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白钨矿与常见的含钙脉石,如萤石、方解石的可浮性十分相近,目前我国仍有部分选厂对钙质脉石含量较高的白钨矿,沿用技术相对成熟的加温浮选,但此方法在生产过程中会导致流程操作困难、选矿厂环境差、成本高。通过对白钨矿、方解石、萤石的晶体结构研究发现,白钨矿的Ca-O布居数为0.09,键长为2.48A；方解石的Ca-O布居数为0.12,键长为2.36A；萤石的Ca-F布居数为0.07,键长为2.37A。相近的晶体结构导致三种矿物破碎时解离面迎着金属离子占优势的面产生,矿物表面会暴露出大量处于高能状态的钙离子。相似的矿物表面化学特征使得白钨矿、方解石、萤石在矿浆中很难实现有效分离。硅酸钠作为常见的脉石矿物抑制剂,在白钨矿浮选中被用来抑制方解石和萤石。为研究硅酸钠在抑制含钙脉石过程中在矿物表面的吸附形式、吸附量差异,并寻找新的、合理的药剂制度,强化对含钙脉石的抑制作用,论文从单矿物浮选行为、溶液化学、Zeta电位、红外光谱、光电子能谱等方面详细、系统地对抑制剂的作用机理进行了研究,主要取得了以下成果：单矿物浮选试验考查了硅酸钠、六偏磷酸钠、氟硅酸钠、草酸、单宁、羧甲基纤维素、木质素磺酸钠在不同溶液环境(药剂浓度与pH值)下对含钙矿物浮选行为的影响。研究发现,硅酸钠对三种含钙矿物的抑制顺序是萤石>方解石>白钨矿；氟硅酸钠对三种含钙矿物的抑制顺序是方解石>萤石>白钨矿；六偏磷酸钠对三种含钙矿物的抑制顺序是萤石>方解石≈白钨矿；草酸对三种含钙矿物的抑制顺序是萤石>白钨矿>方解石；单宁对三种含钙矿物的抑制顺序是萤石>白钨矿>方解石；羧甲基纤维素对三种含钙矿物的抑制顺序是萤石>方解石>白钨矿；木质素磺酸钠对三种含钙矿物的抑制顺序是萤石>方解石≈白钨矿。通过金属离子强化硅酸钠抑制效果的试验中发现,当pH值在7.0-11.0的范围内,A13+、Fe2+、Pb2+三种金属离子均可对白钨矿、方解石、萤石回收率产生影响。其中Fe2+离子在有效强化硅酸钠对方解石、萤石的抑制效果同时,对白钨矿的回收率影响不大。说明Fe2+离子不但可以起到“助抑剂”的作用,还使得硅酸钠的选择性增强；溶液化学研究发现,在最佳浮选pH值下,白钨矿、方解石、萤石的钙离子都会优先解离到矿浆中,而此pH值下硅酸钠水解产物中占优势的亲水基为[SiO(OH)3-]；Zeta电位研究结果显示,硅酸钠与白钨矿、方解石、萤石作用后,三种矿物表面动电位均发生不同程度下降,其下降程度依次为白钨矿<方解石<萤石,说明硅酸钠在试验pH值范围内水解产生的亲水基[SiO(OH)3-]在三种矿物表面的吸附量大小同样也为白钨矿<方解石<萤石,证明了在适宜的条件下,硅酸钠可以实现白钨矿与方解石、萤石的分离；白钨矿、萤石和方解石三种单矿物与硅酸钠作用前后的红外光谱对比结果显示：硅酸钠基团中的Si-O键振动峰使得白钨矿、萤石和方解石的特征峰均发生了位移,说明硅酸钠在三种矿物表面均发生了吸附。硅酸钠与白钨矿作用后,在光谱分析结果中并未出现新的吸收峰,峰值位移亦不明显；硅酸钠水解后产生的离子在萤石和方解石表面吸附较为明显,在红外光谱图上均产生了新的吸收峰。硅酸钠对白钨矿、方解石、萤石的抑制顺序为：萤石>方解石>白钨矿,即在较佳的试验条件下,通过硅酸钠的抑制作用可以实现白钨矿与萤石、方解石的分离,但和萤石相比,单独使用硅酸钠对方解石的抑制效果较差,需配合其他药剂强化抑制效果才能得到高品位钨精矿；X射线光电子能谱分析表明,白钨矿、方解石、萤石与硅酸钠作用后,三种矿物表面均出现Si-O吸收峰,且Si2p摩尔百分比大小的顺序为白钨矿<方解石<萤石,再次证明硅酸钠在矿物表面吸附量会有明显差异,进而导致可浮性差异而实现矿物间的分离；其次,在白钨矿、方解石、萤石光电子能谱中均出现102.13eV的Si-O结合能,该结合能并不是硅酸钠的Si-O集合能,经研究发现,该结合能为CaSiO3中Si-O标准结合能,说明前期研究中得出优先解离的钙离子与硅酸钠水解产生的[SiO(OH)3-]会在矿浆中反应生成CaSiO3并有浓度差异地吸附在矿物表面使之亲水；第三,助抑剂FeSO4与硅酸钠协同作用抑制脉石的过程中,只有方解石表面Si2p摩尔百分比显著增加,说明助抑剂可以增加硅酸钠水解产生的亲水离子在方解石表面的吸附量,进一步降低方解石的可浮性；最后,助抑剂FeSO4与硅酸钠协同作用后,Fe2p在三种矿物表面摩尔百分比大小顺序依次为方解石>萤石>白钨矿,并且助抑剂的加入使得方解石O1s峰值明显增强,说明可能有新的化合物生成。将方解石的O1s能谱图进行分峰拟合后发现出现一个531.9eV的新结合能,经研究发现,该结合能为水合氧化铁—FeOOH中O-O结合能。作为亲水的FeOOH,选择性的吸附在方解石表面,进一步降低了方解石的可浮性；在前期机理研究的基础上,针对云南文山州白钨矿资源进行浮选试验,抑制剂采用硅酸钠+FeSO4的组合,矿浆pH值10.5,捕收剂为733的药剂条件下取得了白钨矿精矿含W0363.17%,回收率为86.32%的较佳指标,从试验结果中验证了机理研究的准确性。