我國鈦鐵礦礦石浮選藥劑研究進(jìn)展

余攀, 丁湛, 李春龍, 柏少軍,*, 文書明,

1.昆明理工大學(xué) 國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093 2.復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國家重點(diǎn)試驗(yàn)室，云南 昆明 650093

引言

鈦屬于戰(zhàn)略金屬元素，金屬鈦及鈦合金無毒無磁性、耐高溫，且具有硬度高、抗拉強(qiáng)度高、密度小和抗腐蝕性強(qiáng)等功能特性，已廣泛應(yīng)用于航天航空、船舶、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域[1]。我國鈦鐵礦儲(chǔ)量居世界第二位，約占世界總儲(chǔ)量的26%，其中97%賦存于原生釩鈦磁鐵礦礦石中, TiO2品位低且礦石性質(zhì)復(fù)雜，選冶難度大[2]。我國鈦資源的90%以上賦存在鈦鐵礦中，因此鈦鐵礦的選礦研究對(duì)于我國鈦資源的開發(fā)利用具有重要意義[1]。

選別原生鈦鐵礦礦石的方法為：粗粒級(jí)為重選—電選，細(xì)粒級(jí)為強(qiáng)磁選—浮選。隨著礦山深部開采，礦石特點(diǎn)趨于貧、細(xì)、雜，為達(dá)到鐵精礦質(zhì)量要求，需對(duì)入選原料進(jìn)行細(xì)磨，產(chǎn)生大量的微細(xì)粒級(jí)礦粒作為礦泥被脫除，直接導(dǎo)致鈦的回收率低下。因此，浮選對(duì)于微細(xì)粒鈦鐵礦的回收顯得尤其關(guān)鍵[3]。

鈦鐵礦浮選發(fā)展的關(guān)鍵在于開發(fā)新型捕收劑與改進(jìn)現(xiàn)有浮選工藝。近來，關(guān)于鈦鐵礦選礦的研究主要從兩個(gè)方面展開：一是研制選擇性和活性更好的浮選藥劑，或使用組合捕收劑來提高捕收性能；二是對(duì)現(xiàn)有浮選工藝進(jìn)行創(chuàng)新，以期強(qiáng)化對(duì)微細(xì)粒鈦鐵礦的選別[3]。本文將從浮選藥劑方面綜述鈦鐵礦的選礦研究進(jìn)展。

1 鈦鐵礦性質(zhì)

鈦鐵礦的化學(xué)式為FeTiO3，理論含TiO252.64%，是工業(yè)上提取鈦和二氧化鈦的主要原料。Fe-Mg和Fe-Mn間常可形成完全類質(zhì)同象代替，形成含鎂錳鈦鐵礦、鎂鈦礦及紅鈦鎂礦。鈦鐵礦屬三方晶系，晶體常呈板狀，集合體呈塊狀或粒狀。其晶體結(jié)構(gòu)與剛玉相似，即O2-作六方最緊密堆積，堆積層垂直于三次軸，F(xiàn)e2+和Ti4+交替充填由O2-形成的2/3八面體空隙數(shù)。鈦鐵礦為鋼灰至鐵黑色，條痕黑色至褐紅色，金屬-半金屬光澤，具有弱磁性和弱導(dǎo)電性，無解理，僅有時(shí)出現(xiàn){0001}或{1011}裂開[4-5]。

攀枝花鈦鐵礦屬于高鈣鎂鈦鐵礦，除Ti和Fe之外，還含有Ca、Mg、Al、Si、V和Mn等多種雜質(zhì)組分，其中部分Ca、Al和Si以微細(xì)粒狀輝石形式包裹于鈦鐵礦中，形成包含結(jié)構(gòu)。大部分的Ca2+、Mg2+、Mn2+或Al3+、V5+以類質(zhì)同象的方式分別置換鈦鐵礦中的Fe2+和Ti4+[5]。

鈦鐵礦與鈦輝石表面元素分布具有一定相似性，鈦鐵礦和鈦輝石表面均分布有Ti、Fe、Ca和Mg等可以與捕收劑作用的活性位點(diǎn)，會(huì)讓捕收劑在二者表面吸附的選擇性降低，造成分選困難；同時(shí)，各元素的相對(duì)含量具有一定的差異性，Ti和Fe在鈦鐵礦表面的相對(duì)含量高于Ca和Mg，而鈦輝石表面則與此相反，在浮選過程中需強(qiáng)化捕收劑與Ti和Fe作用，抑制其與Ca和Mg的作用[5]。

2 浮選調(diào)整劑及其作用機(jī)理

調(diào)整劑的作用是改變礦物表面性質(zhì)，或調(diào)整介質(zhì)條件以利于浮選。鈦鐵礦浮選常用調(diào)整劑包括pH調(diào)整劑、活化劑和抑制劑。近些年，選礦科研工作者對(duì)微細(xì)粒鈦鐵礦浮選技術(shù)展開研究，在浮選調(diào)整劑方面，尤其是活化劑和抑制劑方面不斷取得進(jìn)展。

2.1 pH調(diào)整劑

礦漿pH值是影響礦物表面電性和藥劑分子活性的主要因素,鈦鐵礦浮選通常用硫酸調(diào)節(jié)pH。徐翔等[6]研究結(jié)果顯示，pH為4.5～5.5是鈦鐵礦的最佳浮選區(qū)間，在此區(qū)間內(nèi)鈦鐵礦上浮速率最快和累計(jì)回收率最高。周建國等[7]在研究攀枝花微細(xì)粒鈦鐵礦的浮選回收時(shí)，浮鈦?zhàn)鳂I(yè)礦漿pH為4.5～5.5，硫酸用于調(diào)節(jié)礦漿酸堿度以及清洗礦物表面的礦泥和氧化膜。魏民等[8]研究發(fā)現(xiàn)在pH為5.5～9.0時(shí)，捕收劑TAO對(duì)鈦鐵礦有較好選擇性，其中pH 8.0～9.0時(shí)的選擇性最佳。

張國范等[9]研究發(fā)現(xiàn)在弱酸性條件下，鈦鐵礦表面以Fe3+和油酸根離子的化學(xué)吸附為主，鈦輝石表面以Ca2+、Mg2+和油酸根離子的化學(xué)作用為主；在弱堿性條件下，鈦鐵礦表面主要活性吸附點(diǎn)為Fe3+、Mg2+和Ca2+，但以油酸根與Mg2+和Ca2+的化學(xué)作用為主，鈦輝石表面也是以油酸根和Ca2+及Mg2+作用為主，故宜在酸性條件下分選這兩種礦物。

比較油酸鈉在不同pH條件下與鈦鐵礦和鈦輝石的作用，不難發(fā)現(xiàn)礦漿酸堿度的強(qiáng)弱，直接影響到鈦鐵礦表面的活性位點(diǎn)與捕收劑的作用。

2.2 抑制劑

隨著我國鈦鐵礦資源貧、細(xì)、雜化特征日益突出，單依靠現(xiàn)有的浮選捕收劑還不能有效分離出目的礦物，有時(shí)對(duì)脈石的抑制也很重要。目前，鈦鐵礦浮選用的抑制劑主要有水玻璃、草酸、羧甲基纖維素、六偏磷酸鈉和氟硅酸鈉等。

鄧傳宏等[10]研究證實(shí)，鈦鐵礦與鈦輝石具有相似的浮選行為。在弱酸性環(huán)境中，鈦鐵礦表面荷正電，鈦輝石表面荷負(fù)電，在靜電引力下二者發(fā)生凝聚讓分離難度加大。水玻璃可使鈦鐵礦表面轉(zhuǎn)為負(fù)電位，從而削弱異相凝聚對(duì)選別產(chǎn)生的影響；水玻璃對(duì)鈦鐵礦表面吸附較弱，而對(duì)鈦輝石表面呈化學(xué)吸附，這就有礙于油酸根在鈦輝石表面上吸附，因而表現(xiàn)出良好的分散性及選擇性抑制效果。戴新宇[11]采用F968捕收劑富集攀枝花細(xì)粒鈦鐵礦，研究表明，用草酸和SSB作調(diào)整劑既能有效抑制脈石，又能讓礦漿pH維持在弱酸性或近中性區(qū)間內(nèi)，最終獲得良好的選鈦指標(biāo)。

魏志聰?shù)萚12]發(fā)現(xiàn)CMC(羧甲基纖維素)對(duì)鈦鐵礦及鈦輝石均產(chǎn)生強(qiáng)烈抑制作用，CMC降低了鈦鐵礦和鈦輝石的表面Zeta電位。由于存在競(jìng)爭(zhēng)吸附，CMC在鈦輝石表面的吸附量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鈦鐵礦表面的吸附量，因此浮選時(shí)加入CMC能有效分離鈦鐵礦和鈦輝石。

綜上，水玻璃和CMC的抑制機(jī)理主要是通過降低礦物表面電位減弱不同礦物間的異相凝聚作用，以及選擇性吸附在脈石礦物表面上，阻礙捕收劑對(duì)脈石的吸附而達(dá)到抑制目的。

3 浮選活化劑及其作用機(jī)理

鈦鐵礦被公認(rèn)是一種難選礦物，其表面富含鈦和鐵的金屬活性位點(diǎn)。鈦鐵礦浮選溶液化學(xué)研究表明，在酸性條件下，鈦鐵礦表面的主要活性位點(diǎn)為鈦及鈦的羥基化合物；在弱酸及堿性條件下,鈦鐵礦表面的主要活性位點(diǎn)為鐵及鐵的羥基化合物。為了增強(qiáng)鈦鐵礦的可浮性,目前主要通過引入外來離子和表面氧化改性兩種方式來實(shí)現(xiàn)鈦鐵礦的活化浮選[1]。

3.1 金屬離子活化劑

利用金屬離子如Ca2+、Mg2+、Cu2+和Pb2+等來活化目的礦物的方法在浮選領(lǐng)域已被廣泛運(yùn)用，目前應(yīng)用較廣的活化劑是硝酸鉛，近年來也有用銅離子活化鈦鐵礦的研究報(bào)道。

Chen Pan等[13-14]對(duì)鉛離子活化鈦鐵礦的機(jī)理展開深入研究，結(jié)果表明Pb2+在鈦鐵礦表面的吸附是一個(gè)化學(xué)控制過程。鉛離子及其羥基化合物與鈦鐵礦表面的羥基鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成Fe-O-Pb復(fù)合物，而且還生成了疏水的油酸鉛。此外，鉛離子在鈦鐵礦表面的吸附提高了鈦鐵礦表面鐵和鈦活性質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)含量，強(qiáng)化了油酸根對(duì)鈦鐵礦的捕收。

范先鋒等[15]對(duì)挪威某原生鈦鐵礦展開研究，他在浮選時(shí)加入了Pb(NO3)2，使得鈦鐵礦的回收率得到大幅提升。表面電位研究表明，Pb2+特性吸附于鈦鐵礦表面雙電層中，促進(jìn)了油酸根在其表面的附著；而Pb2+在石英表面是靜電吸附，無法促使油酸根在其表面附著。

余德文等[16-17]對(duì)攀枝花原生細(xì)粒鈦鐵礦進(jìn)行無抑制活化浮選，結(jié)果表明，硫酸不僅調(diào)節(jié)了pH，還活化了鈦鐵礦。SO42-和HSO4-在鈦鐵礦表面的特效吸附，對(duì)鈦鐵礦表面ζ電位產(chǎn)生影響，不利于捕收劑的附著。但是，硫酸將鈦鐵礦表面的Fe2+氧化,加強(qiáng)了RCOO-與鈦鐵礦表面Fe3+的鍵合力，有利于捕收劑吸附在鈦鐵礦表面上。此外，Pb2+選擇性吸附使鈦鐵礦表面電位升高，強(qiáng)化了對(duì)陰離子捕收劑的吸附。

Li等[18]研究Cu2+活化鈦鐵礦的機(jī)理,發(fā)現(xiàn)Cu2+改性是通過離子交換、氫氧化物沉淀和氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的。銅離子表面改性后，鈦鐵礦表面的Fe2+被溶液中的Cu2+取代并生成Cu(OH)2，還生成了氧化還原產(chǎn)物Cu+和Fe3+，使鈦鐵礦表面活性增強(qiáng)，由此導(dǎo)致對(duì)HPA(α-羥基辛基膦酸)的吸附量升高，提高了鈦鐵礦的可浮性。經(jīng)銅離子活化后，鈦鐵礦中TiO2的回收率由56.4%提高到78.2%。

綜上，金屬離子的活化機(jī)理是選擇性吸附于鈦鐵礦表面上，使之表面電位升高，并與其上的Fe3+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成難溶物；或發(fā)生取代和氧化還原反應(yīng)，生成金屬氫氧化物沉淀，提高了鈦鐵礦表面活性位點(diǎn)或組分的相對(duì)含量而起到活化作用。

3.2 礦物表面改性

表面溶解強(qiáng)化鈦鐵礦浮選近來受到許多關(guān)注。Parapari等[19]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濃度10%的硫酸處理后，鈦鐵礦表面的Fe3+含量增加了11個(gè)百分點(diǎn)；表面溶解后，形成比油酸亞鐵更穩(wěn)定的油酸鐵，使鈦鐵礦在較大的pH區(qū)間內(nèi)疏水性增加。試驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)這一觀點(diǎn)：經(jīng)硫酸預(yù)處理的鈦鐵礦比未經(jīng)處理的鈦鐵礦浮選回收率提高近20%。

微波處理鈦鐵礦的機(jī)理研究正在逐漸成熟，范先鋒等[20]最先將微波用在鈦鐵礦選礦中，發(fā)現(xiàn)微波輻照能加強(qiáng)鈦鐵礦的粒間解離，既提高了磨礦效率，又促進(jìn)了礦物表面Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化，有利于油酸根在其表面的吸附。廖雪峰等[21]對(duì)攀枝花鈦鐵礦進(jìn)行微波加熱預(yù)處理，水淬冷卻干燥后干磨，試驗(yàn)最終磁精礦產(chǎn)率比未經(jīng)微波預(yù)處理提高了27%左右。微波處理還可以清洗礦物表面，這對(duì)提升難處理鈦鐵礦的整體利用水平具有重要意義。

表面改性的關(guān)鍵在于改變礦物表面活性位點(diǎn)的化學(xué)狀態(tài)，在不引入外來離子的前提下達(dá)到強(qiáng)化浮選目的，主要體現(xiàn)在用表面溶解和微波輻照來強(qiáng)化鈦鐵礦浮選等方面。其共性是通過表面改性，使礦物表面發(fā)生由Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)變，油酸根與鈦鐵礦表面的三價(jià)鐵離子形成油酸鐵化合物[22]，從而提升鈦鐵礦的可浮性。

4 浮選捕收劑及其作用機(jī)理

目前關(guān)于鈦鐵礦捕收劑的研究主要是高效捕收劑的研發(fā)和組合捕收劑的使用。鈦鐵礦浮選常用脂肪酸、膦酸、胂酸和羥肟酸類捕收劑。對(duì)捕收劑的優(yōu)化設(shè)計(jì)取決于官能團(tuán)的作用形式，目前已有用X射線光電子能譜(XPS)、紅外光譜(FTIR)和密度泛函理論(DFT)計(jì)算等來研究藥劑在礦物表面吸附機(jī)理的報(bào)道[23]。

4.1 常用捕收劑

4.1.1 脂肪酸類捕收劑

鈦鐵礦浮選常用的脂肪酸類捕收劑有油酸鹽、氧化石蠟皂和塔爾油，其特點(diǎn)是捕收性強(qiáng)、價(jià)格低，但選擇性差，通常用于浮選脈石種類簡(jiǎn)單的鈦鐵礦礦石。羧酸類捕收劑作用機(jī)理，被認(rèn)為是兩個(gè)速度不同的過程—可逆吸附(物理吸附)和不可逆吸附(化學(xué)吸附)[24]。用油酸鹽浮選鈦鐵礦已有大量研究，下面以油酸鈉為例說明其在鈦鐵礦表面吸附的作用機(jī)理。

Parkins[25]研究發(fā)現(xiàn)，油酸根在鈦鐵礦-水界面的吸附比較特殊，在低吸附密度時(shí)為物理吸附，在高吸附密度時(shí)為化學(xué)吸附。而Gutierreza[22]研究表明鈦鐵礦表面發(fā)生了Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)化，油酸根與其表面的Fe3+反應(yīng)生成難溶的油酸鐵。FAN等[26]發(fā)現(xiàn)Ti4+在強(qiáng)酸性溶液中與油酸根離子發(fā)生反應(yīng)，F(xiàn)e2+在弱酸及弱堿性溶液中與油酸根離子反應(yīng)，因此鈦鐵礦表面在任何時(shí)候只有一半的金屬離子是有效的活性位點(diǎn)。張國范等[27]研究表明，在pH為4～6時(shí)，油酸根與鈦鐵礦表面的鐵質(zhì)點(diǎn)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；在pH為6～10時(shí)，油酸鈉溶解的活性組分離子-分子締合物濃度增大，故鈦鐵礦在pH為4～10時(shí)具有良好的可浮性。

4.1.2 膦酸類捕收劑

苯乙烯膦酸和雙膦酸是常用的膦酸類捕收劑，其選擇性好，毒性低，但因價(jià)格原因阻礙了其大規(guī)模應(yīng)用。馮成建等[28]研究發(fā)現(xiàn)，苯乙烯膦酸在酸性介質(zhì)中對(duì)鈦鐵礦表面的吸附量較高，卻不能讓鈦鐵礦上浮，即僅用苯乙烯膦酸并不能使鈦鐵礦上浮，使之上浮的關(guān)鍵是加入松醇油。電位測(cè)定表明，苯乙烯膦酸在鈦鐵礦表面的化學(xué)吸附導(dǎo)致鈦鐵礦表面動(dòng)電位降低，其他因素還有鈦鐵礦表面Fe2+和Ca2+的溶解。

王晶[29]研究某雙膦酸類捕收劑TF2-8的溶液化學(xué)，發(fā)現(xiàn)在酸性pH下，鈦鐵礦表面的鐵和鈦質(zhì)點(diǎn)以帶正電的水合羥離子形式存在，有利于陰離子捕收劑的吸附。結(jié)合溶液組分推定，TF2-8同鈦鐵礦表面的作用首先是通過靜電吸附，進(jìn)而在礦物表面發(fā)生化學(xué)吸附，生成TF2-8的酸式鹽。

任志民[30]對(duì)比苯乙烯膦酸和氧化石蠟皂浮選細(xì)泥鈦鐵礦的效果發(fā)現(xiàn)，苯乙烯膦酸比氧化石蠟皂用量小，指標(biāo)高。用苯乙烯膦酸浮選攀枝花細(xì)泥鈦鐵礦，可得到TiO2品位46.17%、回收率73.98%的鈦精礦。

Li等[31]用α-羥基辛基膦酸(HPA)浮選鈦鐵礦取得較好效果，由DFT計(jì)算推斷PO(OH)2基團(tuán)中的氧原子為HPA的反應(yīng)中心，其組分活性順序?yàn)椋篐PA

有研究指出，用苯乙烯膦酸處理后，鈦鐵礦表面存在膦酸基團(tuán)的特征峰，且該峰發(fā)生了較大位移，證實(shí)了苯乙烯膦酸在鈦鐵礦表面發(fā)生了化學(xué)吸附；雙膦酸捕收劑則因與鈦鐵礦表面Fe和Ti活性質(zhì)點(diǎn)發(fā)生化學(xué)鍵合而吸附在礦物表面，且在兩相界面生成有機(jī)膦酸鹽[24]。

4.1.3 胂酸類捕收劑

胂酸類捕收劑屬于螯合類藥劑，由于胂酸根具有強(qiáng)電負(fù)性，能與弱電性的鈦產(chǎn)生范德華力，生成難溶的螯合物。朱建光[32]研究發(fā)現(xiàn)，芐基胂酸在鈦鐵礦表面存在化學(xué)吸附和物理吸附，以前者為主，并在鈦鐵礦表面生成芐基胂酸鈦。芐基胂酸浮選鈦鐵礦效果較好，因其具有一定毒性限制了在工業(yè)中的應(yīng)用。

孫宗華等[33]以硫酸作調(diào)整劑，氟硅酸鈉作抑制劑，乙基醚醇作起泡劑，pH 5.0條件下，分別以苯乙烯膦酸、雙膦酸、油酸鈉和芐基胂酸作捕收劑，發(fā)現(xiàn)芐基胂酸浮選效果最好。以疏水絮凝法選別攀枝花細(xì)粒鈦鐵礦，給礦TiO2品位9.84%，獲得鈦精礦品位45.79%，回收率50.52%的選礦指標(biāo)。

4.1.4 羥肟酸類捕收劑

羥肟酸分子中的氮和氧原子具有很大電負(fù)性，可與多種金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物，故對(duì)多種礦物具有良好的選擇性和捕收性[34]。有研究認(rèn)為，水楊羥肟酸濃度較低時(shí)，其在鈦鐵礦表面發(fā)生化學(xué)吸附，當(dāng)濃度較高時(shí)存在化學(xué)吸附與物理吸附[35]。

程奇等[36]探究發(fā)現(xiàn)，正癸基羥肟酸和正辛基羥肟酸浮選鈦鐵礦的最優(yōu)pH均為7，且正癸基羥肟酸的捕收性能更優(yōu)。在該pH范圍及捕收劑用量200 mg/L條件下，正癸基羥肟酸選鈦回收率為90.32%，而正辛基羥肟酸為85.2%。

董宏軍等[35]研究細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦的浮選性能時(shí)發(fā)現(xiàn)，相同用量的水楊羥肟酸的捕收能力比苯乙烯膦酸強(qiáng)。在pH =6、水楊羥肟酸用量為2×10-4mol/L時(shí)，浮選鈦鐵礦的回收率達(dá)86%；在前述條件下，浮選0～20 μm鈦鐵礦與0～25 μm鈦輝石的混合礦，經(jīng)一次開路浮選，得到鈦精礦TiO2品位46.10%，回收率71.65%。

劉明寶等[37]在水楊羥肟酸在鈦鐵礦表面的作用特性探究中發(fā)現(xiàn)，在30 min后水楊羥肟酸吸附達(dá)到平衡，在中性及弱堿性pH范圍內(nèi)飽和吸附量最大。吸附熱力學(xué)模型擬合表明，在酸性及中性條件下，水楊羥肟酸離子在礦物表膜的擴(kuò)散是吸附過程的關(guān)鍵步驟，在堿性條件下礦物表面活性質(zhì)點(diǎn)離子在表膜中的擴(kuò)散起決定作用。

目前，羥肟酸與金屬離子的作用機(jī)理存在兩種觀點(diǎn)：(1)羥肟酸與金屬離子“O、O”螯合，形成穩(wěn)定的五元環(huán)；(2)羥肟酸與金屬離子“O、N”螯合，形成較不穩(wěn)定的四元環(huán)。對(duì)于羥肟酸的作用機(jī)理雖已有大量研究，至今觀點(diǎn)未能統(tǒng)一，后續(xù)仍需深入研究[38]。

4.2 組合捕收劑

鈦鐵礦資源性質(zhì)復(fù)雜，現(xiàn)階段單一用藥往往不能達(dá)到理想的選別指標(biāo)。而藥劑的協(xié)同效應(yīng)表明，兩種或多種捕收劑組合使用的效果往往好于其中任意一種。所以組合捕收劑的使用成為浮選藥劑發(fā)展的重點(diǎn)所在。如今在鈦鐵礦浮選領(lǐng)域，已經(jīng)涌現(xiàn)出了一大批新型組合捕收劑。

MOS捕收劑由中南大學(xué)發(fā)明[39-40]，由三種藥劑按配比制成，該藥劑分子含雙鍵和非共軛雙鍵的烴基，易與鈦鐵礦表面的金屬離子作用，形成難溶鹽或螯合物吸附在鈦鐵礦表面。1997-2001年間, MOS被用于浮選攀枝花細(xì)粒鈦鐵礦。MOH是以MOS為基礎(chǔ)改制成的，該藥劑彌補(bǔ)了MOS的一些不足。攀鋼鈦選礦廠以MOH為捕收劑，從含TiO218.32%的原礦中獲得TiO2品位47.51%、回收率77.66%的鈦精礦。

ZF-02捕收劑是針對(duì)微細(xì)粒鈦鐵礦的一種新型高效環(huán)保捕收劑，由脂肪酸皂、羥肟酸和表面活性劑混合制成，它比MOH具有更高的性能價(jià)格比優(yōu)勢(shì)。舒超等[41]對(duì)攀枝花某微細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦進(jìn)行研究，原礦TiO2品位22.85%，以ZF-02為捕收劑，硫酸作調(diào)整劑，草酸作抑制劑，閉路試驗(yàn)可獲得TiO2品位48.08%、回收率89.73%的鈦精礦。

XT組合捕收劑由攀鋼鈦業(yè)公司研制，不僅對(duì)強(qiáng)磁精礦具有較好的選擇性，而且在精選時(shí)能抗脫藥。XT在鈦鐵礦表面作用時(shí)，XT中的兩個(gè)O原子能與礦物表面的Fe3+和Ti4+鍵合，形成穩(wěn)定的五元環(huán)螯合結(jié)構(gòu)而發(fā)生化學(xué)吸附。為檢驗(yàn)該藥劑的可靠性，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，在給礦TiO2品位17.80%時(shí)，獲得鈦精礦品位為47.42%、回收率為73.28%的好指標(biāo)，其選別指標(biāo)略優(yōu)于MOS[42]。

YS-3是四川有色金砂選礦藥劑公司新研制的一種高效環(huán)保捕收劑，它是用改性肟酸和其他原料制成。用YS-3浮選攀西地區(qū)某鈦鐵礦礦石，獲得了鈦精礦產(chǎn)率35.07%、精礦TiO2品位47.51%、回收率77.43%的良好指標(biāo)。比MOH獲得的精礦品位略低，回收率提高了2.1%，更符合環(huán)保要求[43]。

新型捕收劑RST是將塔爾油適度氧化后，再添加一定比例的添加劑研制而成。謝建國等[44]用RST浮選微細(xì)粒級(jí)鈦鐵礦礦石，原礦含TiO219.75%，先浮選脫硫，然后以硫酸調(diào)pH、草酸為抑制劑、RST作捕收劑，閉路試驗(yàn)可獲得精礦TiO2品位48.28%、回收率79.90%的選鈦指標(biāo)。

從上述組合捕收劑的應(yīng)用案例可以看出，新型組合捕收劑的共性是由多種藥劑組合而成，綜合了不同藥劑的各自優(yōu)點(diǎn)，從而具備了良好的捕收性和選擇性，且無毒害、成本低，能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益，因此新型捕收劑完全可以取代傳統(tǒng)捕收劑應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。但是對(duì)于一些組合捕收劑的作用機(jī)理研究，目前尚未十分清楚，后續(xù)需加強(qiáng)對(duì)組合捕收劑作用機(jī)理的研究。

5 挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，我國的鈦鐵礦礦石選礦技術(shù)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，但是對(duì)于多金屬組分伴生的鈦鐵礦礦石及微細(xì)粒鈦鐵礦資源的綜合利用水平仍然不足。如對(duì)攀西地區(qū)釩鈦磁鐵礦的綜合利用雖已達(dá)到國際領(lǐng)先水平，但對(duì)鐵、鈦和釩的總體利用率還是不高，導(dǎo)致了鈦資源被大量浪費(fèi)的現(xiàn)狀；再如針對(duì)細(xì)粒鈦鐵礦浮選的一些新技術(shù)，大都停留在理論研究階段，目前還難以應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中去。

隨著我國鈦鐵礦礦石性質(zhì)趨于復(fù)雜和我國工業(yè)化進(jìn)程對(duì)鈦資源需求的不斷增加，提升鈦鐵礦資源綜合利用水平勢(shì)在必行，為此必須聯(lián)合選礦與冶金兩大行業(yè)，對(duì)原有選礦設(shè)備和工藝進(jìn)行系統(tǒng)化改進(jìn)，方能有所突破。針對(duì)目前鈦鐵礦選礦的技術(shù)現(xiàn)狀，浮選新藥劑的開發(fā)和選礦工藝的創(chuàng)新將成為鈦鐵礦選礦的主要研究方向。加強(qiáng)對(duì)捕收劑的研究，研制出新型高效、環(huán)保、低價(jià)的組合捕收劑是今后鈦鐵礦浮選技術(shù)發(fā)展的重中之重。