阴阳离子混合捕收剂用于中低品位锂云母的浮选试验研究.pdf

8 6 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第3 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n l 6 7 l 一9 4 9 2 ．2 0 1 9 ．0 3 ．0 1 9 阴阳离子混合捕收剂用于中低 浮选试验研究 品位 王林林1 ，朱灵燕2 ，刘跃龙3 ，刘够生1 锂云母的 1 ．华东理工大学化学工程联合国家重点实验室，上海2 0 0 2 3 7 ； 2 ．南昌大学化学学院，南昌3 3 0 0 3 1 ； 3 ．江西科技师范大学化学化工学院，南昌3 3 0 0 1 3 摘要以阳离子的十二胺D D A 和阴离子的油酸钠N a 0 L 为混合捕收剂体系，对中低品位锂云母矿物的浮选进行试验 研究和相关测试。通过A F M 分析对比云母表面捕收剂吸附形貌结构变化，推测混合捕收剂的协同作用机理可能是十二胺首 先在锂云母表面进行有效吸附，油酸钠“间接”地通过头基间的静电吸引或是碳链之间的疏水作用，从而增加表面碳链密度和 高度并使得吸附层更加稳定。浮选结果表明，矿物的粒径在5 0 ～7 4p m 时浮选效果最好，过粗则锂云母与脉石不能有效分 离，而过细则会造成脉石夹带严重；而药剂比例浓度也影响浮选效果，D D A 与N a 0 L 用量在2 1 时吸附效果最好。浮选产品 的泡沫高度、稳定性试验以及含水量的测试也显示，N a O I 。有效地减少了浮选泡沫的含水量而降低对脉石的夹带，且使泡沫稳 定性有所变弱，半衰期更短，消泡更加容易。另外对比不同的捕收剂添加顺序发现，先加入D D A 后加入N a O I 。的情况下浮选 效果最好，也从侧面印证N a 0 I 。可能是通过D D A 的桥接而起到强化吸附的作用。 关键词低品位锂云母；浮选；混合捕收剂；吸附 中图分类号T D 9 2 3 ．1文献标志码A文章编号1 6 7 19 4 9 2 2 0 1 9 0 3 一0 0 8 6 一0 7 F l o t a t i o no fL o wG r a d eL e p i d o l i t eu s i n gM i x e dC a t i o n i c ／A n i o n i cC o l I e c t o r s W A N GL i 押Z j ，2 ’，Z H UL i 行g y n 行2 ，L ，Uh e Z o 行g3 ，L f U G o “5 P 卵g 1 j ．S ￡口f PK P yL n 6 D ，- n f o r yo 厂C 矗P 7 胛i ’ⅡZE 行g i 竹P P ，．i n g ，E n s fC i n 口L 砌i u P r s i f yD 厂S f i P 卵f P 盘理d T P f 矗7 z o Z o g y ，S 厶n 行g 盘i2 D 0 2 3 7 ，C i 行n ； 2 ． C o Z Z P g Po 厂C 矗9 7 规i s ￡r y ，N n 行f 口”gL k i u P r s i f y ，N 以，z c 矗口咒g3 3 0 0 3 I ，C i 钾n ； 3 ．S c 矗o o Zo 厂C 矗P 7 ”i s ￡r y 以九dC 矗e ”2 i c 以ZE 行g i 行P P ，．i 行g ，J i 以以g 、z iS c i P 钾f P 口7 7 dT 已f 矗理o Z o g y N o r 7 “ n Z 己砌i 口e r s i f ∥，N 口咒c n 咒g3 3 0 0 J 3 ，C i 行以 A b s t r a c t T h ef l o t a t i o no ff i n eg r a i n e dl e p i d o l i t ei n1 0 wg r a d eu s i n gc a t i o n i cd o d e c y l a m i n e D D A a n d a n i o n i cs o d i u mo l e a t e N a O I ．a sm i x e dc o l l e c t o r si si n v e s t i g a t e d ． A c c o r d i n gt ot h eA F Mr e s u l t s ， t h e s y n e r g i s t i cm e c h a n i s mo fm i x e dc 0 1 1 e c t o r si sp r o p o s e da sf 0 1 1 0 w s 。c a t i o n i cD D Ai o n sa n c h o ro nt h en e g a t i V e c h a r g e dl e p i d o l i t es u r f a c ef i r s td u et ot h ee l e c t r o s t a t i ca t t r a c t i o n ． T h e na n i o n i co l e a t ei o n s “m e d i a t e l y ” a t t a c ht ot h es u r f a c eb ya t t r a c t i o nb e t w e e no p p o s i t ec h a r g e dh e a dg r o u p so rh y d r o p h o b i ce f f e c t so fc a r b o n c h a i n s ，1 e a d i n gt 。am o r es t a b l ea d s o r p t i o nl a y e ra n dah i g h e ra d s o r p t i o nd e n s i t y ， T h ef l o t a t i o nr e s u l t ss h o w ab e t t e rc o n c e n t r a t i o ni so b t a i n e dw h e np a r t i c l ed i m e n s i o na t5 0 、，7 4 扯m ．B e s i d e s ，t h ec o n c e n t r a t i o nr a t i oo f m i x e dc 0 1 l e c t o r sa f f e c t st h ef l o t a t i o na n dD D A N a O L 一2 1i sab e s tc h o i c ea c c o r d i n gt ot h et e s t ． C o m p a r i s o n so ft h es t a b i l i t ya n dw a t e rc o n t e n t 。ff o a m i n gp r o d u c t sa l s or e v e a lt h a tN a O Lc a ne f f e c t i V e l y r e d u c et h ew a t e rr e t e n t i o nt h u st h ee n t r a i n m e n to fg a n g u em i n e r a l s ．A n di ta l s or e d u c e st h es t a b i l i t yo f b u b b l ep r o d u c t s ， m a k i n gd e f o a m i n ge a s i e r ． M o r e o v e r ， i ts h o w st h ea d d i t i o no r d e ro fc o U e c t o r sa l s o i n f l u e n c et h ef l o t a t i o ne f f e c t s ． A d d i n gD D Ab e f o r eN a Lr e n d e r sa no p t i m a lf l o t a t i o nr e s u l t ，i n d i c a t i n gt h e “b r i d g e ”e f f e c to ft h em i x e dc o l l e c t o r s ’s y n e r g i s t i cm e c h a n i s m ． K e yw O r d s 1 。w g r a d el e p i d 0 1 i t e ；f l o t a t i o n ；m i x e dc o l l e c t o r s ；a d s o r p t i o n 基金项目阳家自然基金 5 15 6 4 0 1 1 收稿日期2 0 1 8 一0 9 1 4修回日期2 0 1 8 1 0 一1 0 作者简介王林林， 19 9 0 一 ，男，浙江嘉兴人，博士研究生，研究方向为化学工程。 通信作者刘够生， 19 6 6 一 ，男．江西南昌人，教授，主要研究方向为硅酸盐矿物的分离及制备碳酸锂等。 万方数据 2 0 1 9 年第3 期王林林等阴阳离子混合捕收剂用于中低品位锂云母的浮选试验研究 8 7 随着近年来对锂电池等的巨大发展需求以及优 质锂云母资源的逐渐消耗，对中低品位锂云母的开 发利用显得越来越重要⋯。锂云母其氧化锂含量 一般在2 ．o ％～6 ．o ％，以江西宜丰一高安地区为例， 锂瓷土 含细粒锂云母的瓷土，原矿的I 。i 。 含量范 围为1 ．1 ％～1 ．8 ％ 的可开采量高达60 0 0 万t ，整 个江西地区该类矿物的储量估计可达数亿t [ 4 1 5 ] 。 此类低品位的锂云母矿极难浮选，原因在于这 些地带的锂云母颗粒尺寸小，大多数的粒径 5 0 “m ，与脉石矿物呈密嵌布状态。为解放矿粒而磨矿 过细时，使用常规的阳离子烷基胺类捕收剂浮选就 很难得到好的分离效果。传统的浮选机理是当表面 阳离子在水中离解后，锂云母的0 0 1 表面呈负电性， 阳离子捕收剂带正电头基通过静电作用吸附其上， 从而增加锂云母表面疏水性并用泡沫选择性带 出[ 6 ] 。其处理的矿粒极限在1 0 ～1 0 0 “m [ 7 ] ，随着矿 物粒径的减小，脱泥的困难首先会造成捕收药剂的 用量增大，且细粒矿物表面能作用变大，易于发生微 粒互凝现象[ 83 ；其次颗粒过小会造成矿粒与气泡的 碰撞概率降低，从而大大削弱气泡的运载能力∽] ；另 外由于矿浆黏度增大，从而导致气泡的稳定性过强， 脉石夹带严重，从而导致选择性变差[ 9 。1 ⋯。 另外使用单一胺类捕收剂浮选对锂云母的选择 性较差，对矿泥响应敏感，一次浮选得到的精矿品位 偏低口川，如宜春4 1 4 矿使用椰油伯胺一次浮选的品 位为3 ．5 ％左右口2 1 ；而且烷基胺类溶解性较低，需要 大量的盐酸溶解，对设备腐蚀严重，在低温天气下会 由于析出等原因而导致浮选效果下降。何桂春等u 3 ] 提出将油酸钠等阴离子捕收剂与烷基胺复配浮选宜 春钽铌矿锂云母，浮选精矿锂品位较高。吕子虎 等[ 14 1 研究了阴阳离子混合捕收剂对于锂云母的浮 选，并指出十二胺和氧化石蜡皂混合使用的结果较 佳。而且由于混合捕收剂的矿浆一般为中性或是弱 碱性，矿泥在碳酸钠等p H 调节剂下分散良好，设备 腐蚀情况得到大大改善。 对于阴阳离子混合捕收剂对云母浮选的协同作 用机理，目前还没有统一的定论。有报道指出相对 于单一捕收剂，混合捕收剂体系能够有效降低表面 张力[ 15 。”] ，而由于带异种电荷头基间的静电吸引作 用以及离子对 i o n p a i ra s s o c i a t i o n 的形成能够有效 降低体系的C M C 值[ 17 J 1 8 j 。也有观点认为，疏水链之 间的相互作用[ 1 钉以及由于带异种电荷头基的插入屏 蔽而减弱的锚固头基问的静电斥力[ 2 叩使得固体表面 的捕收剂吸附层更加稳定，从而获得比单一捕收剂 更优的疏水效果∽1 | 。基于我们之前的分子模拟计算 结果，认为阴阳离子混合捕收剂的作用是以阳离子 捕收剂对负电性的锂云母表面吸附为前提，而阴离 子捕收剂是通过与阳离子捕收剂的相互作用而“间 接”吸附在锂云母表面，强化疏水效果。 本文目的在于采用十二胺D D A 和油酸钠N a I 。 作为阴阳离子混合捕收剂来进行细粒锂云母矿物的 浮选研究。首先以A F M 来分析云母表面的捕收剂吸 附形貌，研究混合捕收剂的吸附机理。通过分析一次 浮选后精矿的回收率和品位，来验证混合捕收剂浮选 的协同作用。同时考察浮选矿浆产生的泡沫量和稳 定性以及含水量等指标，以及药剂的添加顺序来对比 研究混合捕收剂的作用效果，从而探讨阴阳离子混合 捕收剂在锂云母浮选过程中的作用机理。 1试验部分 1 ．1 原料 本文中所使用的锂云母矿物来自江西宜丰一高 安地区的细粒锂云母矿物 锂瓷土 ，原矿的氧化锂 品位为1 ．6 ％。先手工挑选表面洁净干燥的花岗岩 矿块，用颚式破碎机进行预破后，于密封式粉碎机中 细磨。之后使用振动套筛筛分得到一定粒径区间的 原矿矿粉并干燥，取样测试。 取十二胺1 5 ．og 于烧杯中加入适当的稀盐酸溶 液，加热搅拌至正好溶解，之后转移至5 0 0m I 。容量 瓶中定容摇匀，即十二胺浓度为o ．0 3g ／m I 。。取油 酸钠固体5g ，于烧杯中加水适当加热搅拌溶解，之 后转移至5 0 0m I 。容量瓶中定容摇匀，即油酸钠浓度 为o ．0 1g ／m I 。。盐酸 体积分数1 0 ％ 和碳酸钠溶液 质量分数2 0 ％ 作为矿浆的p H 调节剂。 1 ．2 试验方法 1 _ 2 ．1 浮选 锂云母的浮选流程按照图1 所示，先将计量好 的水、矿物粉末混合，若是原矿中泥量较高，则需要 先使用多次倾倒法进行脱泥操作心2 I 。控制矿浆固含 量为2 5 ％，之后调节矿浆p H 至设定值，加入捕收药 剂并充分搅拌均匀后于浮选机中进行浮选试验。浮 选空气流量恒定设置为8 ～1 0I 。／m i n ，以秒表计时， 到达浮选时间后将托盘收集的泡沫产品滤除水分并 适当清洗，至于鼓风干燥箱中1 1 0 ℃干燥，同时将静 置后底部的尾矿也过滤干燥，两者同时称重分析回 收率并取样分析锂含量。 万方数据 8 8 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第3 期 原矿 D D A N a 2 C 0 3 N a 0 L 锂云母精矿尾矿 图1阴阳离子混合捕收剂一次浮选锂云母流程图 F i g ．1 F 1 0 t a t i o no fl e p i d o l i t eu s i n gm i x e dc o l l e c t o r s 1 ．2 ．2 测定泡沫稳定性和含水量 如图2 所示，关闭浮选机的空气进口，将浮选槽 与连接量筒的皮管阀门打开，放入矿浆2 0m L ，之后 关闭进液阀门并打开底部气体，让底部的多孔气塞 产生气泡持续1 0s 后立即关闭气体，记录此时泡沫 层高度以及泡沫层下降的半衰期口⋯，以此来考察捕 收剂的起泡能力和泡沫稳定度。收集不同浮选条件 下前2m i n 浮出的泡沫产品，称重后滤出固体，于鼓 风干燥箱中1 0 5 ℃干燥5h 后再次称重，计算得到的 含水量可以考察捕收剂成泡时泡沫产品的含水量 大小。 生器 图2浮选产品泡沫稳定性和含水量试验 F i g ．2S t a b i l i t ya n dw a t e rc o n t e n to ff o a m i n g p r o d u c t si nf l o t a t i o n 2 结果与讨论 2 ．1 矿物表征 图3 是开采自江西省的两种具备不同外观特征 的锂云母矿石。其中a 来自宜春4 1 4 钽铌矿，氧化 锂含量约在4 ．o ％；b 样品来自宜丰一高安某矿区， 也即本文使用的原矿矿石，氧化锂含量为1 ．6 ％。可 以看到两种矿物具有明显的外观差异，a 样品发育良 好、分化完全，呈玻璃光泽的锂云母和脉石矿物的界 限清晰而且云母的尺寸较大，在o ．5 ～4m m 不等； 而b 样品虽然也能看到“闪光”的云母嵌布，但相对 于a 样品而言其云母尺寸明显变小，平均尺寸在5 0 ～2 0 0 肚m ，并且云母片径堆叠的情况不明显，处于 “细嵌布”的低分化状态； 图34 1 4 锂云母矿石 a ，L i O ％一4 ．o ％ 与细粒锂云母 b ，I ．i o ％一1 ．6 ％ 矿石外观对比 F i g ．3 M i n e r a la p p e a r a n c e so f4 1 41 e p i d o l i t e a ，L i 2 0 ％一4 ．O ％ a n d1 0 wg r a d el e p i d o l i t e b ，L i O ％一1 ．6 ％ 而图4 矿石中云母部分的X R D 结果分析表明， 两者出峰位置均十分接近文献中锂云母图谱[ 2 4 3 的峰 归属。差异在于高安的低品位锂云母矿物，其特征 峰的峰强度相对于4 1 4 矿的锂云母而言略微有所减 弱。这可能是由于矿物的晶化程度不同所导致的。 通过将原子吸收A A 和X 射线荧光光谱X R F 两种 方法结合，对两种矿物组成成分的分析发现，低品位 的锂云母的硅铝比S i ／A l 要略低于更高品位的矿 物，相应地F 的含量也有所降低，这与B r i g a t t i 等提 出的在矿石结晶过程中元素取代的机理相吻 合[ 2 } 27 I 。两种锂云母化学成分分析结果见表l 。 图4两种锂云母X R D 图 F i g ．4 X R D p a t t e r n sr e s u l t so ft w ol e p i d o l i t em i n e r a l s 万方数据 2 0 1 9 年第3 期王林林等阴阳离子混合捕收剂用于中低品位锂云母的浮选试验研究 8 9 2 ．2A F M 测试 图5 所示是新鲜剥离的锂云母分别经过单纯十 二胺以及十二胺和油酸钠溶液吸附处理后的表面 A F M 对比图。可以看到，在十二胺浓度为1 1 0 “ m o l ／L 的情况下，十二胺在锂云母表面呈现出明显 的吸附行为，各吸附位点处高度一致且范围较小，可 认为是属于低于C M C 下的单层吸附状态。扣除云 母表面的背景高度噪点，可以得到其吸附高度约为 0 ．8 8 ～O ．9 5n m ，该值与文献中刘臻等[ 2 8 1 报道值接 近。图5 右中，当保持D D A 浓度不变而N a I 。浓度 为5 1 0 _ 5m o l ／I 。时，可以发现锂云母表面吸附的 位点增多，且俯视图下某些吸附位点的面积有所增 O ．8 { o - 4 划 惺0 ．0 j 筹丌 j2 ．0 } l0 魁1 ．o }1 1 幄o ．o L J L JL 一 距离／且m 图5 十二胺 左 和十二胺和油酸钠 右 捕 收剂在云母表面的吸附形貌A F M 图片 F i g ．5 A F M 。ft h el e p i d o l i t es u r f a c e sa f t e r a d s o r p t i o no fD D A 1 e f t a n dD D A N a I ， r i g h t 对锂云母表面发生吸附，考虑到D D A 电离后的链长 1 ．7n m 左右 ，可以认为在低浓度下发生的是单层 吸附，且捕收剂有一定的取向‘2 83 ；而当使用D D A 和 N a I ．混合捕收剂对锂云母表面吸附时，发现在 D D A 浓度不变的情况下，增加的N a I 。能够有效地 使吸附层的高度增加，说明N a I 。的碳链也有参与 吸附。并且可以看到在测试区域内吸附的点位变 多，说明N a O I 。的加入有效地促进了D D A 的吸附。 结合之前相关模拟计算结果，我们推测混合捕收剂 的作用机理如图6 所示，阳离子的D D A 先通过静电 作用与负电性的锂云母表面发生吸附，而带负电的 油酸阴离子通过静电作用或疏水碳链间的作用插入 D D A 吸附层。相邻的D D A 链之间由于N a O I 。的插 入排斥力降低，从而获得更稳定的捕收剂吸附层和 更高的吸附层密度。 o f 2 ．3 浮选 通过A F M 我们可以得到混合捕收剂在锂云母 表面的微观吸附形貌信息，但是我们从后续干燥的 云母片表面的A F M 中得到的捕收剂与固体表面的 信息，并不能完全“在线”地反映浮选时复杂的气液 固三相接触过程。特别是对于我们所处理的细粒锂 云母矿而言，气液固的接触可能显得尤为重要，最终 还是需要以实际浮选结果来评价优劣。由于油酸根 离子在酸性条件下离解受到抑制，所以将混合 D D A ／N a O L 捕收剂浮选实验的矿浆p H 均设定为 8 ．0 ，粒径范围为7 5 ～1 5 0 ，5 0 ～7 5 ，3 0 ～5 0 “m 三种 情况，捕收剂浓度分为1 O ，4 1 ，2 1 ，1 1 ，1 2 共5 种情况，而D D A 的用量控制在1 5 0m g ／I 。这一 条件。从表2 中可以看到，相比单独使用D D A 1 o ，除了D D A N a I 。一1 2 的情况下，混合捕收 剂浮选的锂云母精矿品位均要更高。虽然在7 5 ～ 烹一 0●●●●●．_ ■■●■■■■■■■■■■■■■■■■■■ - ●_■■■■■■■■■■■■■■■■_l ■■■■■■●■■■■●■■■■■■■■ _ ■_ 图m意睡 示h 垤 理 ∞“机m 埘 附∞h 吸．叫m同∞“ 协_ 兽叫 黧一 跆篙 图邮 鞴一鞲■ 万方数据 9 0 有色金属 选矿部分 2 0 l9 年第3 期 1 5 0 “m 时由于矿物的解放程度不高导致上升幅度 仍旧不大但是却也有达到2 ．o ％的情况出现 4 1 和2 1 ，另外可以看到当N a O L 的浓度增加至 D D A 浓度的等量或者是两倍的情况下，浮选的锂回 表2 T a b l e2 收率和品位均出现了下降，这就表示了N a O I 。过多 反而会使其协同作用变差，脉石产品的浮出变多而 降低品位，甚至于造成D D A 吸附捕收的有效数量降 低造成相反效果 1 2 。 矿物粒径与混合捕收剂浓度比例对于细粒锂云母浮选结果的影响 I n f l u e n c e so fp a r t i c l es i z ea n dm i x e dc o l l e c t o r sc o n c e n t r a t i o no nf l o t a t i o nr e s u l t s ／％ 当矿物粒径变为5 0 ～7 5 肚m 时，则可以看到使 用混合捕收剂后精矿品位有了明显提高。N a I 。添 加量为3 7 ．5m g ／L 4 1 时，精矿品位从2 ．4 8 ％提 升为2 ．7 0 ％，当添加量为7 5m g ／L 2 1 时则升至 2 ．8 0 ％，并且这两种情况下回收率相对于单胺捕收 均有一定程度的上升，说明N a O I 。的添加确实与 D D A 之间形成了一定的协同增效作用，对浮选回收 率和品位均有促进作用。当N a O I 。的浓度继续增加 时 1 2 ，三种粒径下实验的回收率和精矿品位都 出现了下降的趋势。说明N a I 。的过量反而造成了 协同效果变差导致浮出的脉石杂质变多，或是与带 异种电荷的D D A 捕收剂之问发生结合造成有效量 的消耗损失，从而造成浮选效果恶化。这一结果与 V i d y a d h a r 等比叫报道的相关结论相符，在混合捕收 剂中，阴离子的存在能够增加阳离子的吸附，而过量 则会导致下降。 将细粒锂云母矿物进一步磨细至3 0 ～5 0 “m ， 结果表明此时由于矿物粒径过细导致浮选结果相对 于5 0 ～7 5 肚m 的结果要更低一些。何桂春等u 3 ] 认 为，油酸钠等阴离子捕收剂的加入能够减少药剂的 使用量。但当所处理的矿物粒径进入常规浮选的极 限范围时，矿物比表面积的上升，导致浮出同样质量 的产品需要更多的药剂量。而且由于粒径过细，目 标锂云母颗粒与脉石颗粒之间的表面差异被进一步 缩小，造成了实际浮出锂云母产品占比要更少，造成 品位和回收率均有下降。另外，由于在调节矿浆p H 为弱碱性时选用了N a C 。作为p H 调节剂，相对单 独D D A 浮选时选用的酸性矿浆，矿泥在矿浆中的分 散性更好，所以在N a O I 。用量较低的情况下，矿泥浮 选过程中黏附与泡沫之上被夹带而出的程度也会更 轻一些，相应得到的是较高的精矿品位。但是当 N a O L 的用量过大时，过量的N a O L 分子在矿浆中 形成胶束，并且大大增加矿浆黏度，导致矿泥更易被 泡沫带出造成品位下降。上述结果表明，在锂云母 的浮选过程中，N a I 。确实能够与D D A 一起发挥协 效的作用，相对于单独使用D D A 而言，其浮选得到 的精矿品位更高。但是当矿物粒径过小或是油酸钠 的添加比例过量的情况下，其协效作用就会变差甚 至过多的N a I 。会破坏D D A 对锂云母的有效捕收， 造成回收率和品位的下降。 2 ．4 泡沫稳定性及含水量 如表3 所示，是对5 0 ～7 5 “m 细粒锂云母浮选 的泡沫产品进行稳定性和含水量的对比考察。从表 中可以看到，泡沫层高度的最大值5 5m m 发生在单 独使用D D A 的情况，即说明单独使用D D A 的情况 下矿浆的起泡性能最好，产生的泡沫产品最多。而 泡沫的半衰期2 3 6s 和含水量7 6 ．5 ％表明，此时泡 沫的含水量较高，泡沫稳定不易破坏，同时印证了单 D D A 浮选时脉石夹带严重、品位不高的问题[ { ⋯。当 N a I 。的添加量为D D A 的四分之一时，可以看到泡 沫层高度从5 5m m 下降为4 6m m ，说明此时矿浆的 起泡能力有所下降。而且半衰期锐减为1 2 4s ，说明 阴阳离子捕收剂混合使用的情况下泡沫的稳定程度 有明显下降，这与有的文献中所报道的有所区别。 这可能是由于泡沫中的含水量下降至5 6 ．4 ％的缘 故，而这对于减轻脉石夹带程度以及浮选精矿的消 泡都是有利的因素。随着N a I 。的进一步增加，如 之前浮选结果一样，最佳的情况出现在D D A N a O L 一2 1 的时候，此时三个指标分别为4 2 m m ，9 4s 和5 2 ．7 ％。当N a O I 。的用量与D D A 相同 时 1 1 ，泡沫层高度进一步下降为3 8m m ，但是泡 沫的含水量和稳定性相对于2 1 的情况下有所增 加。说明此时N a I ．形成泡沫的贡献增加，但是由 于其与锂云母之间的作用弱，所以表现为单纯地增 万方数据 2 0 1 9 年第3 期王林林等阴阳离子混合捕收剂用于中低品位锂云母的浮选试验研究9 1 加泡沫的含水量。而当D D A N a I 。一1 2 时， 泡沫层高度为3 lm m ，半衰期却增加为1 l7s ．含水 量降为5 1 ．3 ％。参照之前浮选结果，可以知道此时 过多的N a I 。可能导致表面的D D A 的有效量减少 而破坏锂云母的有效浮出，或是在矿浆中形成了胶 束带出矿泥、脉石颗粒等杂质，而N a O L 起泡能力相 对于D D A 要弱但是却要更稳定一些。 表3 混合捕收剂浓度比例对于泡沫稳定性和含水 量的影响 T a b l e3I n f l u e n c e so fm i x e dc o l l c c t o r sc o n c e n t r a t i o no n s t a b i l i t ya n dw a t e rr a t i oo ff O a m s D D A N a I ， 竺 壁 竺竺 塑 量 堑 1 j O 1 25 52 3 67 6 ．j 15 03 7 ．j4 14 612 45 6 ．4 1 j 07 j2 l4 2gl5 2 ．7 15 015 01 13 89 75 4 ．2 15 n3 0 1 ≯3 11 175 1 ．叉 通过上述结果的对比，可以看到N a I 。发挥协 同作用表现在其通过与D D A 之问发生的相互作用， 有效地减少了浮选泡沫的含水量从而大大降低对脉 石矿物的夹带。并且泡沫稳定性变弱，半衰期更短， 得到的产品更易消泡。这也印证了我们之前的推 测，即N a I 。可能通过静电作用或是疏水作用插入 单一的D D A 吸附层，增加表面疏水性，降低泡沫产 品的稳定性，使得泡沫保留水分的能力下降。并且 增大目标锂云母与脉石颗粒之间亲水性差异，使得 浮选更易进行。 2 ．5 浮选药剂添加顺序 由于在混合捕收剂浮选过程中，真正率先与锂 云母矿粒之问发生吸附连接的是阳离子的D D A ，而 N a O L 只是“间接”地通过与D D A 之间发生相互作 用而起到增加捕收效果的目的。所以图7 对比了药 剂添加顺序对浮选效果的影响来验证这一观点。从 三种添加顺序得到的结果可以看到，先加入D D A 与 矿物预先搅拌后再加入N a I 。的实验结果最好，回 收率为5 8 ．2 ％，品位为2 ．8 0 ％。而先加入N a I 。再 加入D D A 和同时加入两种药剂的结果前者为 5 5 ．3 ％，2 ．6 8 ％，后者为5 6 ．5 ％，2 ．7 6 ％。可以看到 后两种添加顺序下，浮选效果要略差于第一种。这 也从侧面验证了我们的猜测，即混合捕收剂的协同 作用需要D D A 率先与锂云母发生吸附，之后N a L 再通过与D D A 之间的相互作用而起到增强捕收的 效果。如果先将N a O L 加入到矿浆中，一则可能会 被脉石或是矿泥等消耗掉一些，二来后加入的D D A 可能直接与矿浆中提前存在的N a I 。发生阴阳捕收 剂之间的缔合而不再与锂云母发生作用，结果导致 总的有效捕收剂量的减少。基于上述原因，锂云母 浮选过程中宜采取先加入阳离子的D D A 与矿物先 吸附后再加人N a I ，的药剂添加顺序，这对于其他 使用混合阴阳离子捕收剂方法进行浮选的矿物，也 同样具有参考意义。 添加顺序 零 X R j 趟 罐 捂 婆 图7混合捕收剂药剂添加顺序对于浮选结果的影响 F i g ． 7 I n f l u e n c e so fa d d i t i o no r d e ro fm i x e d c o l l e c t o r so nt h ef l o t a t i o nr e s u l t s 3结论 本文介绍了以十二胺和油酸钠作为阴阳离子混 合捕收剂进行低品位细粒锂云母矿物的浮选过程。 首先对矿物的分析表明，低品位的锂云母晶体结构 和元素组成与较高品位的锂云母差异较小，但是氧 化锂的含量在1 ．6 ％左右。捕收剂吸附形貌的A F M 测试结果显示，相对于单独D D A 存在时N a I 。的加 入可能强化了D D A 的吸附，使得吸附层密度更大、 吸附高度更高。而实际的浮选结果表明，混合捕收 剂相对于D D A 单独存在的情况下，能够明显提高精 矿的回收率和锂含量，但过多的N a I 。反而会造成 脉石的夹带，破坏浮选效果。另外矿物粒径在5 0 ～ 7 5 肚m 时浮选效果最佳，过大则脉石与云母分离不 完全，过小则差异性变小．脉石夹带严重。对泡沫产 品的稳定性和含水量分析表明，混合捕收剂体系能 够适当地降低泡沫的稳定性，降低泡沫产品的含水 量，从而有效减少脉石夹带现象。最后，通过对比药 剂的添加顺序发现，先加入阳离子型D D A 的浮选效 果更佳，从而有效地验证了混合捕收剂协同作用机 理，即阳离子捕收剂率先与锂云母表面发生吸附作 用，阴离子捕收剂则通过与阳离子捕收剂相互作用 而“问接”地吸附其上，强化吸附过程。 万方数据 9 2 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第3 期 参考文献 lV I K S T R MH ，D A V I D S S NS ，H KM ．I 。i t h i u m a v a i l a b i l i t ya n df u t u r ep r o d u c t i o no u t l o o k s [ J ] ．A p p l i e d E n e r g y ，2 0 13 ，1 l O 2 5 22 6 6 ． L 2 ] 【。0 N D ND ．R e a d i n gp e g m a t i t e s P a r t3w h a tl i t h i u m m i n e r a l ss a y [ J ] ．R o c k s M i n e r a l s ，9 2 2 1 4 4 1 5 7 ． [ 3 ] s w I A T w s K AJ ． I ，i t h i u m p r o c e s sc h e m i s t r y r e s o u r c e s ，e x t r a c t i o n ，b a t t e r i e s ，a n dr e c y c I i n g [ ⅣI ] ． E 1 e s v i e r ，N e t h e r l a n d s ，2 0 1 5 卜3 6 ． [ 4 ] I ，IJ ，H U A N GXL ，H EPI 。，e ta l ，I ns i t ua n a l y s e so f m i c a si nt h eY a s h a ng r a n i t e ，s o u t hC h i n a C o n s t r a i n t so n m a g m a t i ca n dh y d r o t h e r m a le v o l u t i o n so fWa n dT a N bb e a r i n gg r a n i t e s [ J ] ． r eG e o l o g yR e v i e w s ，2 0 1 5 ， 6 5 7 9 3 8 1 0 ． [ 5 ] L IJ ，HU A N GXL ． M e c h a n i s mo fT a N be n r i c h m e n t a n dm a g m a t i ce v o l u t i o ni nt h eY a s h a ng r a n i t e s ， Ji a n g x i P r o v i n c e ，s o u t hc h i n a [ J ] ．A c t aP e t r o l o g i c aS i n i c a ， 2 0 1 3 ，2 9 1 2 4 3 1 1 4 3 2 2 ． [ 6 ] 王丽．云母类矿物和石英的浮选分离及吸附机理研究 [ D ] ．长沙中南大学，2 0 1 2 ． [ 7 ] F o R B E sE ．s h e a r ，s e l e c t i v ea n dt e m p e r a t u r er e s p o n s i v e f l o c c u l