摘 要

课题针对微细粒绢云母和石英在介质中的分散聚沉行为展开研究，采用沉降试验对矿物颗粒的分散行为进行评价，考察沉降时间、pH值对体系透光率的影响，探究酸性（pH=3）和碱性（pH=12）条件下六偏磷酸钠（LPL）、羧甲基纤维素（CMC）、水玻璃（SS）三种分散剂对绢云母纯矿物、石英纯矿物和人工混合矿分散体系的影响，为微细粒绢云母和石英浮选分离提供基础理论支持。

试验结果表明：矿物颗粒随着沉降时间的延长保持一定的沉降速率，当沉降时间为30min时，矿物颗粒透光率变化较为稳定，矿物颗粒的沉降行为受介质pH值的影响较大，当pH=1-3和pH=10-12范围内时，体系极易发生团聚，透光率较高；六偏磷酸钠（LPL）和羧甲基纤维素（CMC）在酸性和碱性条件下均对矿物颗粒有较为明显的分散作用，最佳分散剂及浓度是，酸性条件下六偏磷酸钠（LPL）20mg/L，碱性条件下羧甲基纤维素（CMC）40mg/L。Zeta电位测试结果表明分散剂通过改变矿物颗粒表面电位，进而分散微细粒绢云母和石英。SEM镜下观察可以看出，添加分散剂后，绢云母鳞片表面附着的细粒石英颗粒明显变少。

关键词：微细粒；绢云母；石英；分散行为

Abstract

The dispersion and coagulation behavior of the micro-fine sericite and quartz have been investigated by sedimentation test, Zeta potential measurements and scan electronic microscopy (SEM) analysis. The influence of sedimentation time and the pH value are determined by transmittance test. Three dispersants, such as sodium hexametaphosphate(LPL), carboxymethyl cellulose(CMC) and sodium silicate(SS), are introduced. The impact on the pure sericite, quartz minerals and the artificial mixed mineral suspension system under the acidic condition(pH=3) and under the alkaline condition(pH=12) are explored, which provide basic theoretical support for the separation of mirco-fine sericite and quartz particles.

The results indicate that the settling velocity of mineral particles is stable with the settlement time lasting. When the sedimentation time is 30 minutes, the transmittance of mineral particles is relatively stable. The sedimentation behavior of mineral particles is obviously influenced by the pH value. The sedimentation system is easily agglomerated, while the pH values are in the range of 1-3 and 10-12. Sodium hexametaphosphate(LPL) and carboxymethyl cellulose(CMC) show the apparent dispersion effects on the mineral particles under the acidic and alkaline condition. Sodium hexametaphosphate(LPL) 20mg/L under the acidic condition and carboxymethyl cellulose(CMC) 40mg/L under the alkaline condition are adopted to be the optimum concentration. The Zeta potentials test predicts that dispersants altering the surface potentials of mineral particles to disperse micro-fine sericite and quartz. SEM microscopy can be seen that with the addition of dispersant, the quartz particles attached to the surface of the sericite slice significantly reduced.

Key Words: micro-fine particles；sericite；quartz；dispersive action

目 录

第1章 绪论 1

1.1绢云母概况 1

1.1.1绢云母资源概述 1

1.1.2绢云母晶体结构 1

1.1.3绢云母理化性能 2

1.1.4绢云母的应用 3

1.2绢云母选矿提纯技术现状 4

1.2.1绢云母的浮选 4

1.2.2绢云母的重选 5

1.2.3绢云母选矿加工存在的问题 6

1.3颗粒异质凝聚研究现状 6

1.3.1微细颗粒异质凝聚的基本原理 6

1.3.2微细颗粒的分散方法 7

1.3.3颗粒分散聚沉行为的研究现状 8

1.4本课题研究意义及内容 8

第2章 试验原料、药剂及试验研究方法 9

2.1试验原料 9

2.1.1原料来源 9

2.1.2粒度分析 9

2.1.3 XRD分析 10

2.2试验药剂及仪器 12

2.2.1试验药剂 12

2.2.2试验仪器 12

2.3试验研究方法 13

2.3.1分散行为研究 13

2.3.2激光粒度仪测试 14

2.3.3 Zeta电位测试 14

2.3.4 XRD测试 14

2.3.5 SEM测试 14

第3章 细粒绢云母、石英分散行为研究 15

3.1沉降时间对颗粒分散行为的影响 15

3.1.1纯矿物研究 15

3.1.2人工混合矿研究 15

3.2 pH值对颗粒分散行为的影响 16

3.2.1纯矿物研究 16

3.2.2人工混合矿研究 17

3.3不同分散剂作用 18

3.3.1六偏磷酸钠（LPL）在不同pH条件下的作用 18

3.3.2羧甲基纤维素（CMC）在不同pH条件下的作用 19

3.3.3水玻璃（SS）在不同pH条件下的作用 21

3.4本章小结 22

第4章 机理分析 23

4.1矿物表面电位研究 23

4.1.1矿物颗粒表面电位研究 23

4.1.2分散剂对绢云母表面电位的影响 23

4.1.3分散剂对石英表面电位的影响 24

4.2 SEM测试 25

4.3本章小结 26

第5章 结论 28

参考文献 29

致 谢 31

第1章 绪论

1.1绢云母概况

1.1.1绢云母资源概述

云母类矿物约占地壳总量的3.8%，主要分大晶体云母、白云母及其亚族（细粒状绢云母、白云母等）、和黑云母、锂云母、以及金云母等^[1]。俄罗斯、中国、加拿大、美国、印度、南非、巴西、马达加斯加和阿根廷等国家^[2]，拥有全球绝大部分的云母矿床资源。中国储量最多，印度次之。我国如今已探明的绢云母矿产地共184处，其中绢云母遍布最多的省份依次为新疆88处、四川27处、内蒙古15处，此三个省份所拥有的绢云母矿产资源共占全国储量的87%；全国储量的其余13%，分别散布在河北、山西、辽宁、吉林、黑龙江、山东、河南、云南、西藏、青海及陕西等地区，各大小矿床总数共54处。

我国绢云母矿根据矿床的不同成因^[3]，一般可分为斑岩蚀变型绢云母矿床、片岩型的绢云母矿床、呈火山岩蚀变型的绢云母矿床、次生石英岩型伊利石绢云母矿床、以及粘土岩型绢云母伊利石矿床。片岩型绢云母矿一般产于石英岩或石英片岩中，它的云母形态特征最为显著，具有最大的经济价值，但含量比较低，一般为10%～40%，难以达到工业上对单体矿物应用的品位要求，所以需要选矿获得高品位的精矿，从而提高绢云母矿物的附加利用价值，并开创其新的应用途径。