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《一水硬铝石型铝土矿铝硅浮选分离的溶液化学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第11卷第1期中国有色金属学报2001年2月Vol.11No.1TheChineseJournalofNonferrousMetalsFeb.2001[文章编号]1004-0609(2001)01-0125-06一水硬铝石型铝土矿铝硅浮选分离的溶液化学胡岳华,蒋昊,邱冠周,王淀佐(中南大学矿物工程系,长沙410083)[摘要]分析了我国铝土矿中一水硬铝石和铝硅酸盐脉石矿物的晶体结构与表面性质。一水硬铝石与铝硅酸盐脉石矿物晶体结构的差异、表面断裂的AlO和SiO
2、键及表面离子活性区的差别,可影响矿物表面的润湿性与可浮性,类质同象及各种晶格杂质离子也将影响浮选剂与矿物表面的相互作用和矿物可磨性。提出了正浮选、反浮选铝硅分离的技术原型,用溶液化学计算研究了其基本原理。结果表明:通过溶液化学计算可确定阴离子捕收剂正浮选脱硅时捕收剂,分散剂和pH三者之间的匹配关系;矿物的PZC与捕收剂的pKa值是阳离子捕收剂反浮选的主要控制参数;阴离子捕收剂反浮选时,铅盐和钙盐是浮选铝硅酸盐较理想的活化剂。[关键词]正浮选;反浮选;溶液化学;铝土矿[中图分类号]TD923;TD952
3、[文献标识码]A1铝土矿中矿物晶体结构与可浮性体配位的阳离子层夹在两个相同[(SiAl)O4]四面体网层之间组成。伊利石在相邻的两结构单元层之间我国铝土矿中主要的矿物组成有一水硬铝石、的阳离子数目小于1,而且有水分子存在,是水化+高岭石、伊利石、叶蜡石,这些矿物的化学式及基了的层状结构矿物,层间的阳离子通常为K,有+2+4+3+时为Na,Ca,用以补偿四面体中Si被Al置本物化性质见表1。利用这些矿物之间晶体结构、表面性质的差异,并通过浮选药剂与浮选化学环境换所引起的正电荷亏损,并将相邻的结构单元层连改变,来进一
4、步扩大各矿物之间表面润湿性与可浮结起来,层间为较弱的离子键。矿物破碎磨细时,沿层间断裂,表面亲水性较好,可浮性差。性的差别,有可能实现这些矿物之间的选择性浮选分离。1.2晶格杂质对矿物表面性质的影响1.1晶体结构与润湿性类质同象取代是(铝)硅酸盐矿物普遍存在的一3+个现象。因铝离子大小(Al,r+=0.050nm)与硅高岭石、叶蜡石均是层状硅酸盐矿物。但高岭4+石是双层型硅酸盐矿物,由硅氧四面体层与氢氧化离子(Si,r+=0.041nm)相近,在铝硅酸盐矿物3+4+铝八面体层交替组成单元层,单元层与单元层之中,Al
5、常常替代Si,造成荷电不均匀,需要其++2+2+2+间,是由一个层片中的一个氢氧根离子与下一单元它阳离子(如Na,K,Ca,Mg,Fe等)来层的硅氧四面体的氧通过氢键结合在一起。矿物破补偿电荷平衡,造成铝硅酸盐矿物晶格中常含这些碎磨细时,高岭石表面暴露断裂的氢键,棱角暴露杂质离子。例如,在叶蜡石硅氧四面体内,如果3+4+SiO和AlO键,表面亲水性强,可浮性差。Al替代Si,那么SiO/AlOH/SiO夹心层叶蜡石是三层型层状硅酸盐矿物,由硅氧四面变成Si(Al)O/AlOH/Si(Al)O,单元层与层
6、体/氢氧化铝八面体/硅氧四面体SiO/AlOH/之间就不再是电中性的,相邻单元层必须靠阳离子SiO交替形成单元层。单元层与层之间由较弱的键合在一起起电中和作用。当矿物破碎磨细时,补范德华力连结在一起,矿物破碎磨细时,沿层间断偿表面电荷的阳离子迅速溶解,使表面荷负电,极裂,表面残余键以范德华力为主,表面疏水性较性增大,亲水性增大。另一方面,这些晶格杂质离好,可浮性较好。子如果残留在矿物表面,又会成为表面阳离子活性伊利石为21型层状硅酸盐矿物,即由呈八面区,成为同各种浮选药剂作用的活性中心,对它们[基金项目]国家
7、973重点基础研究发展规划项目资助(G1999064901)[收稿日期]2000-05-10;[修订日期]2000-07-10[作者简介]胡岳华(1961-),男,教授,博士.126中国有色金属学报2001年2月表1铝土矿中主要矿物基本物化性质Table1PhysicochemicalpropertiesofmainmineralsinbauxiteMineralChemistryformulaAl2O3content/%RigidityCrystalstruc
8、tureGrindabilityPZCDiasporiteAl2O3H2O83.836.5~7.0ChainDifficult5.3[1]KaoliniteAl4[Si4O10](OH)838.742~3LayerEasy3.1[2]IlliteK2O3Al2O36SiO22H2O36.852~3LayerEasyPyro
