白云鄂博选铁和选稀土尾矿中的萤石储量巨大,但其矿物组成复杂,连生体较多,导致在常规药剂油酸钠—水玻璃体系下,萤石浮选回收利用率较低。本文针对这一问题,通过纯矿物浮选试验研究了脂肪酸类捕收剂、羟肟酸类捕收剂和磷酸类捕收剂,无机抑制剂、有机大分子抑制剂和有机小分子抑制剂作用下,萤石与方解石、白云石、磷灰石三种含钙矿物的单矿物浮选和1:1人工混合矿浮选分离行为,通过实际矿浮选试验,对比了2ZHP—GA新药剂体系与脂肪酸常规药剂体系的浮选效果,优化了2ZHP—GA药剂体系的工艺参数,实现了白云鄂博尾矿萤石的高效分选。通过Zeta电位、红外光谱、X射线光电子能谱、吸附量和原子力显微镜测试,探明了2-乙基己基磷酸酯(2ZHP)和没食子酸(GA)对萤石和含钙矿物的选择性作用机理。具体研究结论如下: (1)纯矿物浮选试验结果表明,在脂肪酸类、羟肟酸类和磷酸类这三类捕收剂中,三类捕收剂对萤石的捕收能力都较好,萤石回收率均能达到75%以上。但捕收剂为2ZHP时,萤石与其他三种矿物的浮选差异最大。综合浮选效果与吸附特性,确定2ZHP为最佳捕收剂。在无机抑制剂、有机大分子抑制剂和有机小分子抑制剂这三类抑制剂中,水玻璃、六偏磷酸钠、可溶性淀粉和GA对除萤石外的其他三种含钙矿物的抑制能力都较好,CMC和柠檬酸对这四种矿物都抑制,且抑制能力较强。但在GA为抑制剂时,萤石与其他三种矿物的浮选差异最大。因此,人工混合矿浮选时,捕收剂为2ZHP,抑制剂为GA。此时,萤石的浮选回收率高,且与其他三种含钙矿物的分离效果较好。 (2)实际矿浮选试验结果表明,常规药剂体系油酸钠—水玻璃粗选效果较好,能达到较高的回收率,粗精矿中Ca F₂品位和作业回收率能达到46.33%和83.35%;新药剂体系2ZHP—GA精选效果较好,粗精矿回收率不高,但品位较高,粗精矿中Ca F₂品位和作业回收率能达到53.56%和77.88%。按工厂生产线的工艺流程进行一粗四精再磨再四精进行开路试验,采用常规药剂体系油酸钠—水玻璃可获得Ca F₂品位88.89%、回收率为30.16%的萤石精矿。将常规药剂和新药剂联合使用,前一粗四精采用常规药剂油酸钠—水玻璃体系,最佳药剂用量为,油酸钠用量:750g/t、500g/t、500g/t、250g/t、250g/t;水玻璃用量:1500g/t、120g/t、80g/t、80g/t、80g/t。再磨后的四精采用新药剂2ZHP—GA体系,最佳药剂用量为,2ZHP用量:200g/t、100g/t、100g/t;GA用量:20g/t、20g/t、20g/t、20g/t,可获得Ca F₂品位94.65%、回收率为29.04%的萤石精矿。将常规药剂与新药剂联合使用,能提高精矿品位5个百分点,且回收率基本不变。 (3)Zeta电位、红外光谱、X射线光电子能谱、吸附量和原子力显微镜分析结果表明,2ZHP和GA均可化学吸附在萤石、方解石、白云石和磷灰石表面,主要与矿物表面Ca活性位点相结合。由Ca-2ZHP中的Ca 2p谱和Ca-GA中的Ca 2p谱峰的面比率、药剂吸附量以及药剂作用前后矿物表面的粗糙度差值可知,2ZHP在萤石表面的吸附强度大于方解石、白云石和磷灰石。造成这一现象的原因在于萤石表面的Ca元素密度较方解石、白云石和磷灰石多,且药剂在矿物表面作用时存在空间位阻效应。