低温组合药剂对菱镁矿与白云石浮选分离影响.pdf

:124doi:10.3969/j.issn.1671-9492.2024.04.014低温组合药剂对菱镁矿与白云石浮选分离影响有色金属（选矿部分）2024年第4期薛铭，印万忠（东北大学资源与土木工程学院，沈阳110 8 19)摘要：在T=10条件下，以瓜尔胶为调整剂,NaOL和Tween-80为组合捕收剂，在矿浆pH值为8 12 的碱性条件下对菱镁矿和白云石分别进行了浮选试验，考察了组合捕收剂配比、组合捕收剂用量、矿浆pH值、瓜尔胶用量对菱镁矿和白云石浮选回收率的影响。浮选试验发现，与NaOL体系中加人2 0 mg/L瓜尔胶相比，组合捕收剂体系（Tween-80用量为NaOL用量的2.5%）和2 0 mg/L瓜尔胶的药剂制度效果更好，使用后菱镁矿回收率从55.5%提高到了8 7%，白云石回收率从2 9%升高到30.5%，使矿石回收率上升，二者之间的浮游差变大。在该条件下进行了菱镁矿与白云石比例为9：1的人工混合矿浮选试验，发现瓜尔胶可以选择性抑制白云石，实现菱镁矿与脉石矿物白云石的有效分离。接触角测试结果表明，在组合捕收剂体系下，瓜尔胶可以降低白云石表面的疏水性。结合动电位、红外光谱和XPS分析，在T=10的条件下加人Tween-80后，动电位降低，红外光谱无新吸收峰，菱镁矿和白云石元素结合能均未发生明显变化，且矿物表面C元素含量增加，得出Tween-80通过促进NaOL溶解和分散，加强了NaOL的吸附从而提高回收率；加人瓜尔胶后，相较于菱镁矿，白云石电位明显负移，红外光谱中出现瓜尔胶特征峰，N、P元素显著增多，且Ca结合能变化大于Mg结合能变化，由此得出瓜尔胶对Ca位点吸附能力大于对Mg位点的吸附能力，故可以选择性吸附在白云石表面，使NaOL与白云石结合变少，疏水性降低导致下沉，从而实现T一10 下菱镁矿和白云石的浮选分离。关键词：低温；组合药剂；菱镁矿；白云石；浮选中图分类号：TD923+.1文献标志码：A文章编号：16 7 1-9 49 2（2 0 2 4)0 4-0 12 4-12Efffect of Low-Temperature Combined Reagent on Flotation Separation of Magnesite and DolomiteXUE Ming,YIN Wanzhong(School of Resources and Civil Engineering,Northeastern University,Shenyang 110819,China)Abstract:Flotation experiments on magnesite and dolomite under alkaline conditions with pulp pHranging from 8 to 12 was conducted,using guar gum as the adjusting agent and NaOL and Tween-80 as thecombined collectors at T=1o C.The effects of the ratio of the combined collectors,the amount of thecombined collectors,the pH value of the pulp,and the amount of guar gum on the flotation recovery ofmagnesite and dolomite were investigated.The flotation test found that compared with the addition of20 mg/L guar gum to the NaOL system,the combination collector system(Tween-80 dosage is 2.5%ofNaOL dosage)and 20 mg/L guar gum had better effect.After use,the recovery of magnesite increasedfrom 55.5%to 87%,and the recovery of dolomite increased from 29%to 30.5%,resulting in an increasein ore recovery and a larger difference in planktonic activity between the two.Under these conditions,anartificial mixed ore flotation experiment with a ratio of 9:1 between magnesite and dolomite wasconducted,and it was found that guar gum can selectively inhibit dolomite,achieving effective separationof magnesite and gangue mineral dolomite.The contact angle test results indicated that under the combinedcollector system,guar gum can reduce the surface hydrophobicity of dolomite.Combining dynamicpotential,infrared spectroscopy,and XPS analysis,it was found that the addition of Tween-80 atT-1o C resulted in a decrease in dynamic potential,no new absorption peaks in infrared spectroscopy,nosignificant changes in the binding energies of magnesite and dolomite elements,and an increase in the收稿日期：2 0 2 3-12-12基金项目：国家自然科学基金资助项目（518 7 40 7 2.52 17 42 39，52 37 42 59）作者简介：薛铭（19 9 9 一），男，黑龙江密山人，硕士研究生，主要从事矿物加工研究。通信简介：印万忠（19 7 0 一），男，浙江临安人，博士，教授，主要从事矿物加工研究。2024年第4期content of C element on the mineral surface.It was found that Tween-80 enhanced the adsorption of NaOLby promoting its dissolution and dispersion,thereby improving the recovery.After adding guar gum,compared to magnesite,the potential of dolomite shifts significantly negatively,and guar gumcharacteristic peaks appeared in the infrared spectrum.N and P elements significantly increased,and thechange in Ca binding energy was greater than that of Mg binding energy.Therefore,it can be concludedthat guar gum had a greater adsorption capacity for Ca sites than for Mg sites,and can selectively adsorb onthe surface of dolomite,reducing the binding of NaOL with dolomite and reducing hydrophobicity,leadingto sinking,thus achieving flotation separation of magnesite and dolomite at T=1o C.Key words:low temperature;combination reagents;magnesite;dolomite;flotation我国菱镁矿储量居世界首位 1-2，其中辽宁省菱镁矿储量最多，占全国的8 6%3。菱镁矿石中的主要化学成份为碳酸镁，化学式为MgCO，主要脉石矿物有石英和白云石等。其中，因为白云石与菱镁矿均属于碳酸盐类矿物，有相同的分子结构和相似的化学性质，所以二者分离有一定难度。菱镁矿浮选时，常用的捕收剂有脂肪酸类捕收剂、烷基磺酸盐及烷基硫酸盐等。脂肪酸类捕收剂是一种廉价、高效、易在矿物表面进行化学吸附的新型捕收剂，在菱镁矿浮选中得到了广泛应用。脂肪酸类捕收剂通过与矿物表面金属离子发生化学反应,形成化学键，使矿物具有疏水性，从而上浮。这个过程需要较高的离子性分数，为了达到较好的捕收能力，需要匹配较长的非极性烃链。因此，脂肪酸类捕收剂通常具有较高的熔点，在水中的溶解度较低，在低温水溶液中的分散性较差等特点 4-6 。为了解决这一问题，国内外研究人员进行了大量研究，其中最常用的方法是采用组合捕收剂。通过将不同性质的捕收剂组合使用，可以改善脂肪酸类捕收剂的溶解度和分散性，提高其捕收效果。同时，组合捕收剂还可以降低使用成本 7-14。研究发现，捕收剂复配可以明显改变捕收剂的溶解性和捕收能力 15-17 。Tween-80为一种具有较强亲水性的非离子型表面活性剂 18 。将Tween-80与离子型捕收剂复配后，离子型捕收剂在水中的溶解度会随着加入溶解度较大的非离子表面活性剂而明显增加。当Tween-80浓度超过 CMC时,离子型捕收剂就会溶解 19 。STRELTSOVA等 2 0 在废水处理过程中,加人非离子型表面活性剂Tweens 复配后，浮选效果平均提高了15%。YUAN等 2 1发现在SDBS体系中添加Tween-80后，对高岭土中六氯苯的解吸能力强于单独加SDBS。罗惠华等 2 2 发现Tween-80对 SH-1有良好的增效作用，使磷矿的上浮率提高10%，达到单独使用SH-1加温浮选的薛铭等：低温组合药剂对菱镁矿与白云石浮选分离影响4020/()图1菱镁矿矿样XRD谱图Fig.1XRD pattern of magnesite:125同样指标。瓜尔胶是一种来源于豆科植物瓜尔豆种子的非离子型水溶性多糖，它是一种绿色无毒，来源广泛的天然产物 2 3。ELKHOLY等 2 4 通过MonteCarlo(MC)模拟计算得出瓜尔胶在钙盐表面有吸附倾向。YANG等 2 5 的研究表明，瓜尔胶很容易与方解石表面的Ca+发生强烈的化学相互作用，选择性吸附在方解石表面,阻碍NaOL与方解石的相互作用。故本文采取油酸钠、Tween-80 和瓜尔胶组合，来解决T=10下菱镁矿回收率低且与白云石分离较难的问题。1试验原料及研究方法1.1试验原料分别选取取自辽宁省营口市的菱镁矿和河北省石家庄市的白云石进行浮选试验，手选纯度较高的块状试样、破碎、三头研磨机进行磨矿，然后通过振动筛分得到一0.10 6 十0.0 45mm粒级的样品，进行单矿物和人工混合矿浮选试验。菱镁矿和白云石的XRD结果见图1、2，化学多元素分析结果见表1。2016080:126Table 1 The analysis results of chemical multi-element of magnesite and dolomite/%样品名称菱镁矿白云石20图2 自白云石矿样XRD谱图Fig.2XRD pattern of dolomiteXRD结果表明，菱镁矿和白云石样品均未发现其他成分的特征峰，根据化学成分分析计算得到菱镁矿和白云石的纯度分别为9 8.7 4%和9 8.9 9%，符合试验要求。浮选试验中所使用的药剂NaOL、T w e e n-8 0 均为化学纯试剂，瓜尔胶是一种纯化学产品，它的黏度为50 0 0 550 0 厘泊。浮选试验中选用盐酸和氢氧化钠作为pH调整剂，整个浮选试验均在去离子水中进行。1.2研究方法1.2.1浮选试验采用XFGII 型挂槽式浮选机，以150 0 r/min的浮选机叶轮转速对单矿物进行浮选试验。单矿物试验每次取2 g单矿物置于浮选槽中，人工混合矿试验每次取1.8 g菱镁矿和0.2 g白云石组成混合矿浮选，加人40 mL去离子水，搅拌2 min，使矿浆充分分散，然后加入pH值调整剂，调节矿浆pH值，搅拌2 min，然后加人调整剂瓜尔胶，充分反应2 min，再加人捕收剂油酸钠和Tween-80,搅拌2 min后，放入刮板，浮选3min,将泡沫刮于表面皿中，经高温烘干后，称量并计算其回收率。浮选流程如图3所示。用选择性分离指数（SI)来评价加入瓜尔胶前后菱镁矿-白云石浮选体系下矿物的浮选分离特征，并由式(1)来计算 2 6 。SI=/(10R(100-J.)RmXJd有色金属（选矿部分）表1菱镁矿和白云石的化学多元素分析结果化学成分MgOCao47.210.3221.5230.71406020/(0)2024年第4期纯度SiO2TFe0.900.200.680.032式中,SI为Gaudin选择性指数,Rm为精矿中菱镁矿的回收率，J为尾矿中白云石的回收率。单矿物2 g2*搅拌2*调节pH2*加人瓜尔胶2*加人油酸钠和Tween-80浮选380泡沫产品图3浮选试验流程Fig.3Flowsheet of flotation tests1.2.2接触角测量将矿物按规定的药剂制度进行处理，得到的样品在室温下晾干，取适量样品压制成薄片，然后利用JC2000A型接触角测量仪测量，高速放大摄像机拍照，最后通过五点拟合法得到接触角的大小。1.2.3Zeta 电位分析将待测矿样研磨至5m以下，将2 0 mg待测矿样放人50 mLKCl溶液中，KCl溶液浓度为110-3mol/L。搅拌2 min后按照浮选药剂制度依次加人药剂，然后将最终溶液静置5min，取上层清液进行检测，重复测试3次，取平均值作为最终结果。1.2.4傅里叶变换红外光谱分析将按浮选流程处理后的矿样及溴化钾烘干，把两者按照质量比1：10 0 的比例混合并研磨至一2 m。取适量混合物压制成薄片进行红外光谱分析，扫描波数范围为40 0 40 0 0 cm-1，扫描分辨率为 4 cm=1。1.2.5XPS 分析采用Thermo Scientific K-Alpha 光谱仪测量组合药剂加人前后菱镁矿和白云石的XPS图谱，分析确定样品表面元素相对含量及化学状态。称取2 g矿样，依次加人药剂，最终样品用去离子水冲洗三次，自然条件下晾干后进行检测。所得光谱使用(1)Thermo Avantage 软件处理。98.7498.99槽内产品一菱镁矿一白云石2024年第4期2试验结果与分析2.1单单矿物可浮性试验2.1.1温度对菱镁矿和白云石浮选回收率的影响在pH=10的碱性环境中，添加6 0 mg/L的NaOL，探究不同温度下菱镁矿和白云石可浮性的变化规律，试验结果见图4。10080F%/率回6040200图4温度对菱镁矿和白云石可浮性的影响Fig.4Effect of temperature on the flotation recoveryof magnesite and dolomite由图4可以看出，在T20时，菱镁矿和白云石回收率随温度的升高而增加，之后菱镁矿回收率稳定在9 2%，白云石回收率在2 5达到最大值91.5%后保持稳定。由此可知，在低温条件下，脂肪酸类捕收剂 NaOL的捕收性能较差。这可能是因为捕收性能好的脂肪酸类捕收剂通常有较长的非极性烃链，导致在低温水溶液中的溶解性差，当温度上升时，溶解的油酸钠变多，从而使菱镁矿和白云石回收率上升。为找到低温条件下能提高菱镁矿和白云石回收率的药剂组合，固定T=10进行浮选试验，此时菱镁矿回收率为7 2.5%，白云石回收率为7 0.5%。2.1.2组合捕收剂配比对菱镁矿和白云石浮选回收率的影响在T=10，p H=10,组合捕收剂用量为60mg/L的条件下，探究不同配比的组合捕收剂对菱镁矿和白云石可浮性的影响，试验结果见图5。由图5可知，在组合捕收剂中，随着Tween-80用量的增加,菱镁矿回收率先升高，之后逐渐降低直至保持稳定，当Tween-80 用量为NaOL用量的2.5%时，菱镁矿回收率达到峰值9 2.5%。白云石回收率随着Tween-80用量增加先上升后稳定在85%。在加入了非离子型表面活性剂Tween-80后，菱镁矿和白云石的回收率都发生了明显的提高。这薛铭等：低温组合药剂对菱镁矿与白云石浮选分离影响6Tween-80占比/%图5低温时组合药剂比例对菱镁矿和白云石浮选行为的影响Fig.5Effect of combined reagent ratio on theflotation behavior of magnesite and dolomite at二菱镁矿一白云石1020温度/:12710080%/本X回6040F20F0是由于Tween-80的加人，使菱镁矿和白云石的疏水30402性得到了提升。两者在 Tween-80 用量为 NaOL用量的2.5%时，差值最大，故选取此时Tween-80用量进行后续试验。2.1.3组合捕收剂用量对菱镁矿和白云石浮选回收率的影响在 T=10、p H=10、T w e e n-8 0 加人量为NaOL用量的2.5%的组合捕收剂条件下，考察组合捕收剂用量对菱镁矿和白云石回收率的影响，试验结果见图6。100804020F0图6 低温时组合药剂用量对菱镁矿和白云石浮选行为的影响Fig.6Effect of combined reagent dosage onthe flotation behavior of magnesite and dolomite由图6 可知，菱镁矿和白云石回收率随着组合捕收剂用量的增加均呈逐渐提高后稳定的趋势。在组合捕收剂用量 6 0 mg/L时，菱镁矿回收率随组4low temperatures4060组合捕收剂用量/mgL-)at low temperatures88010二云石一菱镁矿1001201214:128:合捕收剂用量的提升逐渐增加，之后菱镁矿回收率逐渐稳定在9 2.5%左右；在组合捕收剂用量80mg/L时，白云石回收率随着NaOL用量的提升也逐渐增加，之后白云石回收率稳定在8 9.5%左右。考虑到白云石为脉石矿物，且后续试验中调整剂对菱镁矿和白云石回收率的影响,选用NaOL用量为6 0 mg/L。2.1.4pH值对菱镁矿和白云石浮选回收率的影响固定T=10，组合捕收剂用量为6 0 mg/L（T w e e n-8 0 用量为NaOL用量的2.5%），通过调节pH值,研究不同pH值对菱镁矿与白云石回收率的影响，试验结果见图7。10080%/本动回6040200图7 低温时矿浆pH值对菱镁矿和白云石浮选行为的影响Fig.7Effect of pH value of slurry at lowtemperature on the flotation behavior ofmagnesite and dolomite由图7 可知，在 NaOL-Tween-80 体系下，当pH10时，菱镁矿回收率不断上升，由原来的7 6%升高到9 2.5%后保持稳定。白云石在pH=811时，回收率先不断升高，之后回收率保持不变。两者回收率在pH=10时差值最大，为12.5%，故选取矿浆pH值为10。2.1.5瓜尔胶用量对菱镁矿和白云石浮选回收率的影响固定T=10，捕收剂用量为6 0 mg/L（T w e e n-8 0 用量为NaOL用量的2.5%），pH=10，考察瓜尔胶用量对菱镁矿和白云石浮选分离的影响，试验结果见图8。由图8 可知,NaOL体系中加人瓜尔胶后，两种矿物回收率普遍较低，在瓜尔胶浓度为2 0 mg/L时，菱镁矿回收率为55.5%，白云石回收率为2 9%。组合捕收剂体系中两种矿石回收率都高于NaOL体系有色金属（选矿部分）10080大%/本X回604020F0图：低低温时瓜尔胶用量对菱镁矿和白云石浮选行为的影响Fig.8 Effect of guar gum dosage on the flotationbehavior of magnesite and dolomite at low中矿物回收率，这说明Tween-80的加人让更多的NaOL吸附在矿物上，使矿物回收率升高。瓜尔胶的加人使菱镁矿和白云石受到了不同程度的抑制，瓜尔胶对白云石表现出了较强的抑制作用。菱镁矿二云石一菱镁矿892024年第4期一菱镁矿+瓜尔胶+组合捕收剂白云石+瓜尔胶+组合捕收剂菱镁矿+瓜尔胶+NaOL一白云石+瓜尔胶+NaOL2040瓜尔胶用量/(mgL-)temperatures回收率随着瓜尔胶用量的增加不断降低但趋势较为缓慢，由原来的9 2.5%降低至56%。加入瓜尔胶后1011pH6012白云石回收率迅速降低，由原来的8 0%降低至14%。当瓜尔胶用量在2 0 8 0 mg/L时，白云石回收率变化不大。两者在瓜尔胶用量为2 0 mg/L时，回收率取得最大差值，为56.5%，选择此用量进行后续试验。单一矿物可浮性的试验研究表明，瓜尔胶在T=10下能够有效分离菱镁矿和白云石，现通过人工混合矿浮选分离试验对这一观点进行验证。2.2人工混合矿浮选分离试验菱镁矿与白云石低温（T=10)浮选分离的最佳药剂制度为：组合捕收剂用量6 0 mg/L(Tween-80用量为NaOL用量的2.5%）、瓜尔胶用量为20 mg/L、矿浆pH值为10。在此药剂制度下进行人工混合矿浮选分离试验，试验结果见表2。由表2 可知,在T=10条件下对混合矿单独使用NaOL，菱镁矿与白云石回收率都较低，且无法实现菱镁矿和白云石的分离，此时选择性指数为1.12。当使用组合捕收剂（NaOL十Tween-80）进行浮选后，菱镁矿和白云石的回收率分别提升至90.73%和9 0.0 3%，符合单矿物试验所得结果。由此可见，Tween-80的加人提高了低温条件下NaOL的捕收性能。在加人瓜尔胶后，精矿中菱镁矿回收801002024年第4期率降低至7 7.33%，下降程度较小，精矿中白云石回收率降低至40.18%；精矿中Mg0品位由44.6 6%提升到45.8 1%，Ca0品位由3.0 2%降低至1.6 6%；浮选药剂制度MgO精矿75.51油酸钠尾矿60 mg/L pH=10合计精矿90.67组合捕收剂尾矿60 mg/L pH=10合计精矿73.62组合捕收剂6 0 mg/L尾矿瓜尔胶2 0 mg/LpH=10合计2.3作用机理分析2.3.1接触角测量矿物的接触角大小在一定程度上反映出矿物的可浮性。对与药剂作用前后菱镁矿和白云石进行接触角测量，考察低温条件下(T=10)不同药剂组合对菱镁矿与白云石接触角的影响，测量结果见图9。100菱镁矿白云石8060.2(o)/604021.92018.30矿物矿物+NaOL矿物+NaOL+矿物+瓜尔胶+Tween-80NaOL+Tween-80图9 低温下不同药剂组合对菱镁矿和白云石接触角的影响Fig.9Effect of different combinations of reagentson the contact angle between magnesite and dolomite由图9 可知，菱镁矿与白云石在自然条件下接触角较小。低温条件下（T=10）添加NaOL,使二者的疏水性得到了提升。当加人NaOL与Tween-80的组合药剂后，菱镁矿与白云石接触角分别为9 0.2 和8 8.5，远大于只加NaOL时的接触角，这与单矿物试验中组合药剂作用下，菱镁矿和白云石回收率明显上升这一现象保持一致。在加入瓜尔胶后，菱镁矿接触角几乎不变，白云石接触角由原来的8 8.5减小到6 9.3减少了19.2。从这一点可以看出，与菱镁矿相比，瓜尔胶对白云石可浮性的影响薛铭等：低温组合药剂对菱镁矿与白云石浮选分离影响表2 人工混合矿浮选分离试验结果Table 2JResults of flotation separation tests on artificial mixed ore产品名称产率/%24.49100.09.33100.026.38100.090.288.558.3at low temperatures129选择性指数提高到了2.2 6，取得了良好的分离效果。综上可知，调整剂瓜尔胶对脉石矿物白云石有明显的抑制作用，可以实现菱镁矿和白云石的分离。元素含量/%菱镁矿Cao回收率/%44.772.8844.223.8644.643.3644.663.0244.463.5644.643.3645.811.6641.397.2144.643.36更大。因此，可以推断瓜尔胶能阻止白云石对NaOL的吸附，降低白云石表面疏水性。2.3.2Zeta 电位测量为进一步考察药剂作用前后菱镁矿和白云石Zeta电位的变化情况，在不同pH值下对矿物Zeta电位进行了测量，结果见图10、11。一菱镁矿89.72069.30-20-40-60-80图10单一药剂及组合药剂作用前后菱镁矿Zeta电位变化情况Fig.10Changes in Zeta potential of magnesitebefore and after the action of single and combined由图10、11可知，在试验pH值范围内，菱镁矿和白云石的零电点分别为5.8 和3.8。二者在NaOL加入后，动电位发生了明显负移，说明阴离子捕收剂NaOL能在菱镁矿和白云石表面发生强烈吸附。在NaOL体系中加人Tween-80,促进了油酸钠在低温条件下的溶解和分散,使NaOL更多地吸附在菱镁矿和白云石上，导致电位负移。在矿浆pH值大于5.8 的情况下，菱镁矿表面带负电荷。菱镁矿表面动电位随着瓜尔胶的加入产白云石回收率/%75.9571.5124.0528.49100.0100.090.7390.039.279.97100.0100.077.3340.1822.6759.82100.0100.0菱镁矿+NaOL菱镁矿+NaOL+Tween-80菱镁矿+瓜尔胶菱镁矿+瓜尔胶+NaOL+Tween-8024reagents选择性指数SI1.121.042.2668pH1012130100-1020-30-40-50-60图11单一药剂及组合药剂作用前后白云石Zeta电位变化情况Fig.11 Changes in Zeta potential of dolomite beforeand after the action of single and combined reagents生较小的负移，说明菱镁矿对瓜尔胶吸附能力较弱。当矿浆pH值大于3.8 时，白云石表面荷负电。瓜尔胶与其作用后，白云石表面动电位发生明显位移，说明在研究范围内，瓜尔胶对白云石有较强的吸附能力。当pH=10时，在组合捕收剂体系中加人瓜尔胶，与单独加入瓜尔胶相比，菱镁矿动电位下降了25.89mV，下降较多，说明菱镁矿对组合捕收剂的吸附作用远远强于对瓜尔胶吸附作用，而白云石动电位仅仅下降了5.2 mV,说明瓜尔胶的存在能有效阻止组合捕收剂在白云石上的吸附。与瓜尔胶作用后菱镁矿与白云石仍然可以对组合捕收剂发生吸附作用，但两者对组合捕收剂吸附能力的不同，导致了菱镁矿和白云石浮选效果的差异。2.3.3红外光谱分析通过红外光谱分析，探究组合捕收剂与瓜尔胶加入前后，菱镁矿和白云石上特征峰变化情况及二者在矿石表面的吸附情况，结果见图12 14。(b)瓜尔胶3.446.22.922.22(a)油酸钠,2851.822.926.4140003.500 3.0002.5002.00015001000500波数/cm-1图12油酸钠和瓜尔胶红外光谱Fig.12Infrared spectra of sodium oleate and guar gum有色金属（选矿部分）一自云石(d)菱镁矿+瓜尔胶宜云若+NaOL一云右+NaOL+Tween-80一官云右+瓜尔胶一百云石+瓜尔胶+NaOL+Tween-8046pH1652.911 441.131559.812024年第4期2.920.17(c)菱镁矿+NaOL+Tween-802.921.10 2 851.84(b)菱镁矿+NaOL2.921.292.851.57(a)菱镁矿2.919.644.0003.50030002.5002.000150010008101 443.26885.96 748.01 440.71 885.75 747.791 441.09 885.75 747.791.442.06 886.066.747.9750012波数/cm-1图13单一药剂及组合药剂和菱镁矿作用前后的红外光谱Fig.13 Infrared spectra of single and combinedreagents and magnesite before and after interaction【d)）白云石+瓜尔胶3 402.472.896.55(c)白云石+NaOL+Tween-802.921.2 2 852.74(b)白云石+NaOL2.921.49 2 852.58(a)白云石2.896.604.00035003 00025002.00015001 000波数/cm-图14单一药剂及组合药剂和白云石作用前后的红外光谱Fig.14 Infrared spectra before and after the actionof single or combination reagents and dolomite如图12(a)所示，一CH2一和一CH的伸缩振动峰分别出现在2 9 2 6.41cm-1和2 8 51.8 2 cm-1，羧基的对称和不对称伸缩振动峰分布在1559.8 1cm-1和1441.13cm-1处 2 7)。在图12(b)中可以观察到羟基伸缩振动峰位为3446.2 3cm-1,2922.22cm-1处为一CH2一的伸缩振动峰，碳氧六元环的伸缩振动峰位在16 52.9 1 cm1处 2 8 。从图13(a)可以看出，1442.0 6 cm-1处峰对应的是反对称伸缩振动，8 8 6.0 6 cm-1的吸收峰对应了面外弯曲振动，7 47.9 7 cm-1处的吸收峰对应了平面弯曲振动 2 9 。由图13(b)可看出，加入NaOL后，在2851.57cm-1出现新的吸收峰，这是NaOL的一CH;伸缩振动峰，且其余峰都发生了偏移，说明NaOL在菱镁矿表面发生了化学吸附,羧基的吸收振动峰可能被长而宽的吸收带所覆盖。图13(c)为经过NaOL和Tween-80共同处理后的菱镁矿红外1640.911437.31881.101.433.34880.69728.61 470.02881.35 728.871.471.69882.53 728.86500728.72024年第4期光谱，相较于图13（b），因Tween-80用量较少，所以无新的峰出现，也没有特征峰发生变化。当瓜尔胶单独作用于菱镁矿表面时，没有新的吸收峰出现，但其余峰均有偏移，说明瓜尔胶对菱镁矿表面作用很弱。从图14(a)可以看出，147 1.6 9 cm-1处峰对应了反对称伸缩振动，8 8 2.53cm-1和7 2 8.8 6 cm-1处吸收峰则对应了面外弯曲振动和平面弯曲振动 30 。由图14（b)可看出，加入NaOL后，在2 8 52.58 cm-1出现新的吸收峰，其余峰分别偏移到了2 8 9 6.6 0、1470.02、8 8 1.35、7 2 8.8 7 c m-1，说明NaOL在白云石表面发生了化学吸附。图14(c)为经过NaOL和Table 3 The binding energy of magnesite and dolomite surfaces before and after the action of chemicals不同浮选条件菱镁矿+NaOL菱镁矿+NaOL+Tween-80白云石+NaOL白云石+NaOL+Tween-80Table 4 Element content on the surface of magnesite and dolomite before and after action of chemicals不同浮选条件菱镁矿+NaOL菱镁矿+NaOL+Tween-80白云石+NaOL白云石+NaOL+Tween-80由表3可知，加人Tween-80后，菱镁矿和白云石各元素表面结合能均未发生明显变化；由表4可知，添加Tween-80可以提高菱镁矿和白云石表面C元素含量，O、M g、C a 三个元素含量均下降，结合红外光谱中Tween-80加入后无新吸收峰这一现象来看，得出Tween-80通过促进NaOL溶液的溶解和分散，加强了NaOL的吸附，其本身并不会吸附在菱镁矿和白云石表面。通过对瓜尔胶作用前后的矿物表面进行XPS分析，深入研究了瓜尔胶在两种矿物表面的作用机理，结果见图15、16。与瓜尔胶作用前后，菱镁矿表面仅有Mg1s、O 1s、C 1s 的特征峰，表明菱镁矿对瓜尔胶吸附能力较弱。在瓜尔胶与白云石反应前，白云石表面仅有Mg1s、C a 2 p、O 1s、C.1s 特征峰，瓜尔胶处理后的白云石表面出现了N1s、P2 p 两个新特征峰，表明瓜尔胶在白云石表面发生了较强的薛铭等：低温组合药剂对菱镁矿与白云石浮选分离影响表3药剂作用前后菱镁矿和白云石表面的结合能结合能/eVC0284.8531.97284.8531.97284.8531.44284.8531.44表4药剂作用前后菱镁矿和白云石表面的元素含量元素相对含量/%C037.6453.5238.0753.3537.1848.4337.4848.34吸附作用。为了更详细地描述矿石表面化学成分的变化，对比分析了菱镁矿和白云石表面各元素相对含量，结果如表5所示。Mg1sMg1s140012001000800600结合能/eV图15菱镁矿与瓜尔胶作用前后XPS光谱Fig.15XPS spectra before and after the interactionbetween magnesite and guar gum:131:Tween-80共同处理后的白云石红外光谱，相较于图14(b)，没有新的吸收峰出现，故Tween-80并未吸附在白云石表面。当瓜尔胶单独作用于白云石表面时，在340 2.47 cm-1处和16 40.9 1cm-1处出现新的吸收峰，这对应了瓜尔胶的特征峰，且其余峰也发生了较大的位移，这表明瓜尔胶在白云石表面发生了化学吸附。2.3.4XPS分析通过XPS分别对菱镁矿和白云石原矿、单独与NaOL作用、同时与NaOL和 Tween-80作用这三种条件下的表面结合能和元素含量进行了分析，结果如表3 4所示。Mg1304.221 304.211304.011304.02Mg8.848.584.134.03Ca350.63350.63Ca10.2610.1501s菱镁矿+瓜尔胶-C1s-01s菱镁矿C1s4002000132Table 5Element content on the surface of magnesite and dolomite before and after the action of inh