钛精矿浮选原理

钛精矿浮选原理

原创邹建新等

在原理上，矿物表面物理化学性质——疏水性差异是矿物浮选基础，表面疏水性不同的颗粒其润湿性不同。通过适当的途径改变或强化矿浆中目的矿物与非目的矿物之间表面疏水性差异，以气泡作为分选、分离载体的分选过程即浮选。浮选过程见图4.1.3。

图4.1.3 浮选过程

对于上浮的固体颗粒，其表面一定是疏水的，即仅为部分水润湿。接触角是反映矿物表面亲水性与疏水性强弱程度的一个物理量。成为衡量润湿程度的尺度，它既能反映矿物的表面性质,又可作为评定矿物可浮性的一种指标。

将一水滴滴于干燥的矿物表面上，或者将一气泡引入浸在水中的矿物表面上，就会发现不同矿物的表面被水润湿的情况不同。在一些矿物(如石英、长石、方解石等)表面上水滴很易铺开，或气泡较难干在其表面上扩展；而在另一些矿物(如石墨、辉铜矿等)表面则相反。图4.1.4所示的这些矿物表面的亲水性由右至左逐渐增强，面疏水性由左至右逐渐增强。

图 4.1.4 矿物表面润湿现象

固-液-气三相界面张力平衡时见图4.1.5，其平衡状态方程（Young方程）为：

cosθ =(γSA-γSW)/γWA

γSA、γSW和γWA分别为固—气、固—液和液—气界面自由能。由上式可知：当90o <θ<180o时，γSA <γSW，称为疏水性；0o<θ<90o时,为亲水性；θ=90o时为分界线。

图4.1.5 泡沫与颗粒之间存在一个平衡系接触角

浮选是根据矿物表面物理化学性质的差异进行分选的过程。通过添加药剂、调节矿浆pH值和氧化还原电位，可以改变矿物的可浮性，从而达到不同矿物的有效分离。在钛铁矿选矿中，浮选主要用在原生矿分选出硫化物矿物，这一过程既是降低钛矿含硫量，也是综合回收某些贵金属的方法，浮选也是回收微细粒级矿较为有效的方法。

——《钒钛产品生产工艺与设备》，北京：化工出版社，2014.01

【钒钛资源综合利用四川省重点实验室（攀枝花学院）邹建新等】