细粒锡石颗粒—气泡间相互作用及其对浮选的影响.pdf

分类号V D C 博士学位论文 密级 细粒锡石颗粒一气泡间相互作用及其对浮选的影响 I n t e r a c t i o nb e t w e e nf i n ec a s s i t e r i t ep a r t i c l e sa n db u b b l e s a n di t se f f e c t so nf l o t a t i o n 作者姓名任浏神 学科专业矿物加工工程 学院 系、所 资源加工与生物工程学院 指导教师覃文庆教授 中南大学 2 0 12 年9 月 答辩委员会主碑魄周 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名五逸雌 日期兰虹年卫月业日 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校 有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文， 允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名逊 导师签 日期2 坐年卫月生日 摘要 本文根据细粒浮选、胶体化学、表面化学和颗粒一气泡间的相互 作用理论，通过浮选试验，Z e t a 电位、接触角的测定，采用扫描电镜、 激光粒度分析仪、高速摄影仪等现代测试手段，对细粒锡石的表面性 质、浮选行为和细粒锡石．气泡间的相互作用进行了研究。探明了使 不同粒级的锡石浮选回收率达到最佳时颗粒．气泡间的最佳匹配范 围。结合实验测定的参数进行计算拟合，对颗粒。气泡间的匹配关系 进一步验证。统计分析了气泡量、气泡大小对浮选效果的影响。从微 观角度分析了颗粒一气泡间的相互作用力对浮选的影响。 通过对锡石的性质及其浮选行为的基础研究探明了影响细粒锡 石浮选回收率的因素，主要有颗粒大小，气泡大小，气泡量、p H 值、 搅拌强度等。锡石与气泡之间存在一个最佳的匹配范围，药剂体系不 同，匹配范围不同。①水杨羟肟酸和磷酸三丁酯体系中，．1 0 9 m 、 ．2 0 1 0 1 a m 、一3 8 2 0 9 m 三个粒级的锡石颗粒分别与4 5 ～5 9 9 m 、5 9 1 a m 、 6 9 9 m 左右气泡尺寸相匹配。②油酸钠体系中，一1 0 1 a m 、一2 0 1 0 9 m 、 ．3 8 2 0 9 m 和．7 4 3 8 9 m 粒级锡石分别与5 9 9 m 、6 9 9 m 、4 5 9 m 气泡大 小相匹配。③M o s 体系中，一1 0 9 m 、．2 0 1 0 1 a m 、一3 8 2 0 l t m 、一7 4 3 8 r t m 四种粒级所匹配的气泡大小分别为6 9 9 m 、6 9 9 m 、4 5 ～5 9 9 m 、6 9 1 a m 。 捕收剂和电解质浓度的提高均能使颗粒和气泡问发生聚团，从而 使颗粒一气泡的表观粒度增大。3 8 1 a m 、5 0 9 m 、7 4 9 m 、15 0 9 m 、2 5 0 1 a m 、 4 2 0 9 m 、1 0 0 0 } t m 阴极孔径切割的气泡平均尺寸分别为2 0 ．2 9 m 、 2 9 ．5 9 m 、4 4 ．6 9 m 、5 9 ．2 1 a m 、6 8 ．7 9 m 、7 8 ．5 9 m 、8 8 ．8 9 m 。气泡直径为 2 1 9 m 、3 2 9 m 、4 1 l a m 、5 2 9 m 大小时的初始速度分别为3 ．6 5 3 c m ／s 、 4 ．9 2 5 c m ／s 、7 ．3 0 5 9 c m ／s 、9 ．3 3 6 c m ／s 。气泡量、尺寸、速度及气泡间桥 连作用受电流、电解时间、电解质浓度的影响较大。 锡石颗粒和气泡大小对锡石．气泡间的碰撞概率、粘附概率、脱附 概率的影响很大，理论模型计算再次表明锡石颗粒尺寸与气泡尺寸有 一个大概的匹配范围，在这个范围内，气泡对锡石的捕集概率达到最 大，从而获得最佳的浮选回收率，颗粒越大，其获得最佳捕集概率所 需要的气泡直径就越大。 锡石一水一气泡体系的相互作用和界面能计算结果显示锡石．气泡 间发生粘附的概率主要取决于锡石一气泡间的碰撞效率，一旦细粒锡 石与气泡间发生碰撞，二者间在力的作用下发生粘附的几率很大。锡 石一气泡间接触并粘附前后的自由能变化A G 负值越大，锡石越易与气 泡发生粘附。 通过高速摄影仪跟踪锡石．气泡间碰撞一粘附一脱附过程，结果表明 不同条件下锡石一气泡间的碰撞．粘附．脱附模式和发生的概率有很大 不同。尺寸不同的气泡间的聚团因其上升速度和所携带锡石颗粒量的 不同，碰撞之后粘附的概率不同，尺寸较大的气泡表面携带锡石颗粒 量较多，负载较大，上升速度减小，与小气泡携带的锡石颗粒间发生 粘附的概率较低。大小和上升速度基本相同的气泡．锡石聚团较易发 生粘附而形成更大的聚团，并最终达到上浮的目的。根据浮选体系中 锡石一气泡间碰撞．粘附现象及实验数据，对已有模型进行了参数修 正。 锡石颗粒．气泡间相互作用的研究结果为细粒锡石的浮选回收途 径提供了新的可行性思路，为微泡浮选在细粒锡石的回收方面的应用 提供了一定的理论基础。 关键词锡石，细粒浮选，碰撞，粘附，相互作用 A B S T R A C T I nt h i st h e s i s ，t h es t u d i e sr e l a t i n gt os u r f a c ep r o p e r t i e sa n df l o a t a t i o n b e h a v i o r so ff i n ec a s s i t e r i t ea sw e l la st h em e c h a n i s mo ft h e i ri n t e r a c t i o n s w i t hb u b b l e sw e r ec a r r i e do u t ．I tw a sb a s e do nf i n ep a r t i c l ef l o t a t i o n ， c o l l o i d c h e m i s t r y , s u r f a c ec h e m i s t r y a n dp a r t i c l e ．b u b b l ei n t e r a c t i o n t h e o r y , w i t ht h eh e l po ff l o t a t i o nt e s t s ，t h eZ e t ap o t e n t i a lm e a s u r e m e n t ， c o n t a c t a n g l em e a s u r e m e n t ，s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p e ，l a s e r s c a t t e r i n gp a r t i c l ea n a l y z e r , h i g h - s p e e d c a m e r a ．I tw a sd i s c o v e r e dt h eb e s t m a t c hb e t w e e nc a s s i t e r i t ep a r t i c l ea n db u b b l eo c c u r r e dw h e nt h eb e s t f l o t a t i o n r e c o v e r yo fc a s s i t e r i t e w a sa c h i e v e d ．C o m b i n e dw i t ht h e p a r a m e t e r sd e t e r m i n e db ye x p e r i m e n t s ，t h ef i t t i n gc a l c u l a t i o nw a sc a r r i e d o u t ，p r o v i n gt h em a t c h i n gb e t w e e np a r t i c l ea n db u b b l ef u r t h e r ．T h e i n f l u e n c e so fb u b b l eq u a n t i t ya n db u b b l es i z eo nf l o t a t i o nr e s p o n s ew e r e a n a l y z e d ．I nM i c r o c o s m i cV i e w , f o r c e sb e t w e e np a r t i c l ea n db u b b l ew e r e s t u d i e da n dt h e i ri n f l u e n c e so nf l o t a t i o nw e r ed i s c o v e r e d ． T h ef a c t o r si n f l u e n c i n gr e c o v e r yo ff i n ec a s s i t e r i t ew e r ep r o v e du p a sf l o l l o w s p a r t i c l es i z e ，b u b b l es i z e ，b u b b l eq u a n t i t y , p Hv a l u e ，s t i r r i n g i n t e n s i t y ．I tw a sb a s e do nt h eb a s i cr e s e a r c ho fs u r f a c ep r o p e r t i e sa n d f l o a t a t i o nb e h a v i o r so ff i n ec a s s i t e r i t e ．T h e r ei Sa no p t i m a lm a t c h i n g r a n g eb e t w e e n c a s s i t e r i t e p a r t i c l e a n db u b b l e s i z e ，w h i c hd i f f e r s a c c o r d i n gt od i f f e r e n tr e a g e n ts y s t e m ．①I ns a l i c y l h y d r o x a m i ca c i da n d t r i b u t y lp h o s p h a t es y s t e m ，- lO p m ，一2 0 lO g m ，一38 2 0 9 mo fc a s s i t e r i e s i z ef r a c t i o n sm a t c hw i t h5 9 } t m ，6 9 } t m ，4 5 9 mo fb u b b l es i z e sr e s p e c t i v e l y ． ②I ns o d i u mo l e a t es y s t e m ，- l O g m ，- 2 0 l O g m ，- 3 8 2 0 9 m ，- 7 4 3 8 9 m o fc a s s i t e r i es i z ef r a c t i o n sm a t c hw i t h 5 9 9 m ，6 9 9 m ，4 5 9 m ，4 5 } t m r e s p e c t i v e l y ．⑨I n M O S s y s t e m ，一lO p m ，一2 0 lO g m ，- 38 2 0 9 m ， 一7 4 38g mo fc a s s i t e r i e s i z ef r a c t i o n sm a t c hw i t h6 9 9 m ，6 9 9 m ，4 5 “ - - 5 9 9 m ，6 9 9 mr e s p e c t i v e l y ． B o t ht h ei n c r e a s e o fe l e c t r o l y t ea n dc o l l e c t o rc o n c e n t r a t i o nc a n m a k et h eo c c u r r e n c eo ft h ea g g l o m e r a t eg r o u p sb e t w e e np a r t i c l e sa n d b u b b l e s ，r e s u l t i n gi nt h ei n c r e a s eo ft h ea p p a r e n ts i z eo fp a r t i c l e b u b b l e s ． T h ea v e r a g es i z e so fb u b b l e sc u tb y3 8 9 m 、5 0 9 m 、7 4 9 m 、1 5 0 9 m 、 2 5 0 9 m 、4 2 0 9 m 、l0 0 0 1 a mo fc a t h o d ea p e r t u r es i z ew e r e2 0 ．2 9 m 、2 9 ，5 9 m 、 4 4 ．6 9 m 、5 9 ．2 9 m 、6 8 ．7 ／a m 、7 8 ．5 9 m 、8 8 ．8 9 ms e p a r a t e l y ．、枷e nb u b b l e s i z e sw e r e21g m ，3 2 9 m ，41g m ，5 2 9 m ，t h ei n i t i a lv e l o c i t i e so fw h i c hw e r e 3 ．6 5 3 c m ／s ，4 ．9 2 5 c m ／s ，7 ．3 0 5 9 c m ／s ，9 ．3 3 6 c m ／ss e p a r a t e l y ．B u b b l eq u a n t i t y , s i z e ，s p e e da n db r i d g er o l eb e t w e e nb u b b l e sa r eg r e a t l yi n f l u e n c e db y c u r r e n t ，e l e c t r o l y t i ct i m e ，c o n c e n t r a t i o no fe l e c t r o l y t e ． C o l l i s i o np r o b a b i l i t y , a t t a c h m e n tp r o b a b i l i t y , d e t a c h m e n tp r o b a b i l i t y b e t w e e nc a s s i t e r i t ep a r t i c l ea n db u b b l ew e r ei n f l u e n c e db yc a s s i t e r i t e p a r t i c l es i z ea n db u b b l es i z eg r e a t l y ．T h e o r ym o d e lc a l c u l a t i o np r o v e d t h e r ei sa no p t i m a lm a t c h i n g r a n g eb e t w e e nc a s s i t e r i t ep a r t i c l ea n db u b b l e s i z e ，a n dt h eb e s tc o l l e c t i o np r o b a b i l i t ya n df l o t a t i o nr e c o v e r yc a nb e o b t a i n e di nt h i sr a n g e ．G r e a t e rb u b b l e sw e r en e e d e df o rb i g g e r p a r t i c l e st o a c q u i r et h eb e s tc o l l e c t i o np r o b a b i l i t y ． T h e r e s u l t so fi n t e r a c t i o na n di n t e r f a c e c a l c u l a t i o no f c a s s i t e r i t e - w a t e r - b u b b l es y s t e ms h o w e dt h a tt h ea d h e s i o np r o b a b i l i t y b e t w e e nc a s s i t e r i t ea n db u b b l ed e p e n d so nc a s s i t e r i t e b u b b l ec o l l i s i o n e f f i c i e n c y , o n c et h ec o l l i s i o nb e t w e e np a r t i c l ea n db u b b l eo c c u r r e d ，t h e p r o b a b i l i t yo fa t t a c h m e n tb e t w e e np a r t i c l ea n db u b b l ew a si n c r e a s e d ．T h e g r e a t e rt h en e g a t i v eo fA G t h ef r e e d o me n e r g yc h a n g eo fc a s s i t e r i t e p a r t i c l e s b u b b l e sb e f o r ea n da f t e rc o n t a c ta n da d h e s i o n i s ，t h ee a s i e rt h e a d h e s i o nw i l lh a p p e n ． T h ec o l l i s i o n - - a t t a c h m e n t ．．d e t a c h m e n t p r o c e s sb e t w e e nc a s s i t e r i t e a n db u b b l ew a st r e a t e d b yh i g hs p e e dc a m e r a ，a n dt h em o d e la n d p r o b a b i l i t yo fw h i c hw e r ev a r i o u sw i t hd i f f e r e n tc o n d i t i o n s ．A g g l o m e r a t e f o r m e db yb u b b l e sw i t hd i f f e r e n ts i z e sh a v ed i f f e r e n tp r o b a b i l i t yo f a t t a c h m e n ta f t e rc o l l i s i o n ，b e c a u s eb u b b l e sw i t hd i f f e r e n ts i z e sh a v e d i f f e r e n tv e l o c i t ya n dc a r r yd i f f e r e n ta m o u n to fc a s s i t e r i t e p a r t i c l e s ． B i g g e rb u b b l e sc a r r ym o r ec a s s i t e r i t ep a r t i c l e s ，r e s u l t i n gi nl a r g e rl o a d a n dl o w e rr i s i n gv e l o c i t y , w h i c hh a v ef e w e ra d h e s i o np r o b a b i l i t yw i t h c a s s i t e r i t e p a r t i c l e s c a r r i e db ys m a l l b u b b l e s 。A g g l o m e r a t eb e t w e e n b u b b l ea n dc a s s i t e r i t ew i t hs a m es i z ea n dr i s i n gv e l o c i t yi Sm o r ee a s i l yb e a d h e r e dt of o r ml a r g e ra g g l o m e r a t e ，r e s u l t i n gi nb e i n gf l o t a t e d ．A c c o r d i n g t oc o l l i s i o n a d h e s i o np h e n o m e n o nb e t w e e nc a s s i t e r i t e sa n db u b b l e sa n d e x p e r i m e n t a ld a t ai nt h ef l o t a t i o ns y s t e m s ，t h ep a r a m e t e r so ft h ee x i s t i n g m o d e lw e r ef i x e d I V T h er e s u l t so fs t u d y i n go nt h e i n t e r a c t i o nb e t w e e nc a s s i t e r i t e p a r t i c l e s a n db u b b l e sp r o v i d ean e ww a yf e a s i b l e f o rf i n ec a s s i t e r i t e f l o t a t i o n ，a n dp r o v i d e c e r t a i nt h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h ea p p i l i c a t i o n o f m i c r o b u b b l ef l a t a t i o no nt h er e c o v e r yo ff i n ec a s s i t e r i t ep a r t i c l e s ． K E YW O R D Sc a s s i t e r i t e ，f i n ep a r t i c l ef l o t a t i o n ，c o l l i s i o n ，a d h e s i o n ， p a r t i c l e b u b b l ei n t e r a c t i o n N 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I A B S T R A C T ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I I I 第一章文献综述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1 细粒浮选的发展历史及现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1 ．1 细粒浮选理论的进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．1 ．2 细粒浮选设备的进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 ．1 ．3 细粒浮选现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 1 ．2 细粒锡石浮选存在问题及解决办法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 1 ．2 ．1 细粒锡石浮选存在问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 9 1 ．2 ．2 改善细粒锡石浮选的途径⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。1 9 1 ．2 ．3 细粒锡石浮选的前景展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 0 1 ．3 微泡对细粒浮选的意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 l 1 ．3 ．1 微泡的产生⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 1 ．3 ．2 颗粒气泡间的作用机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 5 1 ．3 ．3 微泡在细粒浮选中的应用展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 8 1 ．4 本文研究的目的及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 1 ．5 本文的研究思路及内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 第二章试验材料及研究方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2 2 ．1 矿样⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 2 2 ．1 ．1 单矿物矿样⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 2 2 。1 ．2 实际矿石矿样⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 4 2 ．2 试剂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 5 2 ．3 试验仪器和设备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 2 ．4 研究方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 2 ．4 ．1 电解浮选实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 7 2 ．4 ．2 粒度分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 2 ．4 ．3 紫外光谱分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 2 ．4 ．4 红外光谱测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 2 ．4 ．5 动电位测定⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 9 2 ．4 。6 高速摄影仪技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 9 2 ．4 ．7 扫描电镜测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 0 2 ．4 ．8 接触角测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 0 第三章细粒锡石的表面性质及浮选机理研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 3 ．1 锡石的晶体结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 3 ．2 锡石的表面性质⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 3 ．3 锡石的浮选机理研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 4 3 ．3 ．1 矿浆p H 值对锡石浮选的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 4 3 ．3 ．2 捕收剂用量对锡石可浮性的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 6 3 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 第四章不同药剂体系中细粒锡石浮选回收的多因素影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 4 ．1 不同药剂体系中细粒锡石的浮选行为⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 4 ．1 ．1 水杨羟肟酸体系中各粒级锡石的浮选行为⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 9 4 ．1 ．2 油酸钠体系中各粒级锡石的浮选行为⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 0 4 ．1 ．3 混合甲苯砷酸体系中各粒级锡石的浮选行为⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 1 4 ．2 颗粒和气泡尺寸对细粒锡石浮选性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2 4 ．2 ．1 颗粒大小对浮选回收率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 2 4 ．2 ．2 气泡大小对浮选回收率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 2 4 ．2 ．3 气泡量对浮选回收率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 4 4 ．3 搅拌强度对浮选回收率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 5 4 ．4 电解浮选体系中的p H 变化影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 6 4 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 第五章锡石颗粒．气泡相互作用的动力学⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 9 5 ．1 细粒锡石凝聚的动力学行为⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 5 ．1 ．1 有无捕收剂存在时锡石颗粒的凝聚⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 9 5 ．1 ．2 电解质浓度对锡石颗粒凝聚的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 0 5 ．1 ．3 锡石颗粒间的凝聚速率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 2 5 ．2 气泡性质的影响因素及其流体动力学行为⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2 5 ．2 ．1 药剂浓度对气泡的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 2 5 ．2 ．2 电解质浓度对气泡性质的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 4 5 ．2 ．3 阴极孔径与气泡尺寸的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 7 5 ．2 ．4 外加电流对气泡的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 9 5 ．2 ．5 电解时间对气泡的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 2 5 ．2 ．6 气泡尺寸与速度的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 2 5 ．2 ．7 气泡在浮选体系中的动力学行为⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 4 5 ．3 锡石颗粒．气泡的碰撞与粘附⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 5 5 ．3 ．1 锡石．气泡间的碰撞概率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 5 5 ．3 ．2 锡石．气泡间的粘附概率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 9 5 ．3 ．3 锡石．气泡间的脱附概率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 l 5 ．3 ．4 锡石一气泡间的捕集概率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 5 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 2 第六章锡石．水．气泡体系的相互作用及界面能计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 4 6 ．1 锡石一气泡间的D L V O 理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 4 6 ．1 ．1 锡石．气泡间的范德华相互作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 4 6 。1 ．2 锡石．气泡间的静电相互作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 8 6 ．1 ．3 锡石．气泡间作用势能曲线的影响因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 1 6 ．2 锡石．气泡间的E D L V O 理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 4 6 ．2 ．1 锡石．气泡间的疏水相互作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 4 6 ．2 ．2 锡石．气泡间的水化作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 5 6 ．2 ．3 锡石．气泡在水溶液中相互作用的E D L V O 总势能⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 6 6 ．3 锡石颗粒与气泡间界面能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 7 6 ．3 ．1 锡石表面能参数的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 7 6 ．3 ．2 锡石界面能计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 9 6 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 0 0 第七章锡石．气泡间碰撞粘附行为及相互作用模型探索⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 1 7 ．1 颗粒．气泡间粘附的预想模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 1 7 ．2 锡石．气泡间碰撞粘附行为研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 1 7 ．2 ．1 锡石一气泡问的碰撞行为⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 0 2 7 ．2 ．2 锡石．气泡间的粘附行为⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 0 3 7 ．2 ．3 锡石在气泡上的脱附行为⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 5 7 ．2 ．4 锡石．气泡间碰撞．粘附．脱附过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 6 7 ．3 锡石．气泡间碰撞粘附行为的影响因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 8 7 ．3 ．1 气泡分布对颗粒一气泡问的碰撞粘附行为的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 0 8 7 ．3 ．2 锡石颗粒形状及大小对碰撞粘附行为的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 0 7 - 3 ．3 药剂浓度对锡石．气泡间碰撞粘附行为的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 4 7 ．3 ．4 电解质浓度对锡石．气泡间碰撞粘附行为的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 7 7 ．3 ．5 电流大小对锡石．气泡间碰撞粘附行为的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 7 7 ．3 ．6 电解时间对锡石．气泡间碰撞粘附行为的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 9 7 ．4 锡石．气泡间碰撞粘附模型的参数修正⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 1 7 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 2 2 第八章浮选回收细粒锡石的实际应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 2 4 8 ．1 浮锡前脱硫⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 2 4 8 ．2 不同粒级的原矿柱选试验探索⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 2 5 8 ．3 粗粒级再磨柱选试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 2 7 8 ．4 柱选开路试验探索⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 2 9 8 ．5 一次柱选试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．13 0 8 ．6 二次柱选试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 3 1 8 ．7 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 3 3 第九章结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．13 4 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 6 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15 3 攻读博士学位期间主要的研究成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 4 博士期间发表的学术论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 4 博士期间获得的奖励⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 6 博士期间主要完成的科研工作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 6 博士学位论文第一章文献综述 第一章文献综述 1 ．1 细粒浮选的发展历史及现状 1 ．1 ．1 细粒浮选理论的进展 浮选是最重要的选矿技术之一，常规的浮选方法只能处理那些可浮、易浮、 对浮选药剂和浮选技术没有特别要求的矿物。泡沫浮选对窄粒级较粗矿粒有效， 而对细粒级矿物的浮选效果则大大降低。浮选的有效粒度随矿物种类和所用的浮 选药剂制度不同而不同I I 。J ，如方铅矿的有效浮选粒度为6 ～7 0 p m ，闪锌矿为 8 ～9 0 9 m ，黄铜矿为1 5 ～6 0 p m ，黄铁矿为2 0 ～1 5 0 9 m 。对于细粒矿物的选别，常规 的浮选技术已经满足不了回收有用矿物的要求