摘 要

本文试验以蒙脱石为黏土矿物的代表，研究蒙脱石对于油酸钠的吸附。以此为依据研究蒙脱石对以油酸钠作为捕收剂的萤石浮选的影响，并探究其作用机理。试验利用zeta电位测量、接触角测量、吸附试验和红外光谱测量研究蒙脱石对萤石浮选的抑制机理。借助单矿物浮选实验考察了蒙脱石对萤石浮选的影响。试验结果表明：油酸钠的存在会使蒙脱石表面电位下降，接触角变大，吸附实验显示随着蒙脱石含量的增加，油酸钠残余浓度减小，红外光谱显示蒙脱石对油酸钠在萤石表面的吸附产生了一定程度的影响，浮选实验结果也显示蒙脱石使精矿品位和回收率下降。结果分析表明：蒙脱石对油酸钠产生了化学吸附，影响了油酸钠在萤石矿物表面的吸附作用，对于萤石浮选有着不容忽视的抑制效果。

关键词：萤石；浮选；蒙脱石；吸附

Abstract

This research investigates the adsorption of sodium oleate with montmorillonite, which act as the representative of the clay minerals, montmorillonite and research of using sodium oleate as collector of fluorite flotation, and explore its mechanism. Through mineral surface contact angle measurement, zeta potential test, the adsorption capacity, Fourier transform infrared spectroscopy, the mechanism of inhibitors of montmorillonite to fluorite flotation was studied. Through a single mineral flotation test, the montmorillonite impact of fluorite flotation was also investigated. The results showed that sodium oleate can bring down montmorillonite surface potential and exaggerate contact angle. Adsorption experiments indicated that with the increase of the content of montmorillonite, the residual content of sodium oleate decreases, and infrared spectrum showed that montmorillonite surface adsorption of sodium oleate in fluorite had a certain degree of influence. Flotation experiment results showed that montmorillonite also made the concentrate grade and recovery declined. It showed that montmorillonite had a certain degree of adsorption on the sodium oleate, which belonged to the chemical adsorption. It influences the adsorption between sodium oleate and fluorite, and makes a great negative effect on fluorite flotation.

Key words: montmorillonite; flotation; fluorite; adsorption

目 录

第1章 绪论 1

1.1萤石资源概述 1

1.1.1萤石的性质及萤石矿的分布 1

1.1.2萤石的主要用途 2

1.2萤石浮选研究现状 3

1.2.1萤石浮选的捕收剂 3

1.2.2萤石浮选的影响因素 4

1.3蒙脱石的性质 5

1.4研究内容与意义 6

1.4.1研究内容 6

1.4.2研究意义 7

第2章 试验原料、仪器及研究方案 8

2.1试验样品 8

2.2试验样品的表征 8

2.3试验药品的选择 11

2.4试验仪器 11

2.5试验研究及测试分析 12

2.5.1zeta电位的测定 12

2.5.2接触角的测定 13

2.5.3红外光谱分析 13

2.5.4吸附量测量 13

2.5.5单矿物浮选试验 14

第3章 蒙脱石对萤石浮选的影响机理研究 16

3.1油酸钠对蒙脱石表面电位的影响 16

3.2油酸钠对蒙脱石表面润湿性的影响 18

3.3红外光谱分析 19

3.4蒙脱石对油酸钠在萤石表面吸附的影响 20

3.5单矿物浮选试验分析 22

第4章 结论 24

参考文献 25

致谢 26

第1章 绪论

萤石是一种应用非常广泛的非金属矿物工业原料，常用于金属冶炼、氟化工、水泥、玻璃和陶瓷等建材行业。我国萤石资源丰富，高品位萤石矿资源少，而工业生产对萤石产品的品位要求较高，工业生产对萤石需求量日益增大和精矿品位要求的日益提升与矿物分选难度日益加大之间的矛盾成为萤石选别的首要问题。我国矿产资源选别整体面临着“贫、细、杂、难”的问题，萤石矿也不例外。我国的萤石矿贫矿多，富矿少，难选矿多，易选矿少，整体利用率不高。浮选作为萤石选别的主要手段，其效果好坏直接影响萤石精矿的品位。为了提高萤石的利用率就必须找出影响萤石浮选的因素，从而寻找更好的浮选方法来提高浮选效果。由于矿石形成过程中会过多过少的受到风化侵蚀等地质作用，矿体中经常会夹杂有粘土矿物，而粘土矿物由于本身易膨胀，易泥化，易吸附等特性，往往会给浮选带来很多的影响。在粘土矿物中以蒙脱石最为常见且最具代表性。因此，研究蒙脱石对萤石浮选的影响进而为解决萤石矿选别效果不好的问题提供技术支撑就显得尤为重要。

1.1萤石资源概述

1.1.1萤石的性质及萤石矿的分布

萤石，作为氟工业重要的原料又称为氟石，主要成分为氟化钙，化学式CaF₂，含杂质较多，有时含有类质同像物质如CaCl₂，Ca常被一些稀土元素替代，另外还含有微量的Fe₂O₃，SiO₂等杂质。所以天然萤石很少是白色透明的，大部分被其他元素染成鲜艳的颜色。萤石的莫氏硬度4，熔点1270-1350℃，密度3.18（＋0.07，－0.18）g/cm³。萤石晶体属等轴晶系，为立方体，少数为八面体和十二面体，集合体常呈致密粒状块体或散布体出现。晶体具有完全的八面体解理，比重3.18，折光率为1.434^[1]。

在火山岩浆冷却的过程当中，从滚热的岩浆中挥发分离出来的气水溶液在沿缝隙上升的过程中，由于环境温度降低，压力减小，气水溶液中的氟离子与周围岩石中的钙离子结合，形成氟化钙。我国萤石矿资源储量世界第一，是世界萤石的主要产地。截止2012年底，中国已发现萤石矿及矿（化）点1500余处，经过勘查并编入矿产储量平衡表的矿产地数约790处，普通萤石查明资源储量约22800 万t（CaF₂，矿石量按64%折算），其中基础储量仅占查明资源总量的 17.3%，资源量占 82.7%^[2]。根据全国矿产储量数据库数据有如下表格：