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蓝晶石、红柱石和硅线石是红柱石族同质多象体矿物。三者的熵和吉布斯自由能大小非常接近,因而两者或三者共生的矿床并不少见。三种矿物具有相同的化学组分和相似的表面性质,导致它们的分离非常困难,目前相关的选矿工艺和机理研究非常少。论文中以三种矿物晶体结构的差异为切入点,采用表面电动电位、X射线光电子能谱、红外光谱测试及量子化学计算等方法对其表面特性、浮选行为及机理进行了系统研究,为红柱石族同质多象体共生矿的选择性分离提供了理论指导。同时红柱石族矿物常与脉石矿物石英伴生,而红柱石族矿物与石英表面性质的相似性及金属离子的活化作用,导致它们的可浮性差异小,因而它们的选择性分离也是选矿领域的一个难题。论文中以石油磺酸钠为捕收剂,深入探讨了矿浆pH值、三价铁离子和水玻璃对蓝晶石与石英浮选分离行为影响的机理。蓝晶石、红柱石和硅线石晶体中一半铝的配位数为6,另一半铝的配位数依次降低,分别为6、5和4,其对应拉曼光谱图中波数700800 cm-1范围内的Al-O非桥键中非桥氧对称弯曲振动峰强度逐渐增强。化学键模拟计算表明Al-O键键长顺序为:[AlO6]八面体>[AlO5]六面体>[AlO4]四面体。红柱石族矿物表面Al/Si比值的不同导致了三种矿物表面电动电位的不同。X射线光电子能谱（XPS）分析表明蓝晶石表面Al/Si比值最高而硅线石表面Al/Si比值最低,与实际测得的蓝晶石、红柱石和硅线石零电点分别为6.6、6.0和5.5的结果相一致。十八烷基伯胺为捕收剂时,三种矿物浮选回收率大小顺序为:蓝晶石>硅线石>红柱石,且三种矿物的浮选回收率随着矿浆pH值的增加而先增加后降低。十八烷基伯胺阳离子是三种矿物浮选的主要活性组分。蓝晶石（100）面在费米能级附近的态密度主要由O2p轨道组成,十八烷基伯胺阳离子与其表面O产生最强的物理作用,因而十八烷基伯胺在蓝晶石表面的吸附能最小,故十八烷基伯胺体系中蓝晶石的浮选回收率最高。十六烷基磺酸钠为捕收剂时,三种矿物浮选回收率大小顺序为:红柱石>硅线石>蓝晶石,且三种矿物的浮选回收率随着矿浆pH值的增加而降低。十六烷基磺酸根阴离子是三种矿物浮选的主要活性组分。红柱石（110）面在费米能级附近的态密度主要由Al3s、Al3p及Si3p轨道组成,十六烷基磺酸根阴离子与其表面Al和Si分别发生化学作用和物理作用,因而十六烷基磺酸钠在红柱石表面的总吸附能最小,故十六烷基磺酸钠体系中红柱石的浮选回收率高于硅线石和蓝晶石。油酸钠为捕收剂时,三种矿物浮选回收率大小顺序为:硅线石>红柱石>蓝晶石,且三种矿物的浮选回收率随着矿浆pH值的增加而先增加后降低。油酸根阴离子是三种矿物浮选的主要活性组分,红外光谱分析证实油酸钠在三种矿物表面产生了化学吸附。硅线石（010）面在费米能级附近的态密度主要由Al3s和Al3p轨道组成,油酸根阴离子与其表面Al发生强烈的化学作用,因而油酸钠在硅线石表面的吸附能最小,故油酸钠体系中硅线石的浮选回收率最高。XPS分析表明,十八烷基伯胺在蓝晶石表面的吸附量最大而在红柱石表面的吸附量最小,十六烷基磺酸钠在红柱石表面的吸附量最大而在蓝晶石表面的吸附量最小,油酸钠在硅线石表面的吸附量最大而在蓝晶石表面的吸附量最小。捕收剂在矿物表面的吸附量与吸附能绝对值及三种矿物浮选回收率的大小顺序一致。单矿物、人工混合矿及实际矿石浮选试验结果表明,石油磺酸钠为捕收剂,水玻璃为抑制剂,在矿浆pH值为4.0时实现了蓝晶石与石英的选择性分离。三价铁离子的水解组分Fe（OH）3（s）在石英表面的吸附使其表面活性质点增加,有利于石油磺酸钠的吸附而提高石英可浮性,导致蓝晶石与石英选择性分离困难。而水玻璃的水解组分Si（OH）4和SiO（OH）3-通过覆盖已活化石英表面的活性质点而阻碍捕收剂吸附,对其产生强烈抑制。尽管水玻璃的水解组分Si（OH）4和SiO（OH）3-也与已活化蓝晶石表面作用,但石油磺酸钠仍能与其表面活性质点Al作用而产生吸附,故水玻璃对已活化蓝晶石的抑制作用较弱。