浮選是利用礦物天然或改性后的疏水表面，通過(guò)攪拌讓礦粒與氣泡碰撞并粘附，氣泡負載礦粒上浮至氣泡層，達到分選礦物的目的。石英浮選主要用于除去與石英礦共生的云母、長(cháng)石類(lèi)礦物，也能浮選含磷、含鐵礦物，另外用浮選也可脫除破碎和研磨時(shí)混入的次生鐵。
1.石英浮選原理
硅酸鹽礦物之間物理化學(xué)特性比較相近，導致表面特性相似，選擇合適的浮選劑控制礦物表面與水的相互作用同時(shí)用pH控制表面點(diǎn)位成為浮選的核心問(wèn)題。
石英與長(cháng)石都是架狀結構硅酸鹽礦物。石英解離后，大量Si-O鍵斷裂，與水分子作用，使礦物表面鍵合羥基。調節pH值，可以使OH-或H+在礦物表面的分布發(fā)生變化，使礦物表面荷電。
云母族硅酸鹽礦物為層狀結構，層間依靠堿金屬離子相互作業(yè)，鍵弱且離子活性大，因此云母解離后在水溶液中有較高負電荷，較低pH值也能吸引陽(yáng)離子捕收劑，使其疏水。
根據零電點(diǎn)（PZC）的數值，理論上來(lái)說(shuō)，調節pH到石英等電點(diǎn)，此時(shí)石英表面中性，云母和長(cháng)石表面帶負電可以與陽(yáng)離子浮選劑產(chǎn)生靜電吸附；磷灰石和鐵礦表面帶正電易于陰離子浮選劑產(chǎn)生靜電吸附。
▼常見(jiàn)石英中雜質(zhì)礦物零電點(diǎn)
2.云母礦物與石英的浮選分離
層狀結構的云母解離后表面暴露了大量的陰離子O2-及F-，零電點(diǎn)極低（pH<2），因此在很寬的pH值范圍內（pH=2～13）均可用陽(yáng)離子捕收。
在陽(yáng)離子捕收體系中，盡管長(cháng)石具有可浮性，但浮選的pH區域（pH=4～11）比云母窄，因此強酸性條件下可優(yōu)先浮出云母。
3.長(cháng)石礦物與石英的浮選分離
長(cháng)石與石英的有效分離一直以來(lái)是選礦界的難點(diǎn)。二者同屬架狀硅酸鹽礦物，物理性質(zhì)、化學(xué)組成、結構等方面相近，用重選和磁選無(wú)法將其分離；二者在水溶液中的荷電機理也基本相同，親水性較強，零電點(diǎn)都很低。但由于在長(cháng)石的結構構造中，鋁氧四面體所取代硅氧四面體，引進(jìn)K+、Na+等堿金屬離子作為電價(jià)補償。K+和Na+等堿金屬離子易在水中解離，使礦物表面荷負電，使得長(cháng)石零電點(diǎn)比石英低，使從石英中浮選長(cháng)石成為可能。
目前，石英浮選分離長(cháng)石，主要采用酸性條件，根據所使用的藥劑不同可分為有氟浮選和無(wú)氟浮選。
常規工藝是始于上世紀40年代的有氟浮選法，即在強酸性及氟離子參與活化下，用陽(yáng)離子捕收劑優(yōu)先浮選長(cháng)石。實(shí)現浮選選擇性的關(guān)鍵在于調節礦漿溶液pH值，在pH=2下，石英處于零電點(diǎn)附近，長(cháng)石一般的零電點(diǎn)（pH=1.4~1.7），在氟離子的活化下表面的負電位增強，石英表面基本不荷電。胺類(lèi)陽(yáng)離子率先在長(cháng)石表面吸附，使其表面疏水。
上世紀70年代，美、日等國開(kāi)始研究無(wú)氟浮選長(cháng)石。研究表明，強酸條件下，混合使用陰離子捕收劑十二烷基磺酸鹽和二胺類(lèi)陽(yáng)離子捕收劑，陰離子捕收劑再與吸附在長(cháng)石表面的二胺類(lèi)捕收劑絡(luò )合，形成共吸附，提升了長(cháng)石表面疏水性。
以HF做調整劑，在陽(yáng)離子捕收劑體系下優(yōu)先浮選長(cháng)石，被公認為效果最好的藥劑制度，迄今，多數工廠(chǎng)還沿用此工藝。
4.含鐵礦物與石英的浮選分離
石英雜質(zhì)中含鐵礦石的類(lèi)型有黃鐵礦（FeS2）、鈦鐵礦（FeTiO3）、赤鐵礦（Fe2O3）、磁鐵礦（Fe3O4）等。其在石英中的賦存狀態(tài)，有以氧化鐵膜的形式粘附于石英表面，也有以含鐵礦物的作為礦物包裹體的形式，還有以擴散狀態(tài)賦存與石英晶格內部或賦存于其他礦物雜質(zhì)，如云母、角閃石等礦物中所含的鐵。
弄清楚鐵雜質(zhì)賦存形態(tài)和各粒級中的分布形式是決定選擇適當選別流程除鐵的關(guān)鍵。含鐵礦物零電點(diǎn)大多在5以上，在酸性環(huán)境下荷正電，理論上適合采用陰離子捕收劑。
脂肪酸（皂）、烴基磺酸鹽或硫酸鹽都可作為是浮選氧化鐵礦的陰離子捕收劑浮選。黃鐵礦可用經(jīng)典的浮硫藥劑為異丁黃藥加丁胺黑藥（4:1），用量為200ppmw左右，可在在酸洗環(huán)境下從石英中浮選出黃鐵礦。
浮選鈦鐵礦一般用油酸鈉（0.21mol/L）作為浮選劑，調節pH至4~10，油酸根離子與鈦鐵礦表面鐵質(zhì)點(diǎn)間發(fā)生化學(xué)反應生產(chǎn)油酸鐵，化學(xué)吸附的油酸根離子使鈦鐵礦保持較好的可浮性。近年發(fā)展的烴基磷酸類(lèi)捕收劑對鈦鐵礦具有良好的選擇性和捕收性能。
5.磷灰石礦物與石英的浮選分離
在石英中，磷一般以磷灰石方式存在。工業(yè)上磷礦浮選，普遍采用脂肪酸皂類(lèi)陰離子捕收劑，例如油酸鈉、氧化石蠟皂、塔爾油等回收。
由于脂肪酸怕硬水、低溫溶解度低，改進(jìn)其適應性，就要主要針對羧基和α位的亞甲基，通過(guò)引入功能團改造羧酸分子的極性，來(lái)改善捕收劑的水溶性和適應性。如將脂肪酸硫酸化，將羧基化為極性更強的磺酸基，增加捕收劑的水溶性和抗低溫能力，提高浮選適應性。研究表明，脂肪酸磺酸鹽浮選性能與油酸鈉相當，但選擇性更好，抗硬水能力更強。脂肪酸α位的亞甲基通過(guò)改性生成的衍生物如α-硝基脂肪酸、α-磺酸基羧酸、氯代環(huán)烷酸等都對磷礦有很好的捕收效果。
脂肪酸浮選磷灰石，為了解決水質(zhì)不高和和冬天低溫的問(wèn)題，一般會(huì )加重油、煤油等礦物油增強疏水表面達到共捕收的作用。研究顯示，混合捕收劑好于單一的捕收劑。
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