作者及單位
黃業豪 姚佳 皇錦展 于博文 楊雅斌 胡展滔 彭偉軍
超純礦物新材料產業技術研究院,河南省地質研究院,鄭州大學化工學院
研究背景
鉬作為不可再生的戰略性關鍵金屬材料,在工業、農業、軍事、電子技術、醫藥及航空航天等領域具有不可替代的應用價值。微細粒輝鉬礦石因比表面積大、表面能高、易泥化等特性,常規浮選工藝回收率不佳,嚴重制約鉬資源的可持續利用。微細粒輝鉬礦通常指粒級小于38 μm的礦物,部分甚至可細至20 μm以下。該粒級礦物在浮選過程中回收難度顯著增加,其核心制約因素可歸納為以下4點:① 碰撞概率低。微細粒輝鉬礦顆粒粒徑極小,導致其在浮選體系中與氣泡的有效碰撞概率大幅降低,直接制約浮選回收率;② 捕收劑接觸受阻。顆粒比表面積大、表面能高,易被體系中的泥質礦物吸附并形成表面罩蓋,顯著降低捕收劑與輝鉬礦表面的接觸概率,進而影響回收效果;③ 團聚夾雜影響精礦品質。微細粒輝鉬礦易發生非選擇性團聚,導致精礦中雜質夾雜嚴重,在后續提升精礦品位的作業中,會進一步造成回收率損失;④ 表面極性失衡。顆粒表面極性“棱”結構占比增加,非極性“面”結構占比減少,削弱了其與非極性捕收劑及氣泡的作用能力,導致回收難度上升。
針對微細粒礦物浮選效率低的問題,國內外學者已提出兩類主流改善思路:一是通過選擇性聚團技術,增大目的礦物的表觀粒徑,提升其與氣泡的作用能力;二是通過技術手段減小氣泡尺寸,提高氣泡與微細粒礦物的碰撞效率。其中,減小氣泡尺寸的技術路徑在未來工業化應用中展現出更大潛力,原因在于浮選體系中氣泡的尺寸、粒徑分布、運動特征,以及氣泡與礦物顆粒間的碰撞、吸附、脫附行為,均直接決定浮選效果。
微納米氣泡具有上升速率慢、比表面積大、Zeta電位高等特性。這些特性使其能夠在浮選體系中與微細粒礦物充分接觸,既提升了碰撞概率,又增強了對微細粒礦物的捕捉能力。本研究提出微納米氣泡強化微細粒輝鉬礦浮選的技術方案,研究以河南某鉬礦粗精礦為研究對象,在微納米氣泡水體系中開展浮選條件試驗,系統對比微納米氣泡水與普通氣泡水對輝鉬礦回收率的影響,并揭示氣泡在輝鉬礦顆粒表面的作用機理。
相關研究成果于近日知網首發,引用格式:黃業豪,姚佳,皇錦展,等.微納米氣泡提高某微細粒輝鉬礦浮選回收率的試驗研究[J/OL].金屬礦山,1-11[2025-09-23].
延伸閱讀:彭偉軍,姚佳,黃業豪,等.微納米氣泡強化微細粒礦物浮選過程的研究現狀[J].金屬礦山,2025(2):86-94.
摘 要
為探究微納米氣泡強化微細粒輝鉬礦浮選過程、提高鉬回收率的可行性,分別在自來水體系和微納米氣泡水體系下,進行了浮選條件優化和對比試驗,并采用接觸角、高速攝像機等表征手段,揭示了微納米氣泡提高微細粒輝鉬礦浮選回收率的作用機理。研究結果表明,在再磨細度為-20 μm占73%,粗選礦漿濃度為30%、礦漿pH值為9、水玻璃用量為600 g/t、巰基乙酸鈉用量為10 g/t、煤油用量為60 g/t、2#油用量40 g/t的條件下,經“1粗2掃5精”的全流程浮選閉路試驗,在自來水體系下可得到Mo品位為42.78%、回收率82.03%的鉬精礦,在微納米氣泡水體系下可得到Mo品位41.41%、回收率88.71%的鉬精礦。在微納米氣泡體系下,Mo回收率提高了6.68個百分點。微納米氣泡通過增加微細粒輝鉬礦的接觸角、增強顆粒間的相互作用、提高顆粒與氣泡之間的黏附效果來強化浮選過程,進而提高了輝鉬礦的浮選回收率。本研究為強化微細粒輝鉬礦的回收提供了技術參考和理論依據。
主要圖件
圖1 再磨細度試驗結果
Fig. 1 Results of regrinding fineness test
圖2 礦漿pH值試驗結果
Fig. 2 Results of pulp pH value test
圖3 水玻璃用量試驗結果
Fig. 3 Results of sodium silicate dosage
圖4 巰基乙酸鈉用量試驗結果
Fig. 4 Results of sodium thioglycolate dosage
圖5 煤油用量試驗結果
Fig. 5 Results of kerosene dosage
圖6 閉路試驗流程
Fig. 6 Flow chart of closed circuit test
表1 閉路試驗結果
Table 1 Results of flotation closed circuit test
圖7 不同溶液體系下的輝鉬礦顆粒接觸角
Fig. 7 Contact angle of pyromorphite particles in different solution systems
圖8 氣泡與礦物顆粒床層動態接觸過程
Fig. 8 Dynamic contact process between the bubbles and the bed of mineral particles
圖9 氣泡與輝鉬礦顆粒床層黏附情況
Fig. 9 Adhesion of the bubbles to the bed of pyromorphite particles
圖10 微納米氣泡對煤油作用前后輝鉬礦Zeta電位的影響
Fig. 10 Effect of micro-nano bubbles on Zeta potential of pyromorphite before and after paraffin action
第一作者
黃業豪
博士,超純礦物新材料產業技術研究院技術研發中心主任,超純礦物新材料實驗室主任,河南省礦業協會礦物新材料專業委員會秘書長,礦冶工程青年編委、Minerals客座編輯。主要從事高純石英加工提純技術、戰略性礦產資源加工與高效利用等方面的基礎研究與工程實踐工作。主持國家重點研發子課題1項、國家產業基礎創新發展目錄揭榜掛帥項目課題1項、河南省重大科技專項子課題1項、廳局級科研項目10余項、橫向技術攻關類項目30余項,獲省部級一等獎1項、三等獎1項,廳局級獎8項,申請中國發明專利30余項,其中授權11項,發表國內外學術期刊論文50余篇。
通信作者
彭偉軍
工學博士,鄭州大學教授、博士生導師,智能礦山重型裝備全國重點實驗室副主任,河南省高層次人才C類(省內一流人才)。擔任國家重點研發計劃項目績效評價專家、國家自然科學基金委評審專家、河南省工信廳專家庫專家、河南省科技廳資源環境與社會事業領域專家、河南省地質系統專家庫專家、第二屆中國非金屬礦專家委員會委員、中國顆粒學會第四屆青年理事等。主要從事戰略性礦產資源高效分選、非金屬礦選礦與提純和化工、選冶固廢資源化利用等方面研究。主持完成國家自然科學基金、國家重點研發計劃子課題等省部級以上縱向和橫向項目10余項;獲得中國非金屬礦工業協會非金屬礦科技二等獎2項(排名1和2),河南省教育廳科技成果一等獎和二等獎各1項(排名1);以第一或通訊作者發表學術論文70余篇,其中SCI收錄論文約50篇(中科院一區論文13篇,二區論文24篇);以第一發明人申請發明專利23項,已獲授權12項,有2項專利合作轉化1000萬元;合作出版中文(排名2)、英文(排名2)專著各1部;入選2023和2024年全球前2%頂尖科學家榜單。
《金屬礦山》簡介
《金屬礦山》由中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司和中國金屬學會主辦,主編為中國工程院王運敏院士,現為北大中文核心期刊、中國科技論文統計源期刊(中國科技核心期刊)、中國精品科技期刊(F5000頂尖學術論文來源期刊)、中國百強報刊、RCCSE中國核心學術期刊(A)、中國期刊方陣雙百期刊、國家百種重點期刊、華東地區優秀期刊,被美國化學文摘(CA)、美國劍橋科學文摘(CSA)、波蘭哥白尼索引(IC)、日本科學技術振興機構數據庫(JST)等世界著名數據庫收錄。主要刊登金屬礦山采礦、礦物加工、機電與自動化、安全環保、礦山測量、地質勘探等領域具有重大學術價值或工程推廣價值的研究成果,優先報道受到國家重大科研項目資助的高水平研究成果。根據科技部中國科技信息研究所發布的《2024中國科技期刊引證報告(核心版)》,《金屬礦山》核心總被引頻次位列26種礦業工程技術學科核心期刊第1位;根據中國知網發布的《中國學術期刊影響因子年報》(2024版),《金屬礦山》學科影響力位居73種礦業期刊第9位。
供稿:楊 婷
編排:余思晨
審核:王小兵
聲明:本文系轉載自互聯網,請讀者僅作參考,并自行核實相關內容。若對該稿件內容有任何疑問或質疑,請立即與鐵甲網聯系,本網將迅速給您回應并做處理,再次感謝您的閱讀與關注。
不想錯過新鮮資訊?
微信"掃一掃"