为实现钨资源高效利用与矿泥综合开发,研究微细粒白钨矿分离回收技术意义重大。本论文聚焦微纳米气泡及有机抑制剂协同强化微细白钨矿浮选分离,研究成果为细粒矿物高效浮选分离提供新思路。 在基础研究阶段,论文首先探究水力空化装置产生的微纳米气泡基本性质。研究发现,在矿浆pH为9,油酸钠浓度1.2×10^-4mol/L,蠕动泵转速250rpm,空化时间3min及外加充气的条件下,这些微纳米气泡具有良好的稳定性,能在溶液中存在1h以上,平均尺寸在200~500nm之间。 在浮选试验阶段,研究证实引入微纳米气泡可有效提升微细粒矿物回收率。白钨矿回收率从74.8%提升至85.8%,荷电微纳米气泡体系下更是高达87.2%,增加12.4个百分点,而方解石回收率仅提高4.5个百分点。EDLVO理论计算表明,相较于常规气泡,微纳米气泡更易粘附于微细颗粒表面,且矿浆环境、浮选及空化参数均显著影响浮选行为。进一步研究多糖类有机抑制剂在微纳米气泡体系中的作用,结果显示羧化壳聚糖与阿拉伯胶的选择性抑制效果优于亚麻籽胶。人工混合矿试验表明,荷电微纳米气泡体系添加阿拉伯胶后,可获得WO₃品位59.58%、回收率75.29%的白钨精矿,较常规气泡体系,品位和回收率分别提升2.8个百分点和9.1个百分点,实现白钨矿与方解石高效分离。 在机理研究层面,通过吸附试验、接触角测试、PBM气泡监测、Zeta电位测试、红外光谱分析,XPS分析等多种检测手段,揭示了协同强化浮选分离的内在机制。荷电微纳米气泡能够促进油酸钠在白钨矿表面吸附,增强矿物疏水性,促使细颗粒聚团,增大颗粒粒径,利于浮选回收。阿拉伯胶在方解石和白钨矿表面的吸附行为差异显著:其在方解石表面吸附量远超白钨矿,改变矿物与气泡表面电性,促使荷电微纳米气泡选择性吸附于白钨矿;阿拉伯胶使方解石表面亲水化,却对白钨矿润湿性影响甚微;且阿拉伯胶与方解石通过化学吸附螯合钙活性位点,与白钨矿则主要以氢键作用结合。 基于上述研究,论文提出“选择性抑制-微纳米气泡-浮选分离”技术路线:预先添加阿拉伯胶等抑制剂,扩大微细粒白钨矿与方解石的疏水性差异,再引入荷电微纳米气泡促进白钨矿颗粒聚团与浮选,从而强化微细颗粒间的浮选分离效果。