Mn²⁺对微细粒石英团聚和浮选行为的影响机理

摘要

微细粒菱锰矿–石英体系高效浮选分离对碳酸锰矿石提锰降杂至关重要，难免离子Mn²⁺对石英浮选行为的影响不容忽视.本文以微细粒石英为对象，通过团聚体特性表征、单矿物浮选试验、吸附量测定、表面性质分析结合颗粒间相互作用能理论计算，研究了Mn²⁺对微细粒石英团聚和浮选行为的影响机理.结果表明，油酸钠（NaOL）对微细粒石英均无团聚和浮选效应.Mn²⁺与NaOL共同作用后，石英表观粒径和上浮率均显著增大，表面疏水性显著增强.随Mn²⁺和NaOL浓度增大，石英粒径及上浮率均先增大后减小.弱碱性环境中Mn²⁺对石英团聚和浮选均有明显活化作用，较佳活化pH为10.Mn²⁺和NaOL浓度均为1×10^–2 mol?L^–1、pH为10时，石英团聚体平均粒径(D^mean)大于50μm、30～100μm颗粒的体积分数大于50%，上浮率大于87%,NaOL在石英表面单层吸附密度较大，石英疏水性较强.Mn²⁺通过静电引力吸附在石英表面，为NaOL吸附提供活性位点—Si—O—Mn⁺，诱导石英表面疏水改性.弱碱性条件下，Mn（OH）⁺、Mn2（OH）₃⁺与RCOO^–、（RCOO）₂^2-结合，通过物理和化学吸附方式在石英表面形成能克服静电斥力的较强疏水引力，促进其团聚和浮选.调控矿浆环境呈弱酸性可以避免NaOL溶液中Mn²⁺对石英的活化，有利于微细粒菱锰矿–石英体系的选择性团聚和浮选分离.

关键词

微细粒石英 / Mn²⁺ / 疏水团聚 / 浮选行为 / 影响机理

基金资助

国家重点研发计划课题资助项目（2022YFC3901202）; 大学生创新创业训练计划资助项目（贵大[国]创字2022[031],gzusc2023083）