电化学改性对钙离子活化白云母能力的影响机理

李亮, 王宇斌, 林星彤, 王雯雯, 文堪. 电化学改性对钙离子活化白云母能力的影响机理[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(4): 107-113. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.04.013
引用本文: 李亮, 王宇斌, 林星彤, 王雯雯, 文堪. 电化学改性对钙离子活化白云母能力的影响机理[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(4): 107-113. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.04.013
LI Liang, WANG Yubin, LIN Xingtong, WANG Wenwen, WEN Kan. Effect Mechanism of Electrochemical Modification on Calcium-activated Muscovite[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(4): 107-113. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.04.013
Citation: LI Liang, WANG Yubin, LIN Xingtong, WANG Wenwen, WEN Kan. Effect Mechanism of Electrochemical Modification on Calcium-activated Muscovite[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(4): 107-113. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.04.013

电化学改性对钙离子活化白云母能力的影响机理

  • 基金项目:
    陕西省科技厅重点研发项目(2018GY-088)
详细信息
    作者简介: 李亮(1995-), 男, 陕西榆林人, 硕士研究生, 主要从事矿物材料及资源综合利用研究, E-mail: liliang19951127@163.com
    通讯作者: 王宇斌(1972-), 男, 河南洛阳人, 博士, 教授, 博士生导师, 主要从事矿物材料及资源综合利用研究, E-mail: wywywyb@xauat.edu.cn
  • 中图分类号: TD923+.6

Effect Mechanism of Electrochemical Modification on Calcium-activated Muscovite

More Information
  • 为揭示电化学改性对钙离子活化白云母可浮性能力的影响机制,对CaCl2溶液进行电解改性并进行了白云母单矿物浮选试验。在此基础上,采用红外光谱、光电子能谱和Zeta电位等手段对白云母样品进行了表征。结果表明:与未改性相比,电化学改性后的Ca2+可使白云母的回收率由62.10%降低到49.00%,在一定程度上弱化Ca2+对白云母可浮性的活化能力。电化学改性弱化Ca2+活化白云母能力的机制在于:电化学改性能够促进Ca2+在溶液中的水解反应程度并生成Ca(OH)2微溶物。Ca(OH)2可消耗矿浆中的油酸,导致矿浆中的油酸和油酸根含量减少,也降低了白云母表面活性点Al与油酸根等离子的反应概率。此外,电化学改性后的Ca2+可使白云母表面Zeta电位负向增大,这不利于矿浆中油酸根离子在白云母表面局部正电区的物理吸附,最终弱化了Ca2+对白云母可浮性的活化作用。研究对提高含白云母类非金属矿物的分选效果有一定的借鉴意义。

  • 加载中
  • 图 1  白云母样品的XRD图谱

    Figure 1. 

    图 2  白云母的单矿物浮选试验流程图

    Figure 2. 

    图 3  电化学改性与Ca2+活化白云母能力的关系图

    Figure 3. 

    图 4  Ca2+成分与溶液pH值的分布系数图

    Figure 4. 

    图 5  电化学改性对CaCl2溶液性质的影响

    Figure 5. 

    图 6  电化学改性Ca2+对白云母表面Zeta电位的影响

    Figure 6. 

    图 7  不同样品的红外光谱及其羟基分峰拟合图

    Figure 7. 

    图 8  白云母样品的XPS全谱图

    Figure 8. 

    图 9  Al2p的分峰拟合图

    Figure 9. 

    表 1  白云母样品的化学多元素分析结果

    Table 1.  Results of chemical multi-elements analysis of muscovite samples

    化学成分 Al2O3 K2O SiO2 Fe2O3 Na2O 烧失量
    成分含量/% 32.50 10.62 48.16 2.62 0.72 5.38
    下载: 导出CSV

    表 2  不同白云母样品的羟基分峰结果

    Table 2.  Hydroxyl peak separation results of different muscovite samples

    电化学改时间/min 亲水性基团 疏水性基团
    归属 波数/cm-1 面积相对比例/% 归属 波数/cm-1 面积相对比例/%
    0 Si-OH 3 629 39.90 油酸根中的羟基 3 450 53.93
    Ca-OH 3 662 3.87 油酸分子中羟基 3 218 2.30
    5 Si-OH 3 628 42.74 油酸根中的羟基 3 453 48.69
    Ca-OH 3 662 5.23 油酸分子中羟基 3 227 3.34
    10 Si-OH 3 628 43.94 油酸根中的羟基 3 447 47.19
    Ca-OH 3 661 4.40 油酸分子中羟基 3 232 4.47
    下载: 导出CSV

    表 3  白云母样品表面元素的相对含量

    Table 3.  Relative content of surface elements in muscovite samples

    电化学改性时间/min C/% Ca/% Al/% Si/%
    0 23.68 0.30 11.44 17.11
    5 3.36 0.22 15.02 21.31
    15 2.63 0.07 13.63 19.51
    下载: 导出CSV

    表 4  Al2p的价键及其分布

    Table 4.  Valence Bond and Distribution of Al2p

    电化学改性时间/min 总峰面积 Al-O面积 Al-OH面积 Al-OOCR面积 Al-O含量/% Al-OH含量/% Al-OOCR含量/%
    0 3 966.25 991.63 1 101.90 1 872.99 25.00 27.78 47.22
    5 6 578.16 835.41 4 547.64 1 195.11 12.70 69.13 18.17
    15 5 694.78 941.00 4 005.09 748.69 16.52 70.33 13.15
    下载: 导出CSV
  • [1]

    OCTOBER L. L, MANONO M. S, WIESE J. G, et al. Fundamental and flotation techniques assessing the effect of water quality on bubble-particle attachment of chalcopyrite and galena[J]. Minerals Engineering, 2021, 167(1): 106880. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0892687521001096

    [2]

    李明阳, 胡义明, 皇甫明柱, 等. 金属离子对硅酸盐矿物浮选行为影响的研究进展[J]. 矿产保护与利用, 2018(3): 61-66. http://kcbh.cbpt.cnki.net/WKD/WebPublication/paperDigest.aspx?paperID=4fa81b98-9338-4bff-a397-6a4b8fb9abd1

    [3]

    高跃升, 高志勇, 孙伟. 金属离子对矿物浮选行为的影响及机理研究进展[J]. 中国有色金属学报, 2017, 27(4): 859-868. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZYXZ201704024.htm

    [4]

    张尊干, 李衍方, 倪琳, 等. 高岭土与石英浮选分离研究[J]. 化工矿物与加工, 2018, 47(8): 13-17. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HGKJ201808004.htm

    [5]

    程宏伟, 刘长淼, 董栋, 等. 油酸钠与十二胺作用下黑云母的浮选行为及作用机理研究[J]. 金属矿山, 2017(1): 99-103. doi: 10.3969/j.issn.1001-1250.2017.01.022

    [6]

    邹志雄, 罗惠华, 汤家焰. 常见金属离子对白云母和石英浮选特性的影响[J]. 矿产保护与利用, 2018(1): 66-71. http://kcbh.cbpt.cnki.net/WKD/WebPublication/paperDigest.aspx?paperID=09e4dec5-578b-49a7-80f7-2d0e57ad3bdc

    [7]

    从金瑶, 王维清, 林一明, 等. 油酸钠体系下钙离子活化石英浮选机理研究[J]. 非金属矿, 2018, 41(6): 77-79. doi: 10.3969/j.issn.1000-8098.2018.06.024

    [8]

    贾木欣, 孙传尧. 几种硅酸盐矿物对金属离子吸附特性的研究[J]. 矿冶, 2001(3): 25-30. doi: 10.3969/j.issn.1005-7854.2001.03.006

    [9]

    方帅, 徐龙华, 巫侯琴, 等. 层状硅酸盐矿物晶体各向异性及其与浮选关系研究进展[J]. 现代矿业, 2018, 34(5): 46-53. doi: 10.3969/j.issn.1674-6082.2018.05.011

    [10]

    王宇斌, 文堪, 张鲁, 等. Ca2+与白云母作用机理的XPS分析[J]. 矿物学报, 2018, 38(4): 462-468. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KWXB201804013.htm

    [11]

    LIU WJ, ZHANG SQ, WANG WQ, et al. The effects of Ca(Ⅱ) and Mg(Ⅱ) ions on the flotation of spodumene using NaOL[J]. Minerals Engineering, 2015, 79: 40-46. doi: 10.1016/j.mineng.2015.05.008

    [12]

    王荣生, 徐晓军, 张文彬. 通电电化学浮选研究发展现状[J]. 昆明理工大学学报, 1997, 22(2): 27-31. http://qikan.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=2655039

    [13]

    王宇斌, 文堪, 王森, 等. 电化学预处理对油酸钠性质及捕收性能影响[J]. 非金属矿, 2018, 41(4): 4-6. doi: 10.3969/j.issn.1000-8098.2018.04.002

    [14]

    王宇斌, 王妍, 文堪, 等. 电化学预处理提高柠檬酸对白云母可浮性的抑制效果[J]. 矿产保护与利用, 2020, 40(2): 36-42. http://kcbh.cbpt.cnki.net/WKD/WebPublication/paperDigest.aspx?paperID=b0fd87bd-e326-473e-8ea3-f17ecb12bead

    [15]

    WANG YB, WANG Y, XIAO W. et al. Effect of Cu2+ on the activation to muscovite using electrochemical pretreatment[J]. Minerals, 2020, 10(3): 206. doi: 10.3390/min10030206

    [16]

    王鑫, 王宇斌, 王妍, 等. 电化学预处理对Pb2+活化白云母可浮性的调控机理[J]. 有色金属(选矿部分), 2021(3): 135-142. doi: 10.3969/j.issn.1671-9492.2021.03.024

    [17]

    彭祥玉, 王宇斌, 张小波, 等. 油酸钠体系下Mg2+对白云母的活化机理研究[J]. 硅酸盐通报, 2017, 36(1): 401-407. https://wenku.baidu.com/view/1538caa359f5f61fb7360b4c2e3f5727a4e92467?fr=xueshu

    [18]

    WANG L, HU YH, SUN W, et al. Molecular dynamics simulation study of the interaction of mixed cationic/anionic surfactants with muscovite[J]. Applied Surface Science, 2015, 327: 364-370. doi: 10.1016/j.apsusc.2014.11.160

  • 加载中

(9)

(4)

计量
  • 文章访问数:  1626
  • PDF下载数:  76
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2021-06-18
刊出日期:  2021-08-25

目录