μm后進行Zeta電位測試。測試中每次稱取礦樣0.02 g置于燒杯中，加入超純水40 mL，用HCl或NaOH溶液調節pH值，最后加入不同捕收劑，用磁力攪拌器攪拌10 min后，靜置5 min。抽取上層清液置入電泳池，在JS94H型微電泳儀上進行電位測量，每個條件測量3次，取其平均值。
1.5紅外光譜分析
礦物與不同藥劑作用前后產物的紅外光譜在IRAffinity 1型傅里葉轉換紅外光譜儀上測定。在浮選槽內加入研磨至＜5μm的2 g礦物攪拌，再按照浮選試驗順序加入各種藥劑，調漿完后將礦樣取出，然后真空抽濾，固體產物在室溫下自然風干。測量時，取1 mg礦物與100 mg光譜純的KBr混合均勻，用瑪瑙研缽研磨。然后加到壓片專用的磨具上加壓、制片，最后進行測試。