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含钙矿物是自然界矿物中的一大类,在建筑、冶金、医疗、农业、日化等领域有着广泛的应用。由于含钙矿物常常相互伴生,矿物晶格中又都含有相同的Ca2+,从而导致它们具有一些相同或相似的表面物理化学性质,给含钙矿物的分选造成了极大的困难。然而,由于所含阴离子基团的不同,不同种类的含钙矿物又表现出一些独特性。含钙矿物中的白钨矿,因其在航空、国防等特种合金中的重要作用,更是含钙矿物分选的重点。本文以方解石（CaCO3）、氟磷灰石（Ca3（PO4）2F）、石膏（CaSO4·2H2O）、硅灰石（CaSiO3）、白钨矿（CaWO4）和萤石（CaF2）六种含钙矿物为主要研究对象,系统研究了白钨矿等含钙矿物在油酸钠、十二胺和螯合类捕收剂苯甲羟肟酸及水杨羟肟酸浮选体系中的自然可浮性,以及金属阳离子调整剂CaCl2、Pb（NO3）2、FeCl3和阴离子调整剂Na2CO3、Na3PO4、Na2SO4、Na2SiO3、Na2WO4和NaF对矿物可浮性的影响。并通过MS模拟、X光电子能谱测试（XPS）、Zeta电位测试和溶液化学计算等方法,详细研究了含钙矿物的晶体化学特性与矿物表面元素相对含量、Zeta电位、溶解性等表面特性和可浮性的关系。油酸钠浮选体系中含钙矿物自然可浮性的大小顺序为:方解石>氟磷灰石>萤石>石膏>白钨矿>硅灰石。十二胺浮选体系中含钙矿物自然可浮性的大小顺序为:氟磷灰石>萤石>方解石>硅灰石>石膏>白钨矿。金属阳离子调整剂CaCl2、Pb（NO3）2、FeCl3在油酸钠浮选体系中对矿物产生活化作用,其中Pb（NO3）2对含钙矿物的活化作用最强,FeCl3对含钙矿物的活化作用最弱。而在十二胺浮选体系中,三种金属阳离子调整剂对含钙矿物的浮选呈抑制作用。阴离子调整剂对大部分含钙矿物的浮选都呈抑制作用。螯合捕收剂苯甲羟肟酸浮选含钙矿物单矿物,在pH 8.0时,将FeCl3与苯甲羟肟酸混合添加,可得到白钨矿的浮选回收率为75.28%,同条件下单独使用苯甲羟肟酸和先加FeCl3后加苯甲羟肟酸白钨矿的浮选回收率仅为45.00%和64.01%。Pb（NO3）2与苯甲羟肟酸混合添加,在pH9.0时,白钨矿的浮选回收率为75.80%;先加Pb（NO3）2后加苯甲羟肟酸在pH 8.1时取得了白钨矿的最佳回收率78.20%,先加Pb（NO3）2后加苯甲羟肟酸和Pb（NO3）2与苯甲羟肟酸混合添加对白钨矿的浮选回收率的影响差异不大。AlCl3的添加方式对苯甲羟肟酸浮选含钙矿物的影响不大。水杨羟肟酸浮选体系中,FeCl3、Pb（NO3）2和AlCl3对含钙矿物的可浮性影响不大。FeCl3、Pb（NO3）2和AlC13等金属阳离子调整剂与油酸钠混合添加时,由于生成了金属油酸盐沉淀,对含钙矿物的浮选有明显的抑制作用。基于苯甲羟肟酸浮选体系下,FeCl3与苯甲羟肟酸混合添加浮选白钨矿单矿物的试验结果,选择FeCl3与苯甲羟肟酸混合所形成的Fe-BHA,用于白钨矿与方解石人工混合矿分选。pH 7.7时,白钨矿的选择性指数（矿物相对回收率的几何平均值）为2.83,高于油酸钠、苯甲羟肟酸和先加FeCl3后加苯甲羟肟酸在各自最佳浮选条件下对白钨矿的分选效率。用香炉山白钨矿的实际矿石对Fe-BHA分选白钨矿的分离效果进行验证,结果表明,当磨矿细度-0.074mm为80%,Na2CO3用量500g/t,Fe-BHA中FeCl3用量200g/t、苯甲羟肟酸用量500g/t,油酸用量20g/t时,精矿产率为30.53%,精矿中W03品位为1.56%,WO3的回收率为63.50%,相比同条件下油酸钠、苯甲羟肟酸、先加Pb（NO3）2后加苯甲羟肟酸和先加FeCl3后加苯甲羟肟酸作捕收剂时的浮选结果较好。含钙矿物的天然可浮性与矿物晶体结构内部Ca-O（F）键的离子性程度有关。Ca-O（F）键的离子性程度越大,则Ca-O（F）键越容易在矿物解离时发生断裂,使更多的化学反应活性位点暴露在矿物表面,影响矿物的疏水性以及与药剂相互作用的程度。含钙矿物晶格中X（X表示含钙矿物晶格中除Ca外与O成键的另一元素）原子与O原子形成化学键时X-O键的共价性程度,直接导致X原子对O原子束缚程度的差异,X原子对O原子的束缚程度越大,即含钙矿物中阴离子基团越稳固,则O原子与Ca原子成键时,Ca-O键的离子性就越强。借助于MS模拟、接触角测试、XPS测试等方法,研究了油酸钠在含钙矿物表面的作用机理。结果表明,在矿物发生解离时,含钙矿物晶体结构差异所导致的Ca-0键断裂程度的不同,直接导致含钙矿物表面疏水性、表面元素种类和元素含量、表面能和表面化学反应活性的差异,进而引起矿物的可浮性差异。通过紫外/可见光吸收光谱测试,分析了不同组成配比下金属离子螯合物Fe-BHA的几种可能存在形式,并得出在pH 8.0的浮选矿浆中,Fe-BHA主要以羟基配合物的形式存在。并通过红外光谱测试,验证了Fe-BHA在白钨矿表面化学吸附的存在。通过对Fe-BHA作用前后白钨矿表面O1s元素XPS谱峰的分峰拟合,发现Fe-BHA的羟基配合物可以与白钨矿表面的Ca-OH发生脱H2O作用,因而吸附在矿物表面。