作者及單位

唐 遠 方 慧 王孟來

何東升 楊穩權 付艷紅 李智力

云南磷化集團有限公司，武漢工程大學資源與安全工程學院，國家磷資源開發利用工程技術研究中心

作者簡介

唐遠

博士，武漢工程大學副教授、碩士生導師

入選湖北省楚天英才計劃楚天學者。主要從事浮選理論和技術、磷化工多源固廢處置技術等方面的教學和研究工作。在浮選藥劑開發、含磷固廢高值化利用等方面積累了豐富的理論和實踐經驗。目前，兼任中國有色金屬學會礦物功能材料專業委員會委員、中國再生資源產業技術創新戰略聯盟第三屆青年專家委員會委員、《Scientific Nature》《化工礦物與加工》等期刊編委、《Processes》雜志客座主編、《金屬礦山》第二屆青年專家學術委員會委員。先后主持國家自然科學基金項目、湖北省重點研發計劃項目及其他縱橫向科研項目近20項；發表論文60余篇，其中SCI收錄20余篇；出版著作2部；獲授權國家發明專利12件。獲湖北省科技進步二等獎、中國有色金屬工業科技獎一等獎、中國石油和化學工業優秀出版物獎一等獎等科技獎勵共5項。

通信作者

何東升

教授，博士生導師

現任武漢工程大學資源與安全工程學院院長，湖北省尾礦資源化利用工程技術研究中心主任，湖北省磷礦采選與固廢利用學科創新引智基地主任，教育部磷資源開發利用工程研究中心學科帶頭人，湖北省新世紀高層次人才工程人選，全國石油和化工優秀科技工作者。兼任中國化學礦業協會理事、湖北省化學化工學會理事。主要從事浮選膠體化學、磷礦選礦、礦山固廢資源化利用等領域研究。先后主持國家重點研發計劃項目課題、國家自然科學基金等國家級項目5項；主持湖北省重點研究計劃項目等省級項目11項。在國內外學術期刊上發表論文120余篇，授權發明專利12項；出版學術著作1部、教材2部；獲湖北省及國家一級行業協會科技獎勵6項，獲湖北省教學成果獎一等獎1項。

引用格式

唐遠,方慧,王孟來,等.富里酸對氟磷灰石與白云石的浮選選擇性抑制機理研究[J/OL].金屬礦山,1-11[2025-09-26]

摘要

以氟磷灰石和白云石為對象，借助純礦物微浮選試驗，并結合動電位、接觸角和紅外光譜（FTIR）分析，研究了新型抑制劑富里酸在油酸鈉捕收劑體系中對氟磷灰石與白云石浮選分離的選擇性作用效果。結果表明：無抑制劑存在時，氟磷灰石和白云石在油酸鈉作用下均具有較高的可浮性，難以將二者分離。相較而言，在弱酸環境條件下添加適量富里酸作抑制劑時，氟磷灰石表現出被強烈抑制，而對白云石上浮率影響較小。在礦漿pH約5、富里酸用量15 mg/L、油酸鈉用量60 mg/L時，二元人工混合礦浮選分離得到的精礦P品位33.86%，回收率達92.36%，表明礦物的選擇性分離效果優異。進一步地研究分析結果表明，富里酸可與油酸鈉在氟磷灰石表面發生競爭性化學吸附，氟磷灰石表面疏水性被選擇性削弱，導致其可浮性顯著降低，從而實現了與白云石的浮選分離。

研究背景

磷礦是我國戰略性關鍵礦產資源，廣泛應用于軍工、醫藥、農業等領域。隨著磷化工行業的快速發展，高品位磷礦資源日趨枯竭，開發利用重點已逐步轉向復雜難選的中低品位磷礦石。中低品位磷礦石除含目標磷礦物外，常伴生一定比例的鈣（鎂）質及硅質脈石，這些脈石礦物在濕法磷酸制備過程中可能產生不利影響。例如，過量的鎂雜質會顯著增加酸耗、降低產品質量，對磷化工生產造成不利影響。白云石是磷礦石中常見的脈石礦物之一，由于其表面性質與氟磷灰石相似，傳統脂肪酸類捕收劑對二者的選擇性較差，使得氟磷灰石與白云石的高效分離成為當前磷礦選礦領域的難點。

浮選分離過程中，捕收劑與抑制劑對礦物分選效果有著最為直接的影響。選擇性抑制劑通過改變特定礦物表面性質，調控其對捕收劑的吸附行為，這種作用在氟磷灰石與白云石的分離過程中尤為關鍵，抑制劑的合理選擇是提升分選效率的核心環節。在磷礦正浮選體系中，羧甲基纖維素、海藻酸鈉、阿拉伯膠、果膠等天然高分子化合物常被用作碳酸鹽礦物抑制劑。這類抑制劑憑借無毒、可生物降解的特性，契合綠色選礦的發展需求。而在磷礦反浮選體系中，硫酸和磷酸是常用的選擇性抑制劑。近年來研究發現，羥基乙叉二磷酸（HEDP）、氨基三亞甲基膦酸（ATMP）和沒食子酸等新型磷礦物抑制劑展現出獨特優勢，其在氟磷灰石表面的作用強度顯著高于在白云石表面，能夠實現更高效的礦物選擇性抑制。由此可見，持續開展磷礦浮選中新型抑制劑的研發工作，對于實現磷礦物與脈石礦物的高效分離，推動磷礦資源的可持續利用具有重要意義。

國家自然科學基金、國家磷資源開發利用工程技術研究中心開放基金項目（編號：52104263、NECP2023-14）的支持下，何東升教授、唐遠副教授團隊重點開展了新型抑制劑富里酸對氟磷灰石與白云石浮選分離的影響及機理，以期為磷礦浮選提質實踐提供理論依據和數據支撐。

研究結論

（1）單礦物浮選試驗表明，在礦漿溫度25 ℃、富里酸用量10 mg/L、油酸鈉用量60 mg/L、pH值約5的條件下，氟磷灰石幾乎不上浮，而白云石的回收率達74.26%，顯示富里酸對氟磷灰石具有選擇性抑制作用。

（2）混合礦浮選試驗結果表明，在礦漿溫度25 ℃、富里酸用量15 mg/L、油酸鈉用量60 mg/L、pH值約5的條件下，對氟磷灰石-白云石人工混合礦進行浮選分離，所得磷精礦P品位為33.86%，P回收率達92.36%，浮選分離效果顯著。

（3）富里酸作用后，氟磷灰石表面動電位負向移動顯著，表明富里酸大量吸附于氟磷灰石表面，且在油酸鈉作用下，氟磷灰石表面疏水性明顯低于白云石。紅外光譜分析顯示，富里酸在氟磷灰石表面以化學吸附為主。在弱酸條件下，富里酸對礦物表面的吸附強于油酸鈉，二者間存在吸附競爭。

（4）在弱酸條件下，富里酸選擇性吸附于氟磷灰石表面，有效抑制其上浮，同時對白云石可浮性影響較小，從而實現氟磷灰石與白云石的高效浮選分離。

《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

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