层状镁硅酸盐矿物表面组分调控与强化分散研究

Layered magnesium-silicates such as serpentine, talc, chlorite are the main gangue minerals of copper-nickel sulfide ores. The surface properties among magnesium silicate minerals differ from each other and cause heteroaggregation is the critical factor that make the separation difficult in flotation.This project is aimed at layered magnesium-silicates existing in copper-nickel sulfide ores, the aggregation-dispersion behavior and its relationship with mineral flotation, and the regulate mechanism of selective dispersion among serpentine, talc, chlorite and valuable minerals will be studied. It would reveal the correlative mechanism between interactions of layered magnesium-silicates and flotation, and regulate principle of flotation separation.It would set up selective migration of surface component regulate program of multiple magnesium silicates to form a new technical proposal for efficient dispersion of them from each other. The research results have great theoretical and practical value for the solution of low grade, refractory copper-nickel sulfide ores, and utilization improvement of precious copper and nickel resources.

蛇纹石、滑石、绿泥石等层状镁硅酸盐矿物是硫化铜镍矿中的主要脉石矿物。镁硅酸盐矿物间界面性质差异大并引起异相凝聚是导致有用矿物浮选困难的关键因素。本项目针对硫化铜镍矿浮选体系中的层状镁硅酸盐矿物，系统研究矿物间的聚集/分散行为与矿物浮选分离的关系，以及镁硅酸盐矿物之间、镁硅酸盐矿物与有用矿物之间选择性分散的调控机制，揭示出层状镁硅酸盐矿物间相互作用与浮选分离的关联机制与调控原理，建立基于调控层状镁硅酸盐矿物表面组分选择性迁移的多元镁硅酸盐矿物与金属矿物强化分散的新理论和新方法。本项目的研究结果对解决低品位难选硫化铜镍矿的选矿难题，进一步提高我国宝贵的铜、镍金属资源利用率，有重要的理论价值和实际指导意义。

我国硫化铜镍矿资源丰富，但随着矿石开采品位逐年降低，矿石性质复杂多样，蚀变硅酸盐矿物含量高，浮选分离十分困难。这种资源难处理的主要原因是蛇纹石等蚀变硅酸盐矿物易泥化，并易与硫化铜镍矿中有用矿物发生异相凝聚，导致难以高效浮选分离。本项目针对硫化铜镍矿浮选体系，以蛇纹石、滑石与绿泥石三种硅酸盐脉石矿物为主要研究对象，通过控制矿物表面离子组分选择性迁移，强化浮选体系中有用矿物与脉石矿物之间的有效分散，建立了基于离子组分迁移的矿物间强化分散的调控原理。主要得到以下结果：（1）蛇纹石等三种层状镁硅酸盐矿物晶体结构不同导致矿物表面特性存在差异，矿物解离过程中蛇纹石表面羟基优先溶解，镁离子残留在蛇纹石表面使其荷正电；滑石与绿泥石解离表面优先吸附溶液中的羟基，矿物表面荷负电。蛇纹石易与表面荷负电的镍黄铁矿等硫化矿物通过静电作用发生异相凝聚。（2）表面镁由固相向液相迁移能够降低蛇纹石表面电位，但矿浆中的镁离子容易重新吸附到脱镁后的蛇纹石表面，使蛇纹石重新荷上正电；天然的滑石与绿泥石表面荷负电，但易吸附矿浆中的镁离子使其表面电位升高。在浮选矿浆中，蛇纹石等三种层状镁硅酸盐矿物易通过静电作用与镍黄铁矿发生异相凝聚。（3）控制蛇纹石表面镁的溶出，使镁离子由固相向液相迁移，降低蛇纹石双电层中定位离子的正电荷密度，从而降低蛇纹石的表面电位；同时，阻止矿浆中的镁离子向蛇纹石、滑石与绿泥石表面吸附，阻碍镁离子由液相向固相迁移，使三种矿物表面电位保持在较低水平，减弱与镍黄铁矿等有用矿物因静电作用导致的异相凝聚，实现硫化铜镍矿浮选体系的强化分散调控。通过本研究，完善了该浮选体系中矿物间发生异相凝聚的机理，阐明了离子组分迁移与矿物表面电性的关联机制，建立了基于表面组分迁移的矿物间强化分散调控原理，为低品位难选硫化铜镍矿的高效浮选利用提供科学基础。