助磨剂对石英浮选行为的影响及其作用机理研究

Quartz whether as gangue mineral is abandoned or as the raw material of non-metallic mineral is purified, grinding is one of the necessary process. Quartz is a hard and wear-resistant mineral, in order to improve the grinding efficiency and the grinding effect or reduce the energy consumption and steel consumption of grinding process, it is common to use some grinding aids for quartz grinding, especially for fine grinding. But when the grinding aid is employed in the process of grinding, the effects of grinding aid on the mineral behaviors, especially on the mineral flotation behaviors, are rarely studied. In this project, the crystal chemistry or surface chemistry or physical chemistry is used as the theoretical guidance, combining with the scientific grinding experiments and flotation experiments, applying the modern analytic determination methods (such as XRD, SEM, Laser Particle Size Analyzer, XPS, FT-IR, Potentiometric Analyzer, AFM, etc. ) and advanced software MS, the influence and regularity of grinding aids on the pulp chemical properties, quartz crystal structure, surface morphology and surface properties will be studied. The quartz flotation behaviors in the DDA flotation system and SO flotation system are also researched. The mechanism of grinding aids on the effect of quartz flotation behavior is revealed. The regulation mechanism of quartz flotation behavior under the presence of grinding aid is explored for the different flotation system to enhance the synergistic effects between grinding aids and collectors, improve the flotation indicators and efficiency of quartz. This study will provide a theoretical guidance for grinding aids selection and application.

石英无论是作为脉石矿物被抛弃还是作为非金属矿物原料被提纯，磨矿都是必需的工序之一。石英坚硬、耐磨，特别是需要细磨时，往往需要加入一定量的助磨剂，以提高磨矿效率，改善磨矿效果，降低磨矿能耗和钢耗。但磨矿过程中引入助磨剂后，对矿物后续选别行为的影响，特别是对矿物浮选行为的影响却鲜有研究。项目以矿物晶体化学、表面化学、物理化学为理论指导，结合系统的磨矿试验和浮选试验，应用多种现代分析测试手段以及先进的Material Studio 模拟计算软件，研究助磨剂对矿浆化学性质以及石英晶体结构、表面形态和表面性质的影响及规律；系统探讨助磨剂对石英在十二胺浮选体系和油酸钠浮选体系中浮选行为的影响；揭示助磨剂对石英浮选行为产生影响的作用机理；探索助磨剂存在条件下不同浮选体系中石英浮选行为的调控机制，强化助磨剂与捕收剂之间的协同效应，改善石英浮选指标和效率，为助磨剂的选择与应用奠定理论基础。

磨矿作业在矿物加工工程领域及国民经济中占有极其重要的作用，但磨矿作业效率低、能耗和钢耗大，应用助磨剂可在不增加任何设备、不改变现有生产流程的前提下，显著提高磨矿效率、降低生产本，是企业提高经济效益的有效措施之一。磨矿是个复杂的物理、化学及物理化学过程，对后续选别作业影响重大。石英无论是作为矿石中的脉石矿物，还是作为非金属矿物原料，浮选都是主要的处理方式之一。但是磨矿过程引入助磨剂后，对石英浮选行为影响却鲜有研究。.项目针对石英系统研究了单一和组合助磨剂对粉磨效果和磨矿动力学的影响。结果表明不同助磨剂对石英粉磨效果的影响不同，但均有一适宜的用量，组合助磨剂效果明显优于单一助磨剂，其中三异丙醇胺/三乙醇胺组合助磨剂显著改善了石英粉磨效果；不同助磨剂对磨矿动力学参数k、m值以及破裂函数均产生影响。助磨剂对石英粉磨产品表面性质及磨矿矿浆性质产生了影响，增强了颗粒表面的亲水性，改善了颗粒的分散性；降低了矿浆黏度，提高了矿浆流动性。.三异丙醇胺、三乙醇胺及其组合药剂在油酸钠及十二胺浮选体系中都不同程度地提高了石英的浮选回收率，改善了石英的可浮性，且组合助磨剂优于单一助磨剂：三异丙醇胺/三乙醇胺在最佳条件下，石英浮选回收率分别提高了5.50（油酸钠体系）、4.43（十二胺体系）个百分点。通过溶液化学和量子化学计算，分析了TIPA/TEA组合助磨剂与捕收剂的作用基团及其在浮选体系中的相互关系，建立了助磨剂与捕收剂在石英表面的共同吸附模型，提出了石英磨矿-浮选体系助磨剂的选择原则，以促进助磨剂与捕收剂在石英表面的协同作用，改善捕收剂在石英表面的吸附作用。.项目的研究成果丰富了助磨剂理论体系，从本质上揭示了助磨剂对石英磨矿-浮选体系的影响机理，对助磨剂的选择、开发和应用具有重要的意义。.项目培养硕士研究生3名；发表学术论文16篇，另有4篇已投稿；申请发明专利1项。圆满完成了项目既定目标。