微細(xì)粒磷灰石-白云石浮選體系中礦物疏水聚團(tuán)行為及礦漿流變性研究

趙麗娜，陳傲傲，張覃，高過(guò)

1.貴州大學(xué), 貴州 貴陽(yáng) 550025；

2.貴州科學(xué)院, 貴州 貴陽(yáng) 550001；

3.喀斯特地區(qū)優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源高效利用國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室, 貴州 貴陽(yáng) 550025；

4.貴州省非金屬礦產(chǎn)資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 貴州 貴陽(yáng) 550025

這類礦石特點(diǎn)是多為鮞粒、假鮞粒結(jié)構(gòu)，嵌布緊密，礦物顆粒細(xì)，雜質(zhì)含量高，磷灰石呈隱晶質(zhì)、微晶質(zhì)，沒(méi)有特定的晶體結(jié)構(gòu)，白云石是其主要的脈石礦物，為使磷灰石顆粒充分單體解離，選礦過(guò)程需要細(xì)磨，從而會(huì)產(chǎn)生大量的微細(xì)粒礦物[8-9]。浮選是有效分離磷灰石和脈石礦物的常用方法[10-11]。

浮選效率與礦物的粒度密切相關(guān)，對(duì)于微細(xì)顆粒礦物，由于質(zhì)量小，與氣泡碰撞黏附概率較低，會(huì)降低浮選速率；另外，由于微細(xì)顆粒礦物比表面積大、表面能大，會(huì)導(dǎo)致藥劑用量大、捕收劑選擇性差、浮選泡沫過(guò)穩(wěn)定等問(wèn)題[12-13]。為了消除微細(xì)顆粒礦物對(duì)浮選的影響，在實(shí)際磷礦石浮選中通常先采用水力旋流器預(yù)先拋尾，但這會(huì)造成磷灰石資源的浪費(fèi)[14]。隨著全球磷礦供應(yīng)日趨緊張，我國(guó)磷礦資源稀缺性日漸顯現(xiàn)[15]。

引言

磷礦是中國(guó)重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，是制備磷肥和保障糧食安全的重要原料，是精細(xì)磷化工業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。磷礦也直接關(guān)系到世界糧食供應(yīng)安全和磷化工的可持續(xù)發(fā)展，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值[1-4]。近年來(lái)，磷礦需求不斷增加，預(yù)計(jì)到2023 年，磷礦消費(fèi)量將增加到5 000 萬(wàn)t[5]。中國(guó)是磷礦資源儲(chǔ)量大國(guó)，根據(jù)《中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告2022》顯示，截至2021 年底中國(guó)磷礦儲(chǔ)量為37.55 億t，位居世界第二[6]。磷礦可分為海相沉積型、火成巖型、變質(zhì)巖型、風(fēng)化沉積型和生物成因型5 種類型。中國(guó)磷礦以海相沉積型為主[7]，但我國(guó)磷礦貧礦多富礦少，90%以上為中低品位磷礦，其中以膠磷礦為主，占全國(guó)總儲(chǔ)量的70%左右，實(shí)現(xiàn)微細(xì)粒磷礦資源的高效回收對(duì)解決我國(guó)磷礦資源的可持續(xù)發(fā)展、創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。

大量研究表明，通過(guò)疏水聚團(tuán)增大顆粒表觀粒徑是改善微細(xì)粒礦物浮選效率的有效途徑[16-18]，即采用表面活性劑使微細(xì)顆粒礦物疏水，從而使得納米級(jí)或微米級(jí)的疏水顆粒之間通過(guò)疏水引力而聚團(tuán)，再用常規(guī)浮選法回收或沉降分離[19-20]。另外，疏水聚團(tuán)顆粒具有結(jié)構(gòu)致密、表面疏水等特點(diǎn)，與相同粒徑的正常顆粒具有相似的浮選行為[21-22]。Yin 等[23]用油酸鈉誘導(dǎo)赤鐵礦疏水后，通過(guò)機(jī)械攪拌作用使顆?？朔軌疽痤w粒選擇性聚團(tuán)，顯著提高了鞍山細(xì)粒赤鐵礦回收率。Xue 等[24]研究了硫化鈉和丁基黃原酸鈉在微細(xì)粒閃鋅礦中的作用，發(fā)現(xiàn)硫化氫離子和黃原酸鹽離子的吸附提高了閃鋅礦表面疏水性，EDLVO 計(jì)算表明強(qiáng)疏水引力促進(jìn)了團(tuán)聚體的形成，從而提高了閃鋅礦細(xì)顆粒的可浮性。目前已有許多關(guān)于高嶺石[25]、閃鋅礦[26]和輝鉬礦[27]等細(xì)粒礦物疏水聚團(tuán)的研究成果，但對(duì)微細(xì)粒磷礦疏水聚團(tuán)的研究卻很少。油酸鈉是磷礦浮選中常用的捕收劑，能選擇性作用于礦物表面并使其疏水，所以選擇油酸鈉體系研究微細(xì)粒磷礦疏水聚團(tuán)行為是很有意義的。此外，顆粒間相互作用，特別是疏水引力是決定顆粒聚團(tuán)的主要因素，疏水引力越大，疏水性越強(qiáng)，團(tuán)聚程度越好，成團(tuán)越規(guī)則。這對(duì)研究浮選分離過(guò)程，特別是微細(xì)顆粒的浮選分離具有重要意義[28-30]。除了疏水引力，分子間的相互作用還包括范德華力和靜電力，然而，浮選礦漿中的這些力較為復(fù)雜且難以精確測(cè)量，也難以量化顆粒間的相互作用[31-32]，所以找到一種簡(jiǎn)便可靠的評(píng)價(jià)微細(xì)粒礦物顆粒間相互作用的方法，對(duì)調(diào)控微細(xì)粒礦物的選擇性疏水聚團(tuán)具有重要意義。

流變學(xué)是研究流體材料和懸浮物在外加應(yīng)力作用下的變形和流動(dòng)的一門科學(xué)[33]。研究發(fā)現(xiàn)，浮選礦漿的流變學(xué)測(cè)量提供了對(duì)顆粒相互作用力的定量測(cè)量[34]。用于表征礦漿的常見的流變參數(shù)是表觀黏度和屈服應(yīng)力，這兩個(gè)參數(shù)都可作為評(píng)價(jià)浮選礦漿中顆粒間相互作用或聚團(tuán)的直接方法，可作為一個(gè)有用的工藝控制參數(shù)[35-36]。利用礦漿的流變特性來(lái)評(píng)價(jià)顆粒間的相互作用，已應(yīng)用于硫化物礦物[37-38]、煤[39-40]、黏土[41-42]和鹽類礦物如方解石和螢石[35,43-44]等。然而，在浮選相關(guān)條件下，很少有研究借助流變參數(shù)評(píng)價(jià)微細(xì)粒磷灰石與白云石顆粒間的相互作用。

本文主要研究了微細(xì)粒磷灰石和白云石在浮選相關(guān)條件下的疏水聚團(tuán)行為及流變性，考察了攪拌時(shí)間、油酸鈉質(zhì)量濃度和pH 值對(duì)微細(xì)粒磷灰石和白云石的疏水聚團(tuán)行為及流變性的影響。通過(guò)粒度測(cè)量研究了疏水團(tuán)聚性能，通過(guò)流變學(xué)參數(shù)表觀黏度值評(píng)價(jià)了細(xì)粒礦物顆粒之間的相互作用，進(jìn)一步闡明了浮選礦漿中顆粒的聚團(tuán)程度?；趯?duì)微細(xì)粒礦物聚團(tuán)和流變學(xué)研究，揭示了礦物顆粒聚團(tuán)和礦漿流變性的內(nèi)在聯(lián)系，可為強(qiáng)化微細(xì)粒磷礦浮選分離奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料和試劑

本研究中使用的磷礦來(lái)自中國(guó)貴州，手工挑選出磷灰石和白云石的純礦物在盤磨機(jī)中研磨，得到-38 μm粒級(jí)的顆粒，磷灰石樣品的純度為91.10%，白云石樣品的純度為97.75%，均滿足試驗(yàn)需求。用激光粒度分析儀(LS13320,美國(guó)貝克曼公司)測(cè)量了磷灰石和白云石樣品的粒度分布，如圖1 所示，磷灰石和白云石樣品的粒度分布大致相同，磷灰石和白云石樣品的d90分別為31.95 μm 和29.36 μm。采用X 射線熒光光譜分析儀（XRF）測(cè)定磷灰石和白云石的礦物化學(xué)元素組成，磷灰石和白云石中主要元素含量列于表1 中。

表1 磷灰石和白云石中主要元素含量 /% Table 1 Content of major elements in apatite and dolomite.

圖1 磷灰石和白云石累積粒度分布Fig. 1 Cumulative particle size distribution of apatite and dolomite

油酸鈉(C18H33NaO2)購(gòu)自天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司，磷酸(H3PO4)和氫氧化鈉(NaOH)作為pH 值調(diào)整劑，購(gòu)自成都金山化學(xué)試劑有限公司。試驗(yàn)所用試劑均為分析純?cè)噭?，所用水為去離子水。

1.2 方法

1.2.1 疏水聚團(tuán)試驗(yàn)

在250 mL 燒杯中分別進(jìn)行微細(xì)粒磷灰石和白云石的疏水聚團(tuán)試驗(yàn)，4 g 純礦物樣品加100 mL 水，先用超聲波清洗劑分散5 min，在懸浮液中加入一定量的油酸鈉，添加磷酸或NaOH 調(diào)節(jié)pH 值，然后將型號(hào)為JJ-1A、功率為120 W 的電動(dòng)攪拌器置于燒杯底部30 mm 高度處，在一定時(shí)間下，以恒定的攪拌速率600 r/min，進(jìn)行懸浮攪拌。聚團(tuán)試驗(yàn)結(jié)束后，使用直徑為10 mm、端口直徑＞3 mm 的移液管(為了盡量減少采樣時(shí)顆粒的聚集和破碎)移取懸浮液用激光粒度分析儀(LS13320,美國(guó)貝克曼公司)進(jìn)行粒度測(cè)定，粒度測(cè)定時(shí)不采用超聲處理。

1.2.2 流變性測(cè)試

流變性測(cè)試采用Brookfild DVnext 流變儀進(jìn)行測(cè)定。聚團(tuán)試驗(yàn)結(jié)束后，使用直徑為10 mm、端口直徑＞3 mm 的移液管移取懸浮液測(cè)試其流變性，每組試驗(yàn)表觀黏度值平行測(cè)試三次，并畫誤差帶圖。礦漿流變性測(cè)試在室溫下（25℃）進(jìn)行，測(cè)試礦漿流變性轉(zhuǎn)子的扭矩范圍保持在10%～100%，根據(jù)試驗(yàn)情況選擇LV62號(hào)轉(zhuǎn)子測(cè)量懸浮液表觀黏度，轉(zhuǎn)速為250 r/min。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 攪拌時(shí)間對(duì)微細(xì)粒磷灰石與白云石疏水聚團(tuán)與流變性的影響

在油酸鈉質(zhì)量濃度400 mg/L、pH=9 條件下，考察不同攪拌時(shí)間（0 min、10 min、20 min、30 min、40 min）對(duì)微細(xì)粒磷灰石和白云石選擇性聚團(tuán)和流變性的影響，結(jié)果如圖2 和3 所示。由圖2(a)可知，隨著油酸鈉作用時(shí)間增加，磷灰石平均粒徑（dmean）急劇增加，與作用0 min 相比，當(dāng)攪拌時(shí)間為30 min 時(shí)，-10 μm 粒級(jí)體積含量由52.0%降低至8.63%，10～38 μm 粒級(jí)體積含量由42.8%降低至30.77%，而38～75 μm 粒級(jí)體積含量由5.0%增加至35.2%，+75 μm 磷灰石體積含量由0.2%增 加 至25.4%，dmean由13.51 μm 增 大 到52.74 μm。微細(xì)粒磷灰石發(fā)生聚團(tuán)，究其原因是，油酸鈉與磷灰石顆粒間相互作用尤其是疏水引力加強(qiáng)，從而使微細(xì)粒磷灰石疏水聚團(tuán)程度增強(qiáng)；由圖2(b)可以看出，隨著油酸鈉攪拌時(shí)間的增加，微細(xì)粒磷灰石礦漿的表觀黏度隨著顆粒聚團(tuán)程度的增加而增加，說(shuō)明顆粒的聚團(tuán)程度與礦漿的表觀黏度存在相關(guān)性。因表觀黏度可以用來(lái)表征顆粒間的相互作用，所以隨著礦漿表觀黏度增大即顆粒間的相互作用力尤其是疏水引力增強(qiáng)，使得微細(xì)粒磷灰石顆粒發(fā)生疏水聚團(tuán)[19-20]。

圖2 油酸鈉不同攪拌時(shí)間下，不同粒級(jí)磷灰石體積含量(a)及磷灰石礦漿的表觀黏度(b)（油酸鈉質(zhì)量濃度400 mg/L；pH=9）Fig. 2 Volume concentration (a) of apatite of different size fraction and apparent viscosity (b) under different stirring time of sodium oleate (mass concentration of sodium oleate 400 mg/L; pH=9)

在不同攪拌時(shí)間下，不同粒級(jí)白云石體積含量及流變性如圖3 所示。由圖3（a）可知，隨著油酸鈉攪拌時(shí)間增加，白云石顆粒間疏水引力增強(qiáng)，顆粒疏水聚團(tuán)程度加強(qiáng)。與作用0 min 相比，當(dāng)時(shí)間為30 min 時(shí)，-10 μm 粒級(jí)體積含量由67.7%降低至60.5%，10～38 μm粒級(jí)體積含量由27.3%降低至26.3%，而38～75 μm粒級(jí)體積含量分別由5.0%增加至10.4%，+75 μm 白云石體積含量分別由0 增加至2.8%，dmean由10.37 μm增大到16.38 μm；由圖3（b）可以看出，隨著油酸鈉攪拌時(shí)間的增加，微細(xì)粒白云石礦漿的表觀黏度隨著顆粒聚團(tuán)程度的增加而增加，究其原因，隨著礦漿表觀黏度增大即顆粒間的相互作用力尤其是疏水引力增強(qiáng)，促使微細(xì)粒白云石顆粒疏水聚團(tuán)，但微細(xì)粒白云石顆粒的聚團(tuán)程度弱于磷灰石顆粒，這可能是因?yàn)榘自剖w粒間疏水引力弱于磷灰石顆粒。

圖3 油酸鈉不同攪拌時(shí)間下不同粒級(jí)白云石體積含量(a)及白云石礦漿的表觀黏度(b)（油酸鈉質(zhì)量濃度400 mg/L；pH=9）Fig. 3 Volume concentration (a) of dolomite of different size fraction and apparent viscosity (b) under different stirring time of sodium oleate (mass concentration of sodium oleate 400 mg/L; pH=9)

綜上分析可知，油酸鈉對(duì)微細(xì)粒磷灰石和白云石均具有疏水聚團(tuán)作用，其原因可能是溶液中油酸鈉主要以C17H33COO-形式存在，磷灰石和白云石的表面性質(zhì)相似，這兩種礦物都含有鈣離子，油酸鈉會(huì)與磷灰石和白云石表面鈣發(fā)生化學(xué)吸附，使磷灰石和白云石顆粒因表面疏水而聚團(tuán)[45-46]，且磷灰石和白云石適宜的聚團(tuán)時(shí)間均為30 min。此外，由試驗(yàn)結(jié)果可知，表觀黏度與顆粒聚團(tuán)程度存在相關(guān)性，隨著油酸鈉攪拌時(shí)間的增加，磷灰石和白云石礦漿表觀黏度增加，即顆粒間疏水引力增強(qiáng)，使得微細(xì)粒磷灰石和白云石顆粒間因疏水而聚團(tuán)。

2.2 油酸鈉質(zhì)量濃度對(duì)微細(xì)粒磷灰石與白云石疏水聚團(tuán)和流變性的影響

研究發(fā)現(xiàn)，顆粒表面疏水性越強(qiáng)，聚團(tuán)程度越好，達(dá)到相同團(tuán)聚程度所需的動(dòng)能越小[26]，所以顆粒表面疏水性是疏水聚團(tuán)的前提，聚團(tuán)程度的變化可以用油酸鈉在磷灰石表面的吸附來(lái)解釋。在pH=9、攪拌時(shí)間30 min 的條件下，考察了不同油酸鈉質(zhì)量濃度（100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L、600 mg/L、800 mg/L）對(duì)微細(xì)粒磷灰石與白云石聚團(tuán)和流變性的影響。圖4 顯示了不同油酸鈉質(zhì)量濃度對(duì)不同粒級(jí)磷灰石體積含量及礦漿的表觀黏度的影響。由圖4（a）可知，隨著油酸鈉質(zhì)量濃度的增加，團(tuán)聚程度顯著增加，直到在油酸鈉質(zhì)量濃度為300 mg/L 時(shí)顯著下降，當(dāng)油酸鈉質(zhì)量濃度為200 mg/L 時(shí)，dmean為85.62 μm，與100 mg/L 油 酸 鈉 相 比，-38 μm 粒 級(jí) 體 積 含 量 由45.3%降低至17.6%，38～75 μm 粒級(jí)體積含量由初始38.6%降低至21.7%，+75 μm 粒級(jí)含量由16.1%增加至60.7%。當(dāng)油酸鈉質(zhì)量濃度繼續(xù)增大至800 mg/L時(shí)，磷灰石dmean降低至23.21 μm，-38 μm 粒級(jí)含量迅速增至88.7%；由圖4（b）可以看出，磷灰石表觀黏度隨著油酸鈉質(zhì)量濃度的增加，呈先增加后減小的趨勢(shì)，在油酸鈉質(zhì)量濃度為200 mg/L 時(shí)達(dá)到最大。發(fā)生以上變化是因?yàn)樵谟退徕c質(zhì)量濃度低的時(shí)候，油酸鈉以單層形式吸附在磷灰石表面，隨著油酸鈉質(zhì)量濃度的增加，磷灰石礦漿表觀黏度增加，顆粒疏水性增強(qiáng)，dmean增加，顆粒間的團(tuán)聚程度增強(qiáng)。而在300 mg/L 左右達(dá)到飽和時(shí)，磷灰石表面發(fā)生多層吸附，礦漿表觀黏度降低，表面疏水性大幅降低，使磷灰石顆粒團(tuán)聚變?nèi)鮗16]。綜上可知，當(dāng)油酸鈉質(zhì)量濃度為200 mg/L 時(shí)，磷灰石聚團(tuán)效果較佳。

圖4 油酸鈉質(zhì)量濃度對(duì)微細(xì)粒磷灰石聚團(tuán)(a)及礦漿表觀黏度(b)的影響（pH=9；攪拌時(shí)間30 min）Fig. 4 Effect of sodium oleate mass concentration on fine apatite aggregates (a) and apparent viscosity (b) (pH=9; stirring time: 30 min)

圖5 顯示了油酸鈉質(zhì)量濃度對(duì)微細(xì)粒白云石聚團(tuán)(a)及礦漿表觀黏度的影響(b)。白云石團(tuán)聚體dmean隨著油酸鈉質(zhì)量濃度增加，呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，但總體的粒度變化范圍不大，如圖5（a）所示，當(dāng)油酸鈉質(zhì)量濃度為200 mg/L 時(shí)，dmean為17.86 μm，與100 mg/L油酸鈉相比，-38 μm 粒級(jí)體積含量由86.1%降低至84.7%，38～75 μm 粒級(jí)體積含量由10.7%增加至11.4%，+75 μm 粒級(jí)含量由3.2%增加至3.9%。當(dāng)繼續(xù)增大油酸鈉質(zhì)量濃度至800 mg/L 時(shí)，白云石dmean降低至16.43 μm，與磷灰石的情形相比，油酸鈉質(zhì)量濃度對(duì)白云石聚團(tuán)的影響不大；由圖5（b）可以看出，油酸鈉質(zhì)量濃度在100～300 mg/L 時(shí)，隨著油酸鈉質(zhì)量濃度增加，白云石的dmean逐漸增大，礦漿表觀黏度增加；當(dāng)油酸鈉質(zhì)量濃度＞300 mg/L 時(shí)，隨著油酸鈉質(zhì)量濃度的增大，白云石的dmean減小，但表觀黏度仍逐漸增大。究其原因，油酸鈉質(zhì)量濃度在100～300 mg/L 時(shí)，顆粒的聚團(tuán)程度是影響礦漿表觀黏度的主要因素，顆粒間疏水引力增強(qiáng)，白云石聚團(tuán)程度增加；當(dāng)油酸鈉質(zhì)量濃度＞300 mg/L 時(shí)，隨著油酸鈉質(zhì)量濃度增大，顆粒表面疏水性降低，由于油酸鈉具有起泡性，白云石礦漿泡沫黏度大大增強(qiáng)，此時(shí)的表觀黏度不僅受礦漿中顆粒聚團(tuán)程度的影響，也與泡沫黏度有較大的關(guān)系[47]。綜上可知，當(dāng)油酸鈉質(zhì)量濃度為200 mg/L 時(shí)，白云石的dmean和表觀黏度均最大，白云石聚團(tuán)效果較佳。

圖5 不同油酸鈉質(zhì)量濃度對(duì)不同粒級(jí)白云石體積含量(a)及礦漿的表觀黏度(b)的影響（pH=9；攪拌時(shí)間30 min）Fig. 5 Effect of different sodium oleate mass concentration on volume concentration of dolomite of different size fraction (a) and apparent viscosity (b) (pH=9; stirring time: 30 min)

2.3 礦漿pH 值對(duì)微細(xì)粒磷灰石和白云石疏水聚團(tuán)和流變性的影響

在攪拌時(shí)間30 min、油酸鈉質(zhì)量濃度為200 mg/L條件下，考察了不同pH 值（3、5、7、9、11）對(duì)微細(xì)粒磷灰石與白云石聚團(tuán)和流變性的影響。圖6 顯示了pH 值對(duì)細(xì)粒磷灰石聚團(tuán)(a)以及磷灰石礦漿表觀黏度隨pH 的變化(b)。隨著pH 值的增加，磷灰石的表觀黏度隨著團(tuán)聚程度的增加而增加，當(dāng)pH 值為9 時(shí)，dmean的增長(zhǎng)相對(duì)平緩，與pH 值為3 相比，-38 μm 粒級(jí)體積含量由95.4%降低至21.9%，38～75 μm 粒級(jí)體積含量由4.6%增加至25.9%，+75 μm 粒級(jí)含量由0 增加至52.2%，dmean由13.52 μm 增加到79.48 μm。由此可以看出，堿性條件下更有利于細(xì)粒磷灰石聚團(tuán)，當(dāng)pH值為9 時(shí)顆粒的聚團(tuán)效果較好，而且顆粒的表觀黏度與聚團(tuán)程度有一定的聯(lián)系，隨著pH 的增加，礦漿表觀黏度增加，顆粒間疏水引力增加，微細(xì)粒磷灰石的聚團(tuán)程度增加。

圖6 pH 值對(duì)不同粒級(jí)磷灰石體積含量(a)及磷灰石礦漿的表觀黏度(b)的影響（油酸鈉質(zhì)量濃度200 mg/L；攪拌時(shí)間30 min）Fig. 6 Effect of pH on volume concentration of apatite of different size fraction (a) and apparent viscosity (b) (mass concentration of sodium oleate 200 mg/L; stirring time 30 min)

圖7 顯示了pH 值對(duì)微細(xì)粒白云石聚團(tuán)(a)以及其表觀黏度隨pH 的變化(b)。如圖7（a）所示，隨著pH 值的增加，白云石的dmean先增后減，團(tuán)聚程度先增后減，與pH 值為9 相比，當(dāng)pH 值為5 時(shí)，-38 μm 粒級(jí)體積含量由87%降低至46.5%，38～75 μm 粒級(jí)體積含量由11%增加至22.6%，+75 μm 粒級(jí)含量由2%增加至30.9%，dmean由16.47 μm 增加到59.74 μm。如圖7（b）所示，隨著pH 值的增加，白云石礦漿的表觀黏度逐漸增加，當(dāng)pH 值為7 后dmean的增長(zhǎng)相對(duì)平緩。由此可以看出，弱酸性條件下更有利于微細(xì)粒白云石聚團(tuán)，當(dāng)pH 值為5 時(shí)顆粒的聚團(tuán)效果較好，礦漿表觀黏度在pH 值為3～5 時(shí)，顆粒的聚團(tuán)程度是影響表觀黏度的主要因素，隨著pH 值的增加，表觀黏度急劇增加，白云石顆粒間的疏水引力增加，使得顆粒聚團(tuán)程度增強(qiáng)，但當(dāng)pH 值到達(dá)5 之后，此時(shí)的表觀黏度不僅受礦漿中顆粒聚團(tuán)程度的影響，也與泡沫黏度有較大的關(guān)系。

圖7 pH 值對(duì)不同粒級(jí)白云石體積含量(a)及其礦漿的表觀黏度(b)的影響（油酸鈉質(zhì)量濃度200 mg/L；攪拌時(shí)間30 min）Fig. 7 Effect of pH on volume concentration of dolomite of different size fraction (a) and apparent viscosity (b) (mass concentration of sodium oleate 200 mg/L; stirring time 30 min)

綜上分析可知，微細(xì)粒磷灰石在堿性條件下可以較好地聚團(tuán)，但在酸性時(shí)聚團(tuán)效果不佳，而微細(xì)粒白云石則剛好相反，究其原因，相比酸性條件，在堿性條件下磷灰石顆粒能更好地與油酸鈉作用并使其表面疏水，這增強(qiáng)了磷灰石顆粒間的疏水引力，從而使磷灰石顆粒能在堿性條件下較好地聚團(tuán)，而對(duì)于微細(xì)粒白云石在酸性條件才能較好地與油酸鈉發(fā)揮作用使顆粒間因疏水而聚團(tuán)，可以通過(guò)對(duì)pH 的調(diào)控使磷灰石和白云石顆粒不同程度疏水聚團(tuán)，這為實(shí)現(xiàn)微細(xì)粒磷灰石和白云石高效浮選分離創(chuàng)造了有利條件。

3 結(jié)論

（1）油酸鈉對(duì)微細(xì)粒磷灰石和白云石均具有疏水聚團(tuán)作用。在油酸鈉質(zhì)量濃度200 mg/L、pH=9、攪拌時(shí)間30 min 的條件下，微細(xì)粒磷灰石的dmean由初始顆粒13.51 μm 增加到79.48 μm，微細(xì)粒白云石的dmean由初始顆粒10.37 μm 增加到16.47 μm；在油酸鈉質(zhì)量濃度200 mg/L、pH=5、攪拌時(shí)間30 min 的條件下，微細(xì)粒白云石的dmean由初始顆粒10.37 μm 增加到59.74 μm，微細(xì)粒磷灰石的dmean由初始顆粒13.51 μm 增加到16.71 μm。此外，pH 值是影響微細(xì)粒磷灰石和白云石疏水聚團(tuán)的主要因素。微細(xì)粒磷灰石在堿性條件下可以較好地聚團(tuán)，在酸性條件下聚團(tuán)效果大幅降低，而微細(xì)粒白云石則剛好相反，這為實(shí)現(xiàn)微細(xì)粒磷灰石和白云石高效浮選分離創(chuàng)造了有利條件。

（2）微細(xì)粒磷灰石和白云石顆粒聚團(tuán)與礦漿流變性有相關(guān)性?？傮w來(lái)看，在微細(xì)粒磷灰石和白云石聚團(tuán)過(guò)程中，隨著礦漿表觀黏度增大，即顆粒間的相互作用力特別是疏水引力增強(qiáng)，使得微細(xì)粒礦物顆粒之間因疏水而聚團(tuán)。本研究為調(diào)控細(xì)顆粒疏水聚團(tuán)，實(shí)現(xiàn)浮選高效分離提供了新的思路。