锂,地球上最轻的金属,作为重要的金属能源之一,是新能源汽车电池中不可或缺的原材料。锂云母作为锂提取的最主要原料之一,其高效浮选回收备受关注。我国的锂云母存在品质低、矿物组成复杂以及泥化严重等问题,尤其是锂云母与白云母、石英、钾长石等脉石矿物晶体结构相似,导致锂云母浮选精矿质量差、回收率低等问题,同时存在环境保护压力大、尾矿处理难度高。本文以锂云母、白云母、石英和钾长石为研究对象,通过单矿物、人工混合矿浮选实验研究,分别在OK-84捕收剂和十二胺体系中考察有机抑制剂对四种矿物的浮选行为影响,并通过DFT计算、接触角实验、红外光谱分析和Zeta电位测定等现代分析测试技术研究有机抑制剂在矿物表面的作用机理。本论文主要研究成果如下。 1.单矿物实验表明,以OK-84作为捕收剂的条件下,柠檬酸、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙及瓜尔胶在弱酸至中性环境中对锂云母的抑制作用较弱,而对白云母、石英和钾长石则表现出较强的抑制效果。研究表明,增加柠檬酸、木质素磺酸盐的用量可进一步扩大锂云母与脉石矿物之间可浮性差异。 2.以十二胺为捕收剂条件下,木质素磺酸盐对石英和钾长石表现出良好的抑制效果,而对锂云母与白云母的抑制作用较弱,表明木质素磺酸盐有利于锂云母与石英、钾长石的浮选分离。瓜尔胶在强碱性条件下对三种脉石矿物(石英、钾长石及白云母)具有优异的抑制效果,但其抑制效果不受用量增加的影响。柠檬酸、酒石酸两种有机酸抑制剂不仅对白云母、石英、钾长石表现较强的抑制作用,同时还在一定程度上促进了锂云母的浮选。 3.人工混合矿实验结果显示,在采用OK-84作为捕收剂时,柠檬酸、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙均对锂云母的浮选分离表现出良好的效果。其中,使用柠檬酸作为抑制剂时,所得精矿中的Li₂O品位最高,达到了3.07%,但其回收率相对较低,仅为66%。相比之下,当使用木质素磺酸钠作为抑制剂时,尽管精矿中Li₂O的品位略低,为2.89%,其回收率却显著提高至80%。表明在该体系下,木质素磺酸钠对锂云母与脉石矿物的浮选分离效果最佳。 4.DFT计算、接触角实验、红外光谱分析以及Zeta电位测定的研究表明,木质素磺酸钠在白云母、石英、钾长石表面吸附能力强于其在锂云母表面的吸附。此外,木质素磺酸钠通过化学吸附的方式能够增强脉石矿物表面亲水性,从而进一步扩大了与锂云母之间的可浮性差异。