碳酸锰矿主要矿物成分为菱锰矿和钙镁碳酸盐等,它们具有相似的晶体结构和表面性质,矿物浮游性质相近。相似碳酸盐矿物分离已成为了碳酸锰矿浮选分离的难点。本论文通过较为系统的研究菱锰矿、菱镁矿和方解石的晶体结构、表面特性和浮选行为,总结三者之间的联系,为解决碳酸锰矿浮选分离难点提供基础理论。本论文主要研究结果如下:三种矿物的晶体结构和表面性质相似,因成键的金属阳离子半径不同,使矿物晶体结构化学键和结构参数存在差异。矿物生成新的解理面主要沿键强较弱的M-O离子键断裂方向,新生成的矿物表面上存在不同量的M、C和O元素。这些微小的差异决定了矿物表面特性(表面电性、金属原子相对浓度和溶解度等)差异性。通过晶体结构和表面性质微小的差异,预测通过添加特定药剂或采用其他手段,改变矿物的表面性质,有望增大菱锰矿与钙镁碳酸盐的可浮性差异。单矿物浮选体系下,四种捕收剂几乎无选择性;而加入抑制剂之后,矿物浮选行为差异变大,六偏磷酸钠、木质素磺酸钠和糊精对菱锰矿、菱镁矿和方解石的选择抑制性好,柠檬酸、CMC、羟丙基淀粉醚和果胶对方解石的抑制作用很强,但也会抑制菱锰矿或菱镁矿,水玻璃和栲胶的选择抑制作用则相对很差;金属阳离子对矿物浮选行为改变表现出相似的规律。油酸钠以化学吸附于菱锰矿表面,而十二胺主要为物理吸附;(NaPO₃)₆能与方解石表面的Ca²⁺离子形成水溶性螯合物,减少矿物表面的活性质点;木质素磺酸钠会螯合菱锰矿表面的Mn²⁺离子,络合成稳定的螯合物;推测糊精会化学吸附于菱锰矿羟基化表面膜上,而糊精自身的亲水基团在矿物表面形成亲水膜;溶液中金属离子会改变矿物表面电性,会与油酸根形成金属盐沉淀,可能形成氢氧化物或碳酸盐等吸附于矿物表面,从而改变矿物浮选行为。