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NaOL、HZ組合捕收劑對鋰輝石礦物浮選效果、表面張力影響（二）
來源：中國有色金屬學報 瀏覽 315 次 發(fā)布時間:2025-03-11
2結(jié)果與討論
2.1捕收劑對鋰輝石的浮選試驗
工業(yè)上，氧化石蠟皂是鋰輝石最常用的捕收劑，其捕收性能穩(wěn)定、效果優(yōu)良，由于氧化石蠟皂成分復雜，主要作用成分為C12-C16的脂肪酸酸鹽，實驗室中為了便于研究，采用油酸鈉(NaOL)作為替代品探究脂肪酸鹽類捕收劑與鋰輝石的作用效果。十二烷基琥珀酰胺(C16H33O4N2，HZ)是工業(yè)上優(yōu)良的表面活性劑，具有良好的生物降解性，由于含有羧基和氨基親固基團，其可作為一種新型捕收劑使用。
以NaOL、HZ作為單一捕收劑，NaOL和HZ按10:1、5:1、2:1、1:1摩爾比組合使用，分別考察了它們對鋰輝石的浮選行為影響(見圖1)。由圖1可知，鋰輝石的浮選回收率隨捕收劑濃度的增加而增加，當捕收劑濃度達到200 mg/L時，鋰輝石礦物的回收率不再隨捕收劑用量的增加而升高。因此，NaOL、HZ單一捕收劑以及組合捕收劑對浮選鋰輝石的最佳濃度定為200 mg/L。不同比例的NaOL與HZ組合捕收劑之間浮選效果差異明顯。在低濃度(＜120 mg/L)范圍內(nèi)，相同用量下，(NaOL):(HZ)=2:1比例的組合捕收劑的浮選效果較好。在高濃度(＞120 mg/L)范圍內(nèi)，相同用量下，(NaOL):(HZ)=5:1組合捕收劑的浮選效果好。在低濃度區(qū)間，捕收能力從大到小依次為：HZ、組合捕收劑、NaOL；在高濃度區(qū)間，捕收能力從大到小依次為：組合捕收劑、HZ、NaOL。在藥劑濃度為最佳濃度200 mg/L時，NaOL對鋰輝石的浮選回收率為48.55%，HZ對鋰輝石浮選回收率達79.20%，(NaOL):(HZ)=5:1組合捕收劑的浮選回收率高達85.41%。因此，可以確定在捕收劑用量為200 mg/L時，使用(NaOL):(HZ)=5:1比例的組合捕收劑浮選效果最佳。
圖1捕收劑用量與鋰輝石浮選回收率的關系(pH=7.5)
在不同捕收劑浮選體系中，固定藥劑用量為200 mg/L，考察了礦漿pH對鋰輝石浮選行為的影響，如圖2所示。對于NaOL，在礦漿pH=4~10的范圍內(nèi)其能較好的浮選鋰輝石。在強酸性(pH＜3.0)、強堿性(如pH＞11.0)的礦漿環(huán)境下NaOL幾乎不能浮選鋰輝石。pH=8.5時，NaOL對鋰輝石的浮選效果最佳，此時回收率為49.53%。對于HZ，最佳浮選pH區(qū)間為4~7.5，即中性或弱酸性區(qū)域內(nèi)HZ能較好地浮選出鋰輝石，而在強酸性和強堿性條件下對鋰輝石的浮選效果較差。使用(NaOL):(HZ)=5:1組合捕收劑時，發(fā)現(xiàn)在pH＞7區(qū)間內(nèi)，組合捕收劑的捕收性能優(yōu)于HZ的，同時在廣泛pH區(qū)間內(nèi)組合捕收劑的捕收性能優(yōu)于NaOL的。因此，可以看出，HZ和NaOL這兩種捕收劑的混合使用只在弱堿性條件下顯著提高了其捕收性能。同時可確定(NaOL):(HZ)=5:1組合捕收劑在pH=9.0的條件下浮選效果最優(yōu)，回收率為88.48%。
圖2礦漿pH與鋰輝石浮選回收率的關系
2.2不同捕收劑溶液的表面張力測定
表面張力是影響浮選過程中氣泡的穩(wěn)定性，以及氣泡形成難易程度的主要參考數(shù)據(jù)，臨界膠團濃度(簡稱CMC)是反映表面活性劑降低水溶液表面張力的效率。組合用藥的浮選效果優(yōu)于單一用藥，這可能與其在水溶液中的表面張力有一定的關系。圖3所示為最佳pH條件下(pH=9.0)組合捕收劑與兩種單一捕收劑的水溶液濃度與表面張力的關系。NaOL在水中微量的添加顯著地降低了水的表面張力，而隨著NaOL濃度的增加，溶液的表面張力逐漸下降，在濃度為302 mg/L時溶液的表面張力達到最低，為22.7~24.8 mN/m。此后NaOL濃度的增加并不能顯著地降低水的表面張力，所以可以確定NaOL的CMC值約為302 mg/L，與文獻中報道的1.03×10?3mol/L(308 mg/L)接近。而HZ的CMC值568 mg/L，表面張力36.37 mN/L。作為一種表面活性劑，其表面活性明顯不如NaOL，在較高濃度下，HZ才能形成膠團。浮選HZ用量為200 mg/L，低于其CMC值，在此濃度下，膠團未形成，表面張力較高，起泡性不佳，在單礦物浮選試驗中表現(xiàn)出了泡沫量小的特點。組合捕收劑水溶液的表面張力測試結(jié)果表明，CMC值約為150 mg/L，CMC值下水溶液表面張力為24.88 mN/m?？梢奌Z的添加能降低NaOL的CMC值，這可能是NaOL作為一種陰離子型表面活性劑，親水“離子頭”之間的靜電作用較強，非離子表面活性劑的“插入”到親水“離子頭”之間，同時亞氨基也存在一定程度的解離，使得離子之間的靜電斥力減小。
圖3不同捕收劑水溶液濃度與表面張力的關系