辉钼矿与滑石浮选分离基础研究

Flotation separating molybdenite from talc has been a problem in the field of mineral processing. Talc has the complicated crystal structure and dissolution performances, and inclines to non-selectively react to conventional flotation reagents. In this project, researchers would focus on the crystal structures, surface properties and flotation performances of talc and molybdenite. We also devote to build the flotation reagents model for talc, and design the polar groups and hydrocarbon chain; synthesize or remix the efficient depressor for talc, study on the relationship between structures and properties of the depressor. The complicated surface interaction and solution chemistry performances of molybdenite, talc and flotation reagents in the pulp would be researched to find out the solution chemistry mechanism of flotation separating the molybdenite from talc. The new technique and theory arising from this project would be significant for separating minerals of talc in refractory molybdenum ores.

辉钼矿和滑石的浮选分离是选矿领域的难题之一。滑石具有复杂的晶体结构和溶解行为，与常规的浮选药剂有较高的非选择性反应活性。本项目研究辉钼矿和滑石晶体结构、表面性质及浮选行为；研究滑石高效浮选药剂结构模型，进行浮选药剂极性基及烃链设计，合成滑石高效浮选抑制剂，研究滑石高效浮选药剂结构—性能关系。研究辉钼矿和滑石矿物与浮选药剂在矿浆体系中的复杂界面相互作用和溶液化学行为；研究辉钼矿与滑石浮选分离溶液化学机理。本项目探索研究的滑石分选新技术，对于解决我国难选钼矿中滑石矿物的高效分选具有重要的理论指导意义和实际价值。

滑石型钼矿中的主要脉石矿物是硅酸盐型矿物滑石，他具有复杂的晶体结构和溶解行为，滑石还具有与辉钼矿相近的优良天然可浮性，导致含滑石的辉钼矿浮选分离效率低。.本文以滑石为主要研究对象，重点针对滑石的选择性抑制进行了系统的研究，项目的主要成果如下:.(1) 滑石矿物的晶体结构、表面性质和可浮性关系.滑石的晶体结构单元层由硅氧四面体与镁氧八面体组成，滑石解离主要沿层间断裂，滑石解离时表面暴露出Si4+及O2-，具有较强的键合轻基的能力，导致滑石表面带上较强的负电荷，其零电点较低。在pH>3.0的广泛pH范围内，滑石表面均荷负电。.（2）滑石矿物抑制剂的设计.依据浮选药剂的结构特征，设计开发出ZMD系列抑制剂，主要是聚丙烯酸钠和改性有机磷酸盐。磷酸盐类化合物具有良好分散溶解性、络合金属离子能力和高效的抑制能力。 .（3）抑制剂对滑石浮选的影响.改性有机磷酸盐类抑制剂对滑石的抑制效果较好。.（4）浮选溶液化学研究.在矿浆中溶液中，滑石晶格阳离子以三种形式存在，Mg2+，MgOH+和Mg(OH)2, pH<9时。溶液中含镁组分以Mg2+离子形式存在，不同矿浆pH条件下，这些组份的浓度随之变化，从而影响了滑石矿物的表面性质。.磷酸盐经过改性以后，其分子空间结构发生了极大变化，与滑石表面的镁离子反应时，与镁离子半径的匹配程度大大增加，同时这些磷酸盐的单个分子上往往有多个磷酸根，这也增强了其与滑石表面的镁离子的结合的强度，强大的电性吸附可以促使他们更容易发生化学反应，或者单个的磷酸盐改性分子可以与滑石表面的多个镁离子质点发生吸附反应，大大的增强了他们的结合性。.（5）抑制剂结构分析.HOMO能量直接与电离能相关，表征了分子受亲电试剂进攻的敏感性。LUMO的能量直接与电子亲和势有关，表征了分子受亲核试剂进攻的敏感性。HOMO-LUMO能量差(△E)是一个重要的稳定性指标,△E小的意味着具有较低的稳定性，△E大的意味着具有较高稳定性。从前线轨道能量差可以得出，抑制剂的化学反应活性顺序为：ZMD-3>ZMD-5>ZMD-7>ZMD-6>ZMD-4>ZMD-1。