[发明专利]一种提高矿物浮选复配捕收剂浮选效果的方法

说明书

本发明是一种提高矿物浮选复配捕收剂浮选效果的方法。该方法包括对破碎后的原矿进行均匀取样和制样，进行XRD分析确定目的矿物种类和主要晶面，进行TEM和EBSD分析确定暴露的主要解离面，并对所得混合晶型和晶面进行DFT计算再次核定不稳定的晶面或容易暴露的晶面，对每个“同分异构”晶型的主要解离面与多种不同基团的正浮选捕收剂进行相互作用的DFT理论计算，最终确定每种“同分异构”晶型的主要解离面最适宜的基团和捕收剂种类及其大体占比，确定最终基团或捕收剂和复配比例。本发明能够使复配所筛选的药剂种类更加精准，药剂复配比率更加准确，复配效率更高，确定周期短。

技术领域

本发明属于选矿技术领域，具体涉及一种提高矿物浮选复配捕收剂浮选效果的方法。

背景技术

在浮选实践过程中人们发现单独使用某种捕收剂难以达到良好的分离效果，而捕收剂按照一定的规则组合使用，往往可以收到意想不到的效果。这种效果常称作协同效应，所使用的药剂称作组合药剂。

目前关于组合药剂的复配，主要涉及探索捕收剂性能与其结构之间的关系，找出性能与结构的变化规律，提高捕收剂的浮选性能；同时涉及现有捕收剂的组合，以期获得适用于多种实际用途的高效配方。据报道，目前大部分难选氧化矿浮选的研究和生产中使用的捕收剂，尤其是近年开发的效果较好的捕收剂，大部分为复配而成的组合捕收剂。

但目前关于矿物浮选捕收剂复配的方法主要还是通过研究药剂本身的结构、性能和通过浮选试验确定复配药剂的种类和比例关系，特别是目前尚无专门针对“同分异构”混合晶型的矿物捕收剂复配的方法。现有的复配方法存在确定药剂组合种类和比例的周期长，成本高，药剂浪费等不足。但实际矿床中往往存在同一种矿物，同一种分子式或原子化学计量比，但具有不同的晶系、空间群等几何和电子结构，因此破碎磨矿过程中就会呈现不同的解离面，反映出不同的表面性质和与捕收剂基团的作用，特别是矿物加工领域，很少有利用同一种矿物具有多种晶型的本质来开发的选矿相关新技术，没有利用同一种矿物同时具有多种晶型的事实开发提高矿物浮选捕收剂复配效果的专利公布。开发一种提高矿物浮选复配捕收剂浮选效果的方法具有重要价值。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种提高矿物浮选复配捕收剂浮选效果的方法，该方法充分考虑“同分异构”矿物的混合晶型表面性质的不同，通过理论计算和试验确定最适宜的复配药剂，减少了药剂浪费，提高了药剂复配的浮选效果。

本发明通过以下技术方案实现：

一种提高矿物浮选复配捕收剂浮选效果的方法，按以下步骤进行：

（1）对破碎后的原矿进行均匀取样和制样，制成粉末和具有光滑平整表面的小块矿，取其中3~5g进行X射线衍射分析（XRD）确定目的矿物种类和主要晶面，取块矿分别进行透射电子显微镜（TEM）和电子背散射衍射（EBSD）分析确定暴露的主要解离面或优势解离面；采用XRD确定的晶体类型，特别是目的矿物的“同分异构”的多种晶型及晶面进行密度泛函理论（DFT）计算，通过几何和电子结构比较每一个“同分异构”晶型的晶面的能量和空间结构特征，确定破碎和磨矿过程中最不稳定的晶面或最容易暴露的晶面，也就是主要解离面或优势解离面；对DFT理论计算得到的优势解离面和TEM、EBSD实证分析得到的界面进行核实，最终确定每种“同分异构”晶型的主要解离面；

（2）在最终确定“同分异构”晶型的主要解离面后，对每个“同分异构”晶型的主要解离面与多种不同基团的正浮选捕收剂进行相互作用的DFT理论计算，考虑真空体系下或考虑溶剂化效应两种理论计算条件，分析每个“同分异构”表面与不同基团捕收剂的吸附能、几何变化，最终确定每种“同分异构”晶型的主要解离面最适宜的基团和捕收剂；

（3）因每种“同分异构”晶型的表面性质不同，其最适应的基团或捕收剂也不同，通过确定每种“同分异构”的大体占比，确定最终每种“同分异构”的主要解离面最适宜的基团或捕收剂使用比例，从而确定该种矿物浮选捕收剂最佳复配种类及复配比例关系，最终形成矿物浮选复配捕收剂；