高强度调浆对萤石浮选中典型矿泥罩盖分散机制的研究

《Powder Technology》：Mechanism of high-intensity conditioning on the dispersion of typical slime coating in fluorite flotation

本文系统研究了高强度调浆（HIC）在萤石浮选中对重晶石和方解石矿泥罩盖的分散效应与机理。通过浮选实验、气泡-颗粒附着角（BPA）动力学、沉降浊度、Zeta电位分布、扫描电镜（SEM）及扩展DLVO（EDLVO）理论计算，揭示了HIC转速（800–2000?rpm）通过“表面清洁”作用有效去除脉石矿泥，提升萤石浮选回收率与选择性的物理化学机制。

　　

Highlight

材料

来自中国湖南省郴州市的高纯度萤石（97%）、方解石（98.41%）和重晶石（99.43%）样品，其X射线衍射（XRD）图谱（图1）证实了高纯度。研磨后粒度分析（图2）显示，90%的颗粒尺寸低于239.80微米。

浮选动力学分析

浮选结果采用经典一级动力学模型进行分析。如图6和表2所示，该模型在所有经过六种不同调浆速度处理的样品中均表现出优异的拟合度，R²值超过0.96。图6(a)说明了调浆速度对萤石浮选性能的影响。所有测试的调浆速度均产生了良好的浮选动力学。当条件确保足够的矿物可浮性时（接触角超过某个阈值），浮选速率常数随着调浆速度的增加而增加，在800 rpm时达到峰值，然后在更高速度下略有下降。这初步表明，适度的HIC（~800 rpm）有利于浮选动力学。

结论

通过采用包含浮选实验、BPA动力学分析、沉降浊度测量、Zeta电位分布、SEM-EDS观察和EDLVO理论计算的多方面方法，本研究系统地调查了HIC在萤石浮选中对重晶石和方解石矿泥罩盖的分散机制。浮选测试表明，虽然纯萤石在碱性条件（pH = 10）下实现了无捕收剂浮选，但重晶石或方解石的存在降低了萤石回收率和最大BPA吸附能力，这指示了矿泥罩盖现象，并通过SEM分析得到证实。Zeta电位分布和沉降浊度测试揭示，矿泥罩盖的程度随着HIC搅拌速度的增加先增加后减少。研究结果表明，以低于800 rpm转速为特征的温和调浆促进了重晶石和方解石在萤石表面的粘附，从而加剧了矿泥罩盖。相比之下，在800到2000 rpm范围内的高强度调浆有效地从萤石上去除了脉石矿物，从而减轻了矿泥罩盖。值得注意的是，与重晶石相比，方解石矿泥对萤石颗粒表现出更强的亲和力，并且对HIC的影响表现出更大的抵抗性。基于EDLVO模型的理论计算进一步阐明了方解石、重晶石和萤石颗粒之间的聚集和分散行为。