1、第33卷第3期Volume 33 Number 32023 年 3 月March 2023中国有色金属学报The Chinese Journal of Nonferrous Metals复合烃油对不同粒级辉钼矿的浮选强化机理及应用刘润清，李杰，宋鑫，王长涛，陈臣，张庆鹏，孙伟(中南大学 资源加工与生物工程学院，长沙 410083)摘 要：本文通过单矿物浮选试验、实际矿浮选试验、接触角测试、红外光谱分析、扫描电镜能谱分析等，系统研究了复合烃油对不同粒级辉钼矿浮选行为的影响及作用机理。结果表明：复合烃油对辉钼矿的浮选效果优于煤油和中性油，煤油与中性油的质量比为1 1时，实际矿浮选可获得钼精矿品位为
2、45.20%，回收率为83.04%的指标，比煤油作为捕收剂时的回收率提高4.30%。机理研究表明，复合烃油可以同时吸附在辉钼矿的非极性“面”和极性“棱”上，既保证了粗粒辉钼矿的表面疏水性，又提高了细粒辉钼矿的表面疏水性，强化了辉钼矿的浮选效果。复合烃油能提高辉钼矿的整体浮选回收率，对钼资源的高效回收具有十分重要的意义。关键词：煤油；复合烃油；辉钼矿；强化浮选文章编号：1004-0609(2023)-03-0912-10 中图分类号：TD952 文献标志码：A引文格式：刘润清,李杰,宋鑫,等.复合烃油对不同粒级辉钼矿的浮选强化机理及应用J.中国有色金属学报,2023,33(3):912921.D
3、OI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2021-42814LIU Run-qing,LI Jie,SONG Xin,et al.Flotation enhancing mechanism and application of compound hydrocarbon oil on molybdenites with different particle sizesJ.The Chinese Journal of Nonferrous Metals,2023,33(3):912921.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2021-42814 钼作为一种
4、稀有金属，具有膨胀系数小、导电率大、导热性能好等优良性质，已经广泛应用于冶金、电气、化工、航空航天等行业1。随着我国对钼资源需求的不断增加，开采规模的逐渐加大，钼资源逐渐出现贫、细、杂的趋势，因此，高效合理地回收钼资源显得尤为重要2。自然界的钼主要以辉钼矿的形式存在，一般采用浮选进行回收3，但不同粒级辉钼矿的可浮性具有较大差异。辉钼矿晶体受外力影响时，会发生层间解离和层内解离，层间解离形成的“面”为非极性，具有疏水性；而层内解离形成的“棱”为极性，具有亲水性，“面”与“棱”的面积比为“面棱比”47。辉钼矿的粒级越小，其“面棱比”越小，对应的可浮性就越低810。非极性烃油是辉钼矿的传统捕收剂，易
5、吸附在非极性的“面”上，但难以在极性的“棱”上产生有效吸附11，因此，细粒辉钼矿更亲水，更难回收。细粒辉钼矿的强化回收大多采用非极性烃油和极性捕收剂复配、油团聚浮选、选择性絮凝等方式1214。吕建业等15研究了非极性烃油和极性捕收剂复配强化捕收辉钼矿的机理，结果表明非极性烃油和黄药可以产生较强的协同作用，中性油膜可在“面”与“棱”上扩展，增强辉钼矿的可浮性；王晖等16采用变压器油对辉钼矿进行油团聚浮选，在DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2021-42814基金项目：国家重点研发计划资助项目(2020YFC1908802，2020YFC1908804，2022YFC2
6、904501)收稿日期：2021-12-21；修订日期：2022-01-19通信作者：刘润清，教授，博士；电话：13875851194；E-mail：合适的浮选条件下，钼尾矿中的细粒辉钼矿得到了有效回收；李树磊17利用计算化学等手段，研究了聚氧化乙烯选择性絮凝、回收微细粒辉钼矿的机理，研究表明聚氧化乙烯可以选择性絮凝辉钼矿，使辉钼矿与气泡碰撞和黏附的概率大大增加，增强了微细粒辉钼矿的回收。煤油和黄药等极性捕收剂复配使用，虽然可以提高粗粒辉钼矿和细粒辉钼矿的回收率，但是在处理伴生多金属钼矿时，会造成其他非目的硫化矿上浮，使钼精矿品位降低；油团聚浮选和选择性絮凝工艺研究较少，在钼矿浮选的工业化应用
7、中还有待更进一步的研究。本文用煤油和一种新型中性油捕收剂复配出一种复合烃油，以增强对各个粒级辉钼矿的浮选回收效果。通过单矿物浮选试验、实际矿浮选试验、接触角测试、红外光谱分析、扫描电镜能谱分析等方法，研究了单一捕收剂(煤油)和复配捕收剂(复合烃油)对不同粒级辉钼矿浮选行为的影响及作用机理，以及复合烃油在实际矿浮选中的应用效果。1实验1.1材料与试剂辉钼矿来自江西某矿山，化学分析结果表明该辉钼矿的纯度为95%，达到了单矿物的试验要求。原矿经破碎、手选、磨矿、筛分后，得到180+74 m、74+38 m和38 m三种不同粒级的产品，并在真空中保存。试验所用煤油、中性油、2#油等药剂均为工业级，pH
8、调整剂为氢氧化钠和盐酸，试验用水为去离子水。1.2浮选试验单矿物浮选在XFG挂槽浮选机上进行，浮选槽容量为40 mL，转速为1650 r/min。每次试验称取2.0 g辉钼矿，先用超声波清洗矿物表面，然后用去离子水冲洗干净，再移至浮选槽中，并加水至40 mL；矿浆搅拌均匀后，调节pH值，加入捕收剂搅拌3 min，再加入起泡剂搅拌2 min，接着充气30 s，最后刮泡3 min。浮选结束后，将泡沫产品和槽内产品分别过滤、烘干、称取质量，计算回收率。每个试验条件重复三次，取平均值。实际矿浮选在XFD单槽浮选机上进行，转速为1650 r/min，磨矿细度试验的浮选槽容量为8 L，开路试验的浮选槽容量
9、为8、1.5、1和0.5 L。每次试验称取1 kg矿样至球磨机，然后再加入500 mL选矿回水，再用2 mm的筛子对矿浆进行筛分，最后取三次磨好的矿浆倒入浮选机中进行浮选作业。浮选结束后，将所得产品分别过滤、烘干、称取质量、制样和化验，计算浮选指标。1.3接触角测试本次试验用JY-82C型量角仪测量辉钼矿表面的接触角，称取2.0 g不同粒级的辉钼矿，先用超声波清洗矿物表面，再用去离子水冲洗干净，然后将矿样与40 mL去离子水加入浮选槽中搅拌均匀，在自然pH值(78)下，加入捕收剂搅拌20 min，再将得到的样品过滤，真空干燥24 h，接着取干燥后的样品进行压片，压片压力为 50 MPa，保压时
10、间为 5 min，最后进行接触角测量，每个试验条件测量三次，取平均值。1.4红外光谱(FTIR)测试本 次 试 验 用 Nicolet iS50(Thermo Fisher Scientific)进行FTIR光谱测量，称取2.0 g不同粒级的辉钼矿，先用超声波清洗矿物表面，再用去离子水冲洗三次，然后将矿样与40 mL去离子水加入浮选槽中搅拌均匀，在自然pH值(78)时，加入捕收剂搅拌20 min，再将得到的样品过滤，真空干燥24 h，然后将样品研磨至2 m以下，最后在20 下进行测量，漫反射扫描次数为30次，测量分辨率为2 cm1。1.5扫描电镜能谱(SEM-EDS)测试本次试验用的扫描电镜能
11、谱仪为日本Jeol公司生产的JSM5600LV型，主要用于样品微区形貌、成分和结构分析18，且能谱仪能利用不同元素激发的特征X射线能量的不同，对元素进行定性和定量分析19，可研究药剂作用后不同粒级辉钼矿表面Mo、S、O、C的相对含量。称取2.0 g不同粒级的辉钼矿，先用超声波清洗矿物表面，再用去离子水冲洗三次，然后将矿样与40 mL去离子水加入浮选槽中搅拌均匀，在自然pH值(78)时，加入捕收剂搅拌20 min，再将得到的样品过滤，真空干燥24 h，最后将干燥后的样品均匀地撒在样品台的导电胶带上进行测试。第 33 卷第 3 期刘润清，等：复合烃油对不同粒级辉钼矿的浮选强化机理及应用合适的浮选条
12、件下，钼尾矿中的细粒辉钼矿得到了有效回收；李树磊17利用计算化学等手段，研究了聚氧化乙烯选择性絮凝、回收微细粒辉钼矿的机理，研究表明聚氧化乙烯可以选择性絮凝辉钼矿，使辉钼矿与气泡碰撞和黏附的概率大大增加，增强了微细粒辉钼矿的回收。煤油和黄药等极性捕收剂复配使用，虽然可以提高粗粒辉钼矿和细粒辉钼矿的回收率，但是在处理伴生多金属钼矿时，会造成其他非目的硫化矿上浮，使钼精矿品位降低；油团聚浮选和选择性絮凝工艺研究较少，在钼矿浮选的工业化应用中还有待更进一步的研究。本文用煤油和一种新型中性油捕收剂复配出一种复合烃油，以增强对各个粒级辉钼矿的浮选回收效果。通过单矿物浮选试验、实际矿浮选试验、接触角测试、
13、红外光谱分析、扫描电镜能谱分析等方法，研究了单一捕收剂(煤油)和复配捕收剂(复合烃油)对不同粒级辉钼矿浮选行为的影响及作用机理，以及复合烃油在实际矿浮选中的应用效果。1实验1.1材料与试剂辉钼矿来自江西某矿山，化学分析结果表明该辉钼矿的纯度为95%，达到了单矿物的试验要求。原矿经破碎、手选、磨矿、筛分后，得到180+74 m、74+38 m和38 m三种不同粒级的产品，并在真空中保存。试验所用煤油、中性油、2#油等药剂均为工业级，pH调整剂为氢氧化钠和盐酸，试验用水为去离子水。1.2浮选试验单矿物浮选在XFG挂槽浮选机上进行，浮选槽容量为40 mL，转速为1650 r/min。每次试验称取2.
14、0 g辉钼矿，先用超声波清洗矿物表面，然后用去离子水冲洗干净，再移至浮选槽中，并加水至40 mL；矿浆搅拌均匀后，调节pH值，加入捕收剂搅拌3 min，再加入起泡剂搅拌2 min，接着充气30 s，最后刮泡3 min。浮选结束后，将泡沫产品和槽内产品分别过滤、烘干、称取质量，计算回收率。每个试验条件重复三次，取平均值。实际矿浮选在XFD单槽浮选机上进行，转速为1650 r/min，磨矿细度试验的浮选槽容量为8 L，开路试验的浮选槽容量为8、1.5、1和0.5 L。每次试验称取1 kg矿样至球磨机，然后再加入500 mL选矿回水，再用2 mm的筛子对矿浆进行筛分，最后取三次磨好的矿浆倒入浮选机中
15、进行浮选作业。浮选结束后，将所得产品分别过滤、烘干、称取质量、制样和化验，计算浮选指标。1.3接触角测试本次试验用JY-82C型量角仪测量辉钼矿表面的接触角，称取2.0 g不同粒级的辉钼矿，先用超声波清洗矿物表面，再用去离子水冲洗干净，然后将矿样与40 mL去离子水加入浮选槽中搅拌均匀，在自然pH值(78)下，加入捕收剂搅拌20 min，再将得到的样品过滤，真空干燥24 h，接着取干燥后的样品进行压片，压片压力为 50 MPa，保压时间为 5 min，最后进行接触角测量，每个试验条件测量三次，取平均值。1.4红外光谱(FTIR)测试本 次 试 验 用 Nicolet iS50(Thermo F
16、isher Scientific)进行FTIR光谱测量，称取2.0 g不同粒级的辉钼矿，先用超声波清洗矿物表面，再用去离子水冲洗三次，然后将矿样与40 mL去离子水加入浮选槽中搅拌均匀，在自然pH值(78)时，加入捕收剂搅拌20 min，再将得到的样品过滤，真空干燥24 h，然后将样品研磨至2 m以下，最后在20 下进行测量，漫反射扫描次数为30次，测量分辨率为2 cm1。1.5扫描电镜能谱(SEM-EDS)测试本次试验用的扫描电镜能谱仪为日本Jeol公司生产的JSM5600LV型，主要用于样品微区形貌、成分和结构分析18，且能谱仪能利用不同元素激发的特征X射线能量的不同，对元素进行定性和定量分析19，可研究药剂作用后不同粒级辉钼矿表面Mo、S、O、C的相对含量。称取2.0 g不同粒级的辉钼矿，先用超声波清洗矿物表面，再用去离子水冲洗三次，然后将矿样与40 mL去离子水加入浮选槽中搅拌均匀，在自然pH值(78)时，加入捕收剂搅拌20 min，再将得到的样品过滤，真空干燥24 h，最后将干燥后的样品均匀地撒在样品台的导电胶带上进行测试。913中国有色金属学报2023 年 3 月2结果与讨
