摘 要

自然界锡石常与方解石，石英等脉石矿物伴生。本文主采用了微浮选法，探索了三种捕收剂——苯甲羟肟酸，辛基异羟肟酸，水杨羟肟酸对锡石混合矿的浮选分离效果，考察三种矿物在不同捕收剂浓度和pH条件下的浮选行为，并根据Zeta电位和红外光谱测试结果对锡石与药剂的作用机理进行分析。

浮选试验结果表明：三种捕收剂都对锡石有良好的捕收效果，其中苯甲羟肟酸最为明显，辛基异羟肟酸次之，水杨羟肟酸最弱。锡石-石英混合矿物的分离很简单，因为三种捕收剂对石英都没有捕收能力，对于锡石-方解石混合矿，需要加入六偏磷酸钠作为抑制剂。当矿浆pH值为8.5左右时，在75mg/L的苯甲羟肟酸和3.5mg/L的六偏磷酸钠的条件下，SnO₂的回收率达85.3%时，并得到含 SnO₂ 75.2%品位的锡精矿。

动电位结果表明捕收剂的加入使得锡石表面的动电位负移，锡石表面动电位的变化与溶液pH关系较大。红外光谱测试表明锡石与苯甲羟肟酸作用后，锡石的特征吸收峰的波数出现了偏移并且特征峰减弱，说明苯甲羟肟酸在锡石表面发生了化学吸附。而方解石与六偏磷酸钠作用后，方解石的特征吸收峰的波数出现了偏移并且特征峰减弱，说明方解石在六偏磷酸钠表面发生了吸附，降低了苯甲羟肟酸在其表面的吸附。

关键词：锡石；浮选分离；Zeta电位；红外光谱

Abstract

In nature, cassiterite is often associated with gangue minerals such as calcite and quartz. In this paper,the researches on flotation and selective separation of cassiterite, calcite, quart pure mineral and the artificial mixture were carried out, using Benzohydroxamic acid,Hydroxamic acid and Octyl hydroxamic acid. Also, flotation of these three minerals with different collectors and in different pH conditions was investigated, and mechanism between casseterite and reagent were analyzed by Zeta potential and infrared spectra.

The flotation shows that the three collectors have a good effect on the flotation of cassiterite, that Benzohydroxamic acid is the best, octyl hydroxamic acid next, and the Hydroxamic acid is the worst. It’s very easy to separate casseterite and quart, while sodium hexametaphosphate(SHMP) is necessary in the selective of casseterite-calcite mixture. When the pH value of pulp is about 8.5, under the condition of the BHA 100mg/L and the SHMP 3.5mg/L, the concentrate with the recovery of SnO₂ 85.3% and the grade of 75.2% SnO₂ was obtained.

Zeta-potential measurement results indicate that the surface Zeta potential of cassiterite shifted negatively while adding in collectors. The relation of Zeta potential and pH environment is very obvious. Infrared spectra tests showed that characteristic absorption peaks of cassiterite was shifted and then decreased after reacting with the collector Benzohydroxamic acid, which indicated Benzohydroxamic acid was absorbed by the cassiterite. Also, characteristic absorption peaks of calcite was shifted and then decreased after reacting with the inhibitor SHMP, which indicated SHMP was absorbed by the calcite and less Benzohydroxamic acid was absorbed by the calcite.

Key words: cassiterite; flotation; Zeta potential; infrared spectra

目录

第1章 绪论 1

1.1锡石的结构与物理化学性质 1

1.2 锡石的浮选工艺 2

1.2.1 捕收剂的选择 2

1.2.2 抑制剂的选择 4

1.3锡石浮选的研究意义及内容 5

第2章 试验原料、设备及方法 7

2.1 试验原料、设备和药剂 7

2.1.1 试验原料 7

2.1.2 实验设备 7

2.1.3 试验药剂 7

2.2 试验方法 8

2.2.1单矿物浮选试验 8

2.2.2 人工混合矿物 10

2.2.3 吸附量测定 11

2.2.4 动电位测试 11

2.2.5 红外光谱测试 12

第3章 浮选分离研究 13

3.1 不同药剂体系中单矿物的浮选行为 13

3.1.1 辛基异羟肟酸对单矿物可浮性的影响 13

3.1.2 苯甲羟肟酸对单矿物可浮性的影响 14

3.1.3 水杨羟肟酸对单矿物可浮性的影响 15

3.1.4 辛基异羟肟酸体系中抑制剂对单矿物可浮性的影响 16

3.1.5 苯甲羟肟酸体系中抑制剂对单矿物可浮性的影响 18

3.2 人工混合矿物浮选研究 19

3.2.1 苯甲羟肟酸浮选分离锡石与石英 19

3.2.2 苯甲羟肟酸浮选分离锡石与方解石 19

3.3 小结 20

第4章 药剂与矿物表面的作用机理分析 22

4.1 吸附量测定 22

4.2 动电位测试 22

4.3 红外光谱分析 23

4.3.1 苯甲羟肟酸的红外光谱分析 23

4.3.2 锡石和苯甲羟肟酸作用前后的红外光谱分析 24

4.3.3 方解石与六偏磷酸钠作用前后的红外光谱分析 24

4.4 小结 26

第5章 结论 27

参考文献 28

致谢 30

第1章 绪论

1.1锡石的结构与物理化学性质

SnO₂是锡石的主要化学成分。锡石是一种氧化矿物，隶属于四方晶系。锡石的晶体的结构一般为金红石型，大多数是短柱体，且带双锥，也有些表现为细长柱状。粒状块大多都是锡石的集合体。木锡石是一种葡萄状外壳，而内部是同心放射纤维状构造的锡石。纯净的锡石几乎无色，但自然界中的锡石通常都是黄棕至棕黑色；条痕显白色。锡石带有金刚光泽，它的断口上带有清晰的油脂光泽^[1]。自然界中无色的锡石很少见，因为它含混入的脉石矿物而呈褐色，比如含铁高时通常是黑色，含Nb、Ta高时一般是沥青黑色，在含铌铁矿、钽铁矿等时多种矿物时，锡石也会出现不均匀的颜色。

锡石的解理是不完全解理，断口不平坦，一般显次贝壳状。锡石在金属矿物中比较脆，硬度是6~7。锡石的相对密度是6.8~7.0。大多数锡石无磁性，除了富铁锡石，富铁锡石带有一定的电磁性。在花岗伟晶岩脉中，锡石的共生脉石矿物一般有石英、钠长石、白云母，有时也与黄玉、电气石等共生^[2]。在这一类矿床中，锡石一般呈不均匀分布，而且品位一般不高，但是能和一些稀有金属综合开采，比如Li、Rb、Cs、Be等。锡石的同素异形体有三种——白锡、灰锡、脆锡，其中白锡是隶属四方晶系，密度是7.28g/cm³，它的晶胞参数：a=0.5832nm，c=0.3181nm，晶胞中存在4个Sn原子，有2的硬度；灰锡隶属于金刚石形立方晶系，密度是5.75g/cm³，晶胞参数：a=0.6489nm，晶胞中存在8个Sn原子；脆锡隶属于正交晶系，它的密度是6.54g/cm³。