以滑石、蛇纹石为主的镁硅酸盐矿物在浮选过程中与硫化矿物的复杂聚集行为和交互作用严重影响了硫化铜镍矿精矿的品质。本文采用多种现代测试技术,结合试验研究和理论分析,对人工混合镍矿体系中矿物颗粒间相互聚集关系、药剂对矿物表面性质的调控及其机理进行了研究。基于以上研究,提出分离镍硫化矿与混合镁硅酸盐矿物的关键应是首先消除颗粒间的异相凝聚,再同步抑制易浮脉石矿物。主要研究内容和创新成果如下: (1)多种镁硅酸盐矿物和硫化矿物共存时的团聚关系及浮选分离行为。 在镁硅酸盐矿物中,滑石具有很高的可浮性,蛇纹石的可浮性较弱,而橄榄石则不具可浮性。在两相混合矿中,蛇纹石会抑制滑石的浮选;橄榄石不会影响滑石的浮选;橄榄石和蛇纹石均不具有明显的可浮性,但二者之间同样存在交互作用;橄榄石对黄铜矿的浮选没有影响;滑石和蛇纹石则会影响黄铜矿的浮选。蛇纹石对黄铜矿的抑制作用受橄榄石或滑石的影响,其中橄榄石和滑石的加入可有效减弱蛇纹石对黄铜矿的抑制作用。橄榄石不对滑石和黄铜矿混合矿产生影响,滑石因自身可浮性而混入精矿中,导致黄铜矿精矿品位降低。 (2)药剂调控下硫化矿物与多种镁硅酸盐矿物的浮选分离。 通过六偏磷酸钠的分散作用,有效改善了黄铜矿与镁硅酸盐矿物之间复杂的团聚与交互行为,结合抑制剂对镁硅酸盐矿物的同步抑制作用,最终实现了硫化矿物与多种镁硅酸盐矿物的浮选分离。具体来说,六偏磷酸钠与刺槐豆胶(20mg/L)的组合使精矿产率为46.55%,铜品位提升至30.55%,回收率为82.29%;六偏磷酸钠与黄蓍树胶(25 mg/L)的组合使精矿产率降低至46.33%,而且铜品位达到31.75%,回收率也较高(85.11%),体现出较好的脉石抑制与黄铜矿选择性;六偏磷酸钠与普鲁兰多糖(25 mg/L)的组合效果与黄蓍树胶相似,精矿产率为45.87%,铜品位31.35%,回收率83.20%;而六偏磷酸钠与木质素磺酸钠(50 mg/L)的组合则虽使精矿产率上升至57.25%,但铜品位下降到25.44%,回收率为84.31%,说明该组合对脉石的抑制不够充分,导致有用矿物被稀释。 (3)药剂调控下硫化矿物与多种镁硅酸盐矿物的浮选分离机理。 综合接触角分析试验、Zeta电位测试、红外光谱分析试验、XPS光谱分析试验结果,对矿物与药剂相互作用的关系进行了研究。接触角分析试验表明,药剂对滑石表面接触角影响最大,橄榄石和蛇纹石因表面接触角较小相对受影响偏弱;Zeta电位测试表明,药剂通过偏移蛇纹石表面电位减弱从而消除异相凝聚,并使滑石和橄榄石表面电位稳定。红外光谱分析和XPS分析则验证了矿物与药剂相互作用的关系,Mg²⁺发生了弱配位作用,氢键为主要作用力。