磷石膏是一种化工固体废弃物,含有80%以上的石膏,具有替代天然石膏的潜在价值。但是磷石膏中的含硅矿物杂质石英,是影响石膏纯度、制约磷石膏资源化利用主要因素之一。因此,磷石膏脱硅是其进行综合利用的前提。目前浮选法是一种从石膏中分离石英的较优方法,而捕收剂是决定浮选效果的关键。鉴于此,本论文采用苄基季铵盐作为磷石膏反浮选脱硅捕收剂,以物性分析、浮选试验、吸附试验、界面化学分析和量子化学计算为主线展开研究,以揭示苄基季铵盐的浮选脱硅性能及其作用机理。主要研究内容如下:首先,研究了磷石膏、石英和石膏矿物的物性特征,并进行了单矿物与磷石膏的浮选试验。物性分析结果表明:单矿物石英与石膏均极度亲水,且在较宽p H条件下表面带负电。单矿物浮选试验研究了不同链长的苄基季铵盐捕收剂（D DBAC、TDBAC、HDBAC）与传统脱硅捕收剂十二胺（DDA）对石英和石膏的浮选性能,结果表明,四种捕收剂的浮选能力顺序为:TDBAC＞DDBAC＞HDBA C＞DDA,优化浮选条件下,石英的浮选回收率达93.59%,而石膏的浮选回收率仅为10.77%;混合矿浮选试验结果表明,在优化条件下,石膏的浮选回收率达93.04%,精矿石膏含量为90.66%;磷石膏浮选试验结果也表明,在矿浆p H为5.5、药剂用量150 g/t时,磷石膏浮选脱硅率为60.00%,精矿中石膏含量为96.93%,Si O2含量为1.38%。浮选试验表明苄基季铵盐对磷石膏中的石英具有较好的选择性,可以将石英与石膏的有效分离。其次,通过表面张力试验和吸附试验研究了苄基季铵盐在石英与石膏表面的吸附机制。表面张力测试结果表明:TDBAC的浮选能力优于DDA主要是由于TDBAC具有较低的CMC值和较大尺寸的极性基;药剂吸附试验表明:TDBAC在石英表面的吸附量均远大于石膏,与浮选试验结果基本一致;吸附动力学与吸附等温线研究结果表明,TDBAC在石英与石膏表面上吸附过程均符合准二级动力学模型,等温吸附均符合Freundlich等温吸附模型。进一步地,通过接触角、Zeta电位、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）等界面化学分析测试手段,研究了苄基季铵盐与两种矿物作用机理。接触角和Zeta电位结果表明,TDBAC作用后的石英表面亲水性明显降低,而石膏表面亲疏水性基本没有改变,TDBAC使石英与石膏的表面电性发生反转,但石英表面电位向正方向移动的幅度显著大于石膏,说明TDBAC与石英表面的静电吸附作用强于石膏,FTIR与XPS分析结果进一步表明,TDBAC与石英的作用机制还有氢键作用。最后,运用量子化学理论从微观层面深入研究了苄基季铵盐与两种矿物的作用机制。结果表明,石英与石膏两种矿物表面暴露的元素中均是氧元素活性最高,石英表面氧原子的电负性与暴露密度均大于石膏,更易与阳离子捕收剂发生作用。吸附动力学模拟结果表明,TDBAC更易与石英发生吸附,对石英的选择性较好,同时TDBAC苄位上的H最易与石英表面的O发生氢键作用。本文通过物性分析、浮选试验、吸附试验、表界面分析测试、量子化学计算,系统研究了苄基季铵盐对磷石膏中石英的浮选性能及作用机理,为磷石膏浮选脱硅提供理论基础与试验支撑。