辅助捕收剂选择性吸附辉钼矿颗粒“棱”上的疏水机理及其协同作用研究

Molybdenum ore is an advantageous mineral resource in China, but fine molybdenite loses a lot in flotation tailings. Therefore, it is of great theoretical and practical significance to study the essential characteristics and find collectors for improving flotation of fine molybdenite. Based on crystal chemistry, surface chemistry, physical chemistry and quantum chemistry, by means of modern advanced testing equipment, the surface properties of molybdenite with different size fraction are inspected and calculated; and the interrelationship bewteen crystal chemical characteristics and surface property of molybdenite with different size fraction is analyzed. On this basis, an auxiliary collector will be developed, which can selectively adsorb on the edge of molybdenite particles and weaken the harm on flotability of fine molybdenite. From the point of view of energy and structure, the selective adsorption mechanism of auxiliary collector on molybdenite grain "edge" is analyzed . The influence of adsorption on surface electrical property, wettability and adsorption characteristics of molybdenite particle edge before and after adsorption is studied. The mechanism model of synergistic effect of auxiliary collector and traditional collector kerosene on molybdenite flotation is constructed. This investigation can provide a theoretical basis for improving the flotation of fine molybdenite and weakening the adverse effect of "edge" of molybdenite particles on its flotability.

钼矿是我国的优势矿产资源，但微细粒辉钼矿在浮选尾矿中损失较多。因此，研究微细粒级辉钼矿的本质特性，并研究开发出改善微细级辉钼矿浮选的捕收剂具有重要的理论与实际意义。本项目基于晶体化学、表面化学、物理化学和量子化学等经典理论，采用现代检测设备，研究不同粒级辉钼矿的表面性质，查明不同粒级辉钼矿的可浮性与表面特性之间的相互关系；并在此基础上研究出选择性吸附在辉钼矿颗粒“棱”上的辅助捕收剂，能降低“棱”对其可浮性的不良影响；从能量、结构的角度，通过计算分析辅助捕收剂在辉钼矿颗粒“棱”上的选择性吸附机制，研究其在辉钼矿颗粒“棱”上吸附前后对其表面电性、润湿性及吸附特性的影响规律，构建辉钼矿浮选过程中辅助捕收剂和传统捕收剂煤油协同浮选辉钼矿作用的机理模型。本研究可为改善微细粒辉钼矿浮选，减弱辉钼矿颗粒“棱”对其可浮性的不良影响提供理论依据。

针对但微细粒辉钼矿在浮选尾矿中损失较多导致钼回收率低的问题，进行了不同粒级辉钼矿本质特性的研究，并研究开发出改善微细级辉钼矿浮选的辅助捕收剂稠环芳烃，探明了辅助捕收剂改善辉钼矿浮选效果及其作用机理。得出以下研究成果：.通过理论计算结合XRD、SEM和XPS等测试分析，系统研究了不同粒级辉钼矿的晶体结构和表面特性，找到了细粒级辉钼矿可浮性变差的原因，“棱面比”高的细粒级辉钼矿，总活性点多，在矿浆中溶解速度快，表面电性负绝对值大，更容易形成氧化物，从而导致其可浮性降低。通过单矿物浮选试验、煤油在辉钼矿表面的吸附测定，以及难免阳离子的溶液化学计算，系统研究了不同粒级辉钼矿的可浮性及其影响因素。结果表明：煤油为捕收剂体系下，冬季低温环境会降低辉钼矿的浮选回收率，细粒级的降低幅度更大，虽然单位质量细粒级辉钼矿的煤油吸附量大于粗粒级的，但是单位表面积细粒级辉钼矿的煤油吸附量却远小于粗粒级的，这是造成细粒级辉钼矿回收率降低的重要原因之一。以煤油为主捕收剂，稠环芳烃为辅助捕收剂，研究了主、辅捕收剂的合理搭配对不同粒级辉钼矿浮选效果影响及其机理。结果表明：稠环芳烃含量为5%~7%的复合烃油替代煤油，不同粒级辉钼矿单矿物浮选回收率均有提高，细粒级提高幅度明显大于粗粒级的；稠环芳烃对选矿回水使用有较强的适用性，对浮选精矿过滤速度无明显影响；通过理论计算和分析测试表明稠环芳烃的表面能与辉钼矿“棱”的表面能接近，易吸附在辉钼矿的“棱”上，弥补了煤油不能吸附在“棱”上的缺陷。本文的研究成果可补充完善辉钼矿微观结构、表面特性与其可浮性内在联系的理论体系，为微细粒辉钼矿浮选提供理论支撑。发表学术论文6篇，获批国家发明专利1项，协助培养硕士生1名，按计划完成了科学研究、学术交流与人才培养等任务。