1、白鎢礦同含鈣脈石礦物的分離一直是礦物加工領(lǐng)域公認(rèn)的難題。傳統(tǒng)的陰離子捕收劑由于主要通過(guò)與表面鈣原子的作用實(shí)現(xiàn)白鎢礦的捕收而缺乏對(duì)含鈣脈石的選擇性，而通過(guò)物理吸附的陽(yáng)離子捕收劑，則可以利用白鎢礦同含鈣脈石礦物間表面動(dòng)電位的差異實(shí)現(xiàn)這幾種礦物的分離。因此，理論上陽(yáng)離子捕收劑對(duì)白鎢礦的選擇性更強(qiáng)。本論文研究了陽(yáng)離子捕收劑季銨鹽在白鎢礦常溫浮選中的應(yīng)用，系統(tǒng)探討了季銨捕收劑在白鎢礦和主要脈石礦物方解石表面的吸附機(jī)理、吸附行為及微觀(guān)吸附結(jié)構(gòu)，并以

2、此為切入點(diǎn)，揭示了白鎢礦和方解石的表面結(jié)構(gòu)差異。主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新如下:
　　(1)季銨捕收劑對(duì)白鎢礦和方解石的浮選性能
　　通過(guò)單礦物和人工混合礦的浮選實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了三種季銨捕收劑對(duì)白鎢礦和方解石的浮選性能。
　　與傳統(tǒng)的陰離子型捕收劑油酸鈉相比，陽(yáng)離子型季銨捕收劑雙十烷基二甲基氯化銨(DDAC)和三辛基甲基氯化銨(TOAC)對(duì)白鎢礦的捕收能力更強(qiáng)，同時(shí)對(duì)白鎢礦和方解石的浮選分離的選擇性更好。十二烷基三甲基氯化銨(D

3、TAC)對(duì)白鎢礦的捕收能力則顯著弱于DDAC和TOAC，不能實(shí)現(xiàn)白鎢礦和方解石的浮選分離。
　　(2)季銨捕收劑在白鎢礦和方解石表面的吸附機(jī)理及吸附模型
　　通過(guò)表面動(dòng)電位、紅外光譜分析以及分子軌道理論分析，探討了季銨捕收劑在白鎢礦和方解石表面的作用機(jī)理;通過(guò)吸附量測(cè)試結(jié)合表面動(dòng)電位分析，研究了季銨捕收劑在兩種礦物表面的吸附過(guò)程，并建立了吸附模型。
　　浮選條件下季銨捕收劑與白鎢礦和方解石表面的吸附為物理吸附。動(dòng)電位測(cè)

4、試結(jié)合浮選結(jié)果表明，靜電作用是季銨捕收劑浮選分離白鎢礦和方解石的主要作用。
　　“兩步”吸附模型能較好地?cái)M合三種季銨捕收劑的吸附行為。DDAC在吸附第一階段與礦物間的作用最強(qiáng)，在吸附第二階段形成膠束的締合作用也是最強(qiáng)的。其次是TOAC，DTAC最弱。三種季銨捕收劑的作用差異表明，它們與兩種礦物間除了靜電作用，范德華力也是一種主要的作用。而靜電作用是基礎(chǔ)，范德華力的貢獻(xiàn)超過(guò)了靜電作用。季銨捕收劑在白鎢礦和方解石表面較大的吸附量差異，

5、即季銨捕收劑的選擇性，是由白鎢礦和方解石的電性差異以及季銨捕收劑分子間較大的締合作用（范德華力）共同造成的。由于三種季銨捕收劑與礦物間的作用差異以及捕收劑分子間的締合作用差異，DDAC在第一階段尚未達(dá)到飽和吸附的情況下就開(kāi)始有膠束的形成;DTAC在第一階段達(dá)到飽和吸附后才開(kāi)始有膠束的形成;TOAC居于兩者之間。三種季銨捕收劑的浮選性能與其在兩種礦物表面吸附行為的關(guān)系表明，季銨捕收劑與礦物間的作用以及捕收劑分子間的締合作用不宜過(guò)大(如DD

6、AC)，也不宜過(guò)小（如DTAC）。TOAC處于最佳的范圍，因此其浮選性能最佳。
　　(3)季銨捕收劑在白鎢礦和方解石表面的微觀(guān)吸附結(jié)構(gòu)
　　利用分子動(dòng)力學(xué)模擬，從三個(gè)層面研究了水溶液中季銨捕收劑在白鎢礦和方解石表面的微觀(guān)吸附結(jié)構(gòu):白鎢礦和方解石表面的水化層結(jié)構(gòu);季銨捕收劑在白鎢礦和方解石表面的單分子吸附構(gòu)型;季銨捕收劑的膠束結(jié)構(gòu)。
　　方解石(104)面的水化層呈現(xiàn)出較為緊密且有序的狀態(tài)，而白鎢礦(101)面的水化層則

7、較為松散、無(wú)序。這一點(diǎn)有利于季銨捕收劑取代表面吸附的水分子達(dá)到在礦物表面的吸附。TOAC在白鎢礦和方解石表面吸附的分子動(dòng)力學(xué)模擬證明了這一點(diǎn)。
　　水溶液中，白鎢礦(101) wo4和(101) ca的表面Ca原子在水分子的作用下，較真空中，出現(xiàn)了進(jìn)一步的弛豫（向外的位移），而表面W原子則基本不變。這表明水溶液中表面Ca2+較WO42-更容易被溶解。而方解石(104)面的表面C原子和表面Ca原子在水分子作用下的弛豫程度則基本相同。

8、這與自然pH條件下，白鎢礦表面動(dòng)電位為負(fù)而方解石表面動(dòng)電位為零左右是一致的。
　　季銨捕收劑的膠束結(jié)構(gòu)與其疏水基團(tuán)的碳鏈結(jié)構(gòu)有關(guān)。由季銨捕收劑在溶液中的團(tuán)聚行為推測(cè)它們?cè)诎祖u礦和方解石表面可能形成的膠束結(jié)構(gòu)為:DDAC的表面膠束化程度最高，膠束呈現(xiàn)出圓柱狀;其次是DTAC，它的表面膠束則呈現(xiàn)出球狀;TOAC則沒(méi)有形成具有特定形狀的膠束，而是由平均三到四個(gè)分子的締合體聯(lián)結(jié)而成的網(wǎng)狀吸附結(jié)構(gòu)。它的這種結(jié)構(gòu)更有利于它的選擇性。
　

9、　(4)季銨捕收劑在白鎢礦常溫浮選中的應(yīng)用
　　對(duì)柿竹園某白鎢礦，采用石灰法以733和苯甲羥肟酸為捕收劑進(jìn)行粗選，然后在酸化水玻璃條件下對(duì)白鎢粗精礦進(jìn)行強(qiáng)攪拌，然后進(jìn)行一次空白精選，再加入季銨捕收劑進(jìn)行一次精選。以DDAC為捕收劑取得了精礦WO3品位51.02％，回收率54.65％的指標(biāo);以TOAC為捕收劑取得了精礦WO3品位52.01％，回收率51.54％。TOAC的選別效率略?xún)?yōu)于DDAC。同時(shí)，與兩次空白精選的比較表明，季銨捕