摘 要

本论文以蚌埠不同产地脉石英矿物为研究对象，在油酸钠为捕收剂的体系下，进行石英纯矿物的浮选实验。为了研究不同产地脉石英矿物的可浮性差异，在相同条件下分别对蚌埠A、B、C三地石英纯矿物进行浮选，根据产率对比可得出可浮性差异。针对石英在没有活化剂活化时很难上浮的问题，选用结晶三氯化铝（提供Al³ ）为活化剂，考察了Al³ 在不同pH条件下对三种石英矿上浮的影响，以及在最佳pH条件下Al³ 添加量对三种石英矿上浮的影响。在活化剂和pH最优条件下做捕收剂浓度梯度实验，得出最佳捕收剂用量。获得了以下认识：

1.三个不同产地石英最佳浮选条件不同，最高产率有差异，得出不同产地脉石英矿物的可浮性是有差异的。

2.通过XRD、ICP等相关测试技术对三种不同产地石英矿进行分析，三种石英矿石英含量达98%以上，化学成分中杂质元素的种类和含量不同，是造成三种不同产地石英矿可浮性差异的主要因素。

3.经过Zeta-电位测试、红外光谱分析，对矿物浮选进程进行表面特性等机理的研究。

关键词：石英；Al³ ；Zeta-电位；油酸钠；浮选；红外光谱

Abstract

In this paper, the quarrying of quartz pure mineral was carried out under the system of sodium oleate as collector. In order to study the floatability of quartz minerals in different areas, the pure mineral of B, B and C in Bengbu was flotation under the same conditions, and the difference was found according to the yield. The effect of Al³ on the floating of three kinds of quartz ore under different pH conditions was investigated by using crystalline aluminum trichloride (providing Al³ ) as activator. The effect of Al³ on the floatation of three kinds of quartz ore was investigated. The Influence of Al³ Addition on the Floatation of Three Kinds of Quartz. Under the optimal conditions of activator and pH, the collector concentration gradient experiment was carried out to obtain the best collector dosage. Got the following understanding:

1. The best flotation conditions of the three different origin quartz are different, and the highest yield is different, and the floatability of the quartz mineral of different origin is different.

2.By XRD, ICP and other related testing techniques for the analysis of three different areas of quartz ore, three kinds of quartz ore content of more than 98%, chemical composition of impurities in different types and content, is caused by three different origin quartz ore The main factors of floating differences.

3. Through the Zeta- potential test, infrared spectroscopy analysis, the surface of the mineral flotation process and other mechanisms of the study.

Key Words: quartz; Al³ ; Zeta- potential; sodium oleate; flotation; infrared spectrum

目 录

第一章 绪论 1

1.1研究的背景、目的及意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2研究的目的及意义 1

1.1.3国内外研究现状 2

1.2石英矿原料概述 2

1.2.1 石英矿原料综述 2

1.2.2 石英矿原料及用途 3

1.3 石英矿浮选及浮选机理 3

1.3.1 浮选概述 3

1.3.2 石英矿浮选机理 4

1.4本章小结 5

第二章 试样、药剂、仪器设备及研究方法 6

2.1 纯矿物矿样性质 6

2.1.1 三种不同产地石英矿的化学成分分析 6

2.1.2 三种石英矿的XRD特征图谱 7

2.2 实验药剂 9

2.3 实验仪器及设备 9

2.4 实验研究方法 10

2.4.1 纯矿物浮选实验 10

2.4.3 红外光谱测定 11

2.4.4 金属离子溶液化学计算 11

2.5 本章小结 12

第三章 油酸钠体系下石英浮选实验 13

3.1 pH对油酸钠浮选石英的影响 13

3.1.1 1.2^#石英矿 13

3.1.2 4.3^#石英矿 14

3.1.3 2.1^#石英矿 15

3.2 活化剂铝离子浓度对油酸钠浮选石英的影响 16

3.2.1 1.2^#石英矿 17

3.2.2 4.3^#石英矿 18

3.2.3 2.1^#石英矿 19

3.3 油酸钠浓度对石英可浮性的影响 20

3.3.1 1.2^#石英矿 20

3.3.2 4.3^#石英矿 21

3.3.3 2.1^#石英矿 22

3.4 本章小结 24

第四章 石英矿物浮选的作用机理研究 25

4.1 不同产地石英矿表面Zeta-电位的差异 25

4.2 离子对石英矿表面Zeta-电位的影响 26

4.3 金属离子在溶液中的存在状态分析 27

4.4 油酸钠体系下铝离子作用后石英的红外光谱分析 28

4.5 本章小结 32

第五章 结论与展望 33

5.1 结论 33

5.2 展望 33

致谢 35

参考文献 36

第一章 绪论

脉石英是石英（SiO₂）的集合体，呈乳白、白色，致密坚硬，油脂光泽。脉石英常常与水晶伴生在一起，因而一般盛产水晶的地域都会有比较多的脉石英矿物，石英脉矿体多呈脉状、鸡窝状、透镜状，有的是分叉，长数米至数百米，厚数十厘米至数十米，规模以小型为主，均产于变质岩、榴辉岩的结构裂隙或两者接触带内属于原生矿。脉石英为显晶质，结晶颗粒比较粗大，但是其化学成分很纯，因此SiO₂的含量很高。

1.1研究的背景、目的及意义

1.1.1 研究背景

随着科技的高速发展，我国的石英玻璃等产业对高纯石英的需求量在最近几年极速增加，高纯石英是制造先进单晶硅和多晶硅太阳能电池、高温灯管、光伏电池、半导体硅片、石英玻璃的关键资源^[1]。随着高科技行业和全球范围内新材料产业的快速发展，对水晶产品的质量要求也不断提高，而水晶资源趋向枯竭，世界范围内都面临着高品级石英原料的紧缺^[2]，高纯石英的市场需求量也将不断扩大。脉石英矿物能够用来制备高纯石英，且制备工艺需要根据性质来确定，所以对脉石英矿物相关性质的研究就显得尤为重要。因此本文就蚌埠不同产地的脉石英矿物为研究对象，对它们的可浮性差异进行了相关实验与探索。

1.1.2研究的目的及意义

为了应付高纯石英原料的紧缺，应当从制备高纯石英的原料入手，因此对脉石英矿相关性质的研究具有巨大的工业价值。

石英是硅钙质磷矿石的主要脉石矿物之一，硅钙质磷矿石是我国的主要磷矿资源，磷矿资源是我国主要矿产资源之一，我国是磷矿资源消费大国^[3]。根据2002年世界磷矿资源储量^[4]可知，世界磷矿资源主要集中在美国、俄罗斯、中国^[5]。因此研究不同产地石英矿的表面特性以及可浮性的差异，对提高不同产地的磷矿选矿技术有一定的理论指导作用。