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铝土矿反浮选脱硅有诸多的优势,矿泥的脱除对反浮选脱硅工艺尤为重要。本论文根据铝土矿高效分散-选择性脱泥的技术原理,通过沉降试验、x射线衍射、溶液化学计算和动电位测定等方法,系统研究了各类分散剂及金属离子对水硬铝石、高岭石、伊利石和叶蜡石四种铝硅矿物分散性的影响,并对分散过程的机理进行了探讨。
试验研究结果表明:四种铝硅矿物在强酸性条件下,聚集而不易分散;在碱性条件下,基本分散稳定。碳酸钠、六偏磷酸钠及二者的组合药剂可以作为铝硅矿物的高效分散剂。在自然pH条件下,碳酸钠用量为10mg/L、六偏磷酸钠为2mg/L、组合分散剂用量为5mg/L时,四种铝硅矿物呈良好的分散状态。有机药剂未体现出较无机药剂明显的优势。金属阳离子Ca2+, Mg2+, Fe3+, Al3+, Fe3+对不同分散剂体系下四种铝硅矿物分散性的影响结果表明:铝硅矿物分散行为受阳离子价数影响较大,随着阳离子浓度的增加,铝硅矿物的分散性变差,而受离子种类的影响则不是特别明显。不同分散剂体系下,三价阳离子较二价阳离子的影响大。实际矿石试验结果表明:碳酸钠的分散效果要优于六偏磷酸钠。实验室小型试验获得矿泥产率为11.21,铝硅比为1.49的良好指标。扩大连选试验获得矿泥产率为9.80,铝硅比为1.69的较好指标。工业试验获得矿泥产率为10.30,铝硅比2.15的指标,为后续反浮选工艺创造了良好的条件。机理研究结果表明:在pH调整剂和碳酸钠分散剂体系下,符合DLVO理论模型,六偏磷酸钠分散剂体系下符合扩展DLVO理论模型.不同pH条件下四种铝硅矿物的分散机理为:通过pH调整剂来调节矿物的表面电性,即减小或增大矿物表面电位的绝对值,以降低或提高矿物颗粒间的静电作用能,从而控制体系的凝聚和分散。碳酸钠的添加,增加了铝硅矿物表面ζ电位的绝对值,增大了矿物颗粒之间的静电斥力,从而增强了铝硅矿物的分散性能。六偏磷酸钠对四种铝硅矿物分散机理包括:①增大铝硅矿物颗粒表面电位的绝对值,即提高颗粒间静电排斥作用;②六偏磷酸钠吸附于铝硅矿物表面,加剧颗粒之间的空间位阻效应,使颗粒间产生强位阻排斥力;③还可能增强矿粒的亲水性而提高矿粒间水化作用能。Ca2+对高效分散剂体系下四种铝硅矿物的影响机理:Ca2+加入两种分散体系,消耗了体系中的碳酸根和六偏磷酸钠,降低了矿物颗粒表面电位的绝对值,减小了颗粒间静电排斥作用能。A13+的加入,两种体系的ζ电位值由负值增加到正值,可能是A13+水解产生的经基化合物在矿物表面吸附所致.