新型双极性捕收剂烷基羟肟酸磺酸对白钨矿的浮选性能及吸附机理研究

刘硕, 李方旭, 戴子林. 新型双极性捕收剂烷基羟肟酸磺酸对白钨矿的浮选性能及吸附机理研究[J]. 矿产保护与利用, 2023, 43(5): 11-18. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.05.002
引用本文: 刘硕, 李方旭, 戴子林. 新型双极性捕收剂烷基羟肟酸磺酸对白钨矿的浮选性能及吸附机理研究[J]. 矿产保护与利用, 2023, 43(5): 11-18. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.05.002
LIU Shuo, LI Fangxu, DAI Zilin. Floatation Performance and Adsorption Mechanism of A Novel Bipolar Collector Alkyl Hydroxamic Acid Sulfonate for Scheelite[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2023, 43(5): 11-18. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.05.002
Citation: LIU Shuo, LI Fangxu, DAI Zilin. Floatation Performance and Adsorption Mechanism of A Novel Bipolar Collector Alkyl Hydroxamic Acid Sulfonate for Scheelite[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2023, 43(5): 11-18. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.05.002

新型双极性捕收剂烷基羟肟酸磺酸对白钨矿的浮选性能及吸附机理研究

  • 基金项目: 岭南优势特色矿产资源高效利用与应用开发(0922280503);南岭钨锡钼铋资源综合开发与精深加工利用集成示范(0922221031);广东省科学院发展专项资金项目(2022GDASZH-2022010104,2023GDASZH-2023010104)
详细信息
    作者简介: 刘硕(1999—),硕士,主要从事矿物专用化学品分子设计与合成、矿产综合利用等研究
    通讯作者: 李方旭(1985—),博士,高级工程师,主要从事矿物专用化学品分子设计与合成、矿产综合利用等研究。
  • 中图分类号: TD923+.13;TD954

Floatation Performance and Adsorption Mechanism of A Novel Bipolar Collector Alkyl Hydroxamic Acid Sulfonate for Scheelite

More Information
  • 以廉价且广泛应用的脂肪酸甲酯磺酸钠和盐酸羟胺为原料,合成了新型捕收剂−烷基羟肟酸磺酸(MES)。通过单矿物和实际矿浮选试验、傅立叶红外光谱(FTIR)、接触角测试、Zeta电位和X射线光电子能谱(XPS)分析研究了其浮选性能和吸附机理。单矿物浮选试验结果表明,与油酸相比,MES对白钨矿的选择性优于方解石和萤石,在pH=10.0和药剂用量为30 mg/L时,白钨矿、方解石、萤石回收率分别为85.9%,62.8%和53.5%。实际矿石浮选试验结果表明,对于给矿品位为0.27%的白钨矿,MES所得钨精矿品位高于油酸;在矿浆pH=10.0,水玻璃用量为1000 g/t、MES用量为720 g/t的浮选条件时,钨精矿的品位为1.40%和回收率为78.89%。接触角试验结果显示,随着MES用量增大,白钨矿的接触角变大,与单矿物浮选浓度实验表现一致。Zeta电位与FTIR分析结果显示,与MES作用后,白钨矿的电负性增加,矿物表面出现了MES中的CH3、−CH2、O=C−NH和O=S=O基的红外特征峰;这表明MES已牢固得吸附在白钨矿表面。此外,XPS分析结果表明MES通过−CONHOH和−SO3H与白钨矿表面的Ca、W原子发生化学反应形成Ca和W−MES络合物。

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  • 图 1  白钨矿、方解石和萤石单矿物XRD图谱

    Figure 1. 

    图 2  新型双极性白钨矿捕收剂合成路线

    Figure 2. 

    图 3  新型双极性白钨矿捕收剂红外光谱图

    Figure 3. 

    图 4  不同pH值对浮选回收率的影响

    Figure 4. 

    图 5  不同药剂浓度对浮选回收率的影响

    Figure 5. 

    图 6  不同MES用量对白钨矿接触角的影响

    Figure 6. 

    图 7  MES作用前后对白钨矿Zeta电位的影响

    Figure 7. 

    图 8  MES作用白钨矿前后的FTIR图

    Figure 8. 

    图 9  MES作用白钨矿前后的XPS图

    Figure 9. 

    表 1  MES作用实际白钨矿浮选数据

    Table 1.  Flotation results of actual scheelite with MES

    药剂名称产品产率/%WO3品位/%回收率/%
    MES钨精矿14.981.4078.89
    尾矿85.020.06621.11
    给矿100.000.266100.00
    油酸钨精矿17.101.2880.76
    尾矿82.900.06219.24
    给矿100.000.271100.00
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  • [1]

    孙伟, 卫召, 韩海生, 等. 钨矿浮选化学及其实践[J]. 金属矿山, 2021(1): 24−41.

    SUN W, WEI Z, HAN H S, et al. Flotation chemistry of tungsten ore and its practice[J]. Metal Mine, 2021(1): 24−41.

    [2]

    WANG X, QIN W Q, JIAO F, et al. Review of tungsten resource reserves, tungsten concentrate production and tungsten beneficiation technology in China[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2022, 32(7): 2318−2338.

    [3]

    夏庆霖, 汪新庆, 刘壮壮, 等. 中国钨矿成矿地质特征与资源潜力分析[J]. 地学前缘, 2018, 25(3): 50−58.

    XIA Q L, WANG X Q, LIU Z Z, et al. Analysis of metallogenic geological characteristics and resource potential of tungsten deposits in China[J]. Earth Science Frontiers, 2018, 25(3): 50−58.

    [4]

    蔡改贫, 吴叶彬, 陈少平. 世界钨矿资源浅析[J]. 世界有色金属, 2009(4): 62−65.

    CAI G P, WU Y B, CHEN S P. Analysis on world tungsten resources[J]. World Nonferrous Metals, 2009(4): 62−65.

    [5]

    艾光华, 徐晓衣, 邬海滨, 等. 江西某低品位白钨矿选矿试验研究[J]. 有色金属工程, 2017, 7(1): 44−48+81.

    AI G H, XU X Y, WU H B, et al. Beneficiation test of a low−grade scheelite in Jiangxi[J]. Nonferrous Metals Engineering, 2017, 7(1): 44−48+81.

    [6]

    郭亮明. 白钨矿浮选731捕收剂低温乳化试验研究[J]. 金属矿山, 2002(7): 26−28.

    GUO L M. Experimental study on low−temperature emulsification of scheelite flotation 731 collector[J]. Metal Mine, 2002(7): 26−28.

    [7]

    李淑菲, 李强. 白钨矿浮选研究现状[J]. 矿产综合利用, 2017, 32(1): 47−50.

    XIAO W G. Roughing test study on recovery of low−grade scheelite from sulfur tailings[J]. China Tungsten Industry, 2017, 32(1): 47−50.

    [8]

    彭会清, 焦文亚, 吴迪. 提高某白钨矿石浮选指标试验[J]. 金属矿山, 2017(9): 106−110.

    PENG H Q, JIAO W Y, WU D. Test on improving flotation index of a scheelite ore[J]. Metal Mine, 2017(9): 106−110.

    [9]

    NATHALIE KUPKA, MARTIN RUDOLPH. Froth flotation of scheelite – A review[J]. International Journal of Mining Science and Technology, 2018, 28(3): 373−384. doi: 10.1016/j.ijmst.2017.12.001

    [10]

    卫召, 孙伟, 韩海生, 等. 钨矿浮选工艺进展与实践[J]. 金属矿山, 2021(6): 60−72.

    WEI Z, SUN W, HAN H S, et al. Progress and practice of tungsten flotation Process[J]. Metal Mine, 2021(6): 60−72.

    [11]

    高莉, 罗仙平, 许鸿国, 等. 白钨矿捕收剂研究现状及展望[J]. 中国矿业, 2014, 23(9): 121−124.

    GAO L, LUO X P, XU H G, et al. Research status and prospect of scheelite collector[J]. China Mining Industry, 2014, 23(9): 121−124.

    [12]

    李天光, 邱显扬, 周晓彤. 白钨矿浮选药剂研究现状[J]. 材料研究与应用, 2018, 12(1): 8−12.

    LI T G, QIU X Y, ZHOU X T. Research status of scheelite flotation reagents[J]. Materials Research and Application, 2018, 12(1): 8−12.

    [13]

    张庆鹏, 刘润清, 曹学锋, 等. 脂肪酸类白钨矿捕收剂的结构性能关系研究[J]. 有色金属科学与工程, 2013, 4(5): 85−90.

    ZHANG Q P, LIU R Q, CAO X F, et al. Study on the relationship between structure and properties of fatty acid scheelite collectors[J]. Nonferrous Metals Science and Engineering, 2013, 4(5): 85−90.

    [14]

    王建军, 卫召, 韩海生, 等. 钨矿浮选药剂设计与组装[J]. 金属矿山, 2021(6): 26−43.

    WANG J J, WEI Z HAN H S. Design and Assembly of flotation reagent for tungsten ore[J]. Metal Mine, 2021(6): 26−43.

    [15]

    QI J, ZHAO G, LIU S, et al. Strengthening flotation enrichment of Pb(Ⅱ)−activated scheelite with N−[(3−hydroxyamino)−propoxy]−N−hexyl dithiocarbamate[J]. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2022, 114: 338−346.

    [16]

    GAO Y S, GAO Z Y, SUN W, et al. Selective flotation of scheelite from calcite: A novel reagent scheme[J]. International Journal of Mineral Processing, 2016, 154: 10−15.

    [17]

    YAO X, YU X Y, WANG L P, et al. Preparation of cinnamic hydroxamic acid collector and study on flotation characteristics and mechanism of scheelite[J]. International Journal of Mining Science and Technology, 2023, 33(6): 773−781.

    [18]

    HAN H S, X Y, HU Y H, et al. Replacing Petrov's process with atmospheric flotation using Pb−BHA complexes for separating scheelite from fluorite[J]. Minerals Engineering, 2020, 145: 106053.

    [19]

    DENG L Q, ZHAO G, ZHONG H, et al. Investigation on the selectivity of N −((hydroxyamino)−alkyl) alkylamide surfactants for scheelite/calcite flotation separation[J]. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2016, 33: 131−141.

    [20]

    GUAN Z H, LU K W, ZHANG Y, et al. Mechanism of manganese ion interaction with the surface of scheelite and calcite and its effect on flotation separation[J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2022, 648: 129397.

    [21]

    周佩玲. 赣南钨矿床中黑钨矿和白钨矿的红外光谱[J]. 矿物学报, 1984(4): 319−322.

    ZHOU P L. Infrared spectra of wolframite and scheelite in the tungsten deposit in southern Gannan[J]. Acta Minerologica Sinica, 1984(4): 319−322.

    [22]

    LIU M X, LI, H, JIANG T, et al. Flotation of coarse and fine pyrochlore using octyl hydroxamic acid and sodium oleate[J]. Minerals Engineering, 2019, 132.

    [23]

    李方旭, 赵刚, 林日孝. 叔丁基苯甲羟肟酸与Pb(Ⅱ)的作用机理及在细粒黑钨矿活化浮选中的应用[J]. 矿冶工程, 2022, 42(1): 49−52.

    L I F X, ZHAO G, LIN R X. Effect mechanism of tert−butylbenzohydroxamic acid on Pb(Ⅱ) and its application in activated flotation of fine wolframite[J]. Mining and Metallurgy Engineering, 202, 42(1): 49−52.

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出版历程
收稿日期:  2023-09-13
刊出日期:  2023-10-25

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