摘 要

本论文以分别是岩浆分异形成、变质作用形成、热液作用形成的石英为研究对象，采用十二烷基磺酸钠为阴离子捕收剂，采用纯矿物浮选实验、Zeta电位测试、红外光谱测试和溶液化学计算探究Fe³ 对不同成因类型石英的活化作用，结果表明，Fe³ 对分别是岩浆分异形成、变质作用形成、热液作用形成的石英均有活化作用。且具有可浮性差异。

在捕收剂浓度为0.7×10^-3~1.225×10^-3mol/L的情况下，变质作用形成的石英在pH=7产率达到最大为86%，岩浆分异形成的石英在pH=7产率达到最大为79.3%，热液作用形成的石英在pH=6产率达到最大为72.3%。当pH大于7时石英回收率开始下降。在pH6~7的范围内，探究了活化剂浓度对石英产率的影响，结果表明，变质作用形成的石英在Fe³ 浓度为0.875×10^-3mol/L产率达到最佳为75.6%。岩浆分异形成的石英在浓度0.7×10^-3mol/L产率达到最佳为72.9%。热液作用形成的石英在浓度为0.875×10^-3mol/L达到最佳为68.4%.。

在无Fe³ 时，石英表面均呈负电，加入Fe³ 后，在pH大于2时，石英表面开始呈正电性，在pH=7时正点位达到最大。通过溶液化学计算，在中性条件下Fe³ 主要呈羟基络合物和氢氧化物吸附在石英表面。使石英表面的活性点和正电点增加。红外测试结果说明，在有Fe³ 存在时阴离子捕收剂在石英表面的吸附量明显增大，这是Fe³ 活化石英的主要原因。

关键词：纯矿物实验；铁离子；石英成因类型；活化机理

Abstract

In this paper,quartz with dodecylsulfonate as anionic collector, using pure mineral flo-tation experiment,Zeta potential test,infrared The results show that Fe³ plays an important role in the formation of magma,the formation of metamorphism and the activation of quartz by hydrothermal action.The results show that Fe³ plays an important role in the a-ctivation of quartz.And has a floatability difference.

In the case of collector concentration of 0.7×10-3~1.225×10^-3mol/L,the quartz forme-d by metamorphism reached 86% at pH = 7,and the quartz formed by magma differentia-tion at pH=7 The yield reached a maximum of 79.3%, and the hydrothermal formation of quartz reached a maximum yield of 72.3% at pH=6.When the pH is greater than 7,the quartz recovery begins to decrease. In the range of pH 6 ~ 7,the effect of activator co-ncentration on quartz yield was investigated. The results showed that the yield of quartz was 75.6% at the concentration of 0.875×10^-3mol / L.The magmatic formation of quartz in the concentration of 0.7×10^-3mol/L yield to achieve the best 72.9%. Hydrothermal fo-rmation of quartz at a concentration of 0.875×10^-3mol / L to achieve the best 68.4%.

In the absence of Fe³ ,the quartz surface is negatively charged,adding Fe³ .the pH is greater than 2,the quartz surface began to be positive,at pH=7 when the positive point r-each the maximum.By solution chemistry,Fe³ is mainly hydroxyl complex and hydroxide adsorbed on quartz surface under neutral conditions.So that the active surface of the qu-artz surface and positive point increase.The results of infrared test show that the adsorpti-on capacity of anionic collector on quartz surface is obviously increased in the presence of Fe³ , which is the main reason for Fe³ activated quartz.

Key Words：Pure mineral experiment; iron ion; quartz origin type; activation mechanism

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景，目的及意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究目的及意义 1

1.2 金属离子活化石英研究现状 2

1.3 石英浮选机理 3

1.3.1 基本原理 3

1.3.2 影响石英浮选的因素 3

1.4 研究方案与技术路线 4

第2章实验原料、器材及设备 6

2.1 实验原料 6

2.1.1 实验原料分析 6

2.1.2 原料准备 9

2.2 实验器材 9

2.3 实验设备 9

第3章 浮选试验 11

3.1 2.2号矿浮选试验 11

3.1.1 捕收剂浓度对产率的影响 11

3.1.2 pH对产率的影响 12

3.1.3 活化剂对产率的影响 12

3.2 2.1号矿浮选试验 13

3.2.1 捕收剂浓度对产率的影响 13

3.2.2 pH对产率的影响 14

3.2.3 活化剂浓度对产率的影响 15

3.3 4.3号矿浮选试验 16

3.3.1捕收剂浓度对产率的影响 16

3.3.2 pH对产率的影响 17

3.3.3 活化剂浓度对产率的影响 18

3.4 本章小结 19

第4章浮选机理研究 21

4.1 Zeta电位测试研究 21

4.1.1 样品的制备 21

2.4.2 测定Zeta电位 21

4.2 红外光谱测试研究 23

4.3 溶液化学机理研究 25

4.4 本章小结 26

第5章结论 28

5.1 试验结论 28

5.2 展望 29

参考文献 31

致谢 32

第1章 绪论

石英是主要造岩矿物之一，一般在矿石中属脉石矿物。通常意义上指在低温下状态下的存在状态，自然界大多矿石中均已这种状态大量存在。广义的石英还包括高温石英和柯石英等。石英主要化学成分为SiO₂，无色透明，常含有少量杂质，杂质类型一般为金属氧化物，因为杂质的存在使原本应该成透明状态的石英变成半透明或不透明的晶体。石英硬度较大。石英是自然界含量非常丰富的矿产资源，其物理化学性能优异，是制作石英玻璃，陶瓷的主要原料。是无机非金属材料行业最丰富的原料来源。同时石英由于其大量存在以及其特殊的性能也可用作化工行业的填料。

1.1 研究背景，目的及意义

1.1.1 研究背景

石英原料是无机非金属材料的重要原料，石英玻璃陶瓷具有良好的物理化学性能。为我国电子工业，航天工业等高端领域提供了很多优质的材料。但随着科技的发展，材料复合新技术为材料的性能提供了诸多的可能性，这些良好的性能对石英原料产生了新的要求，其中原料的纯度是最重要的指标。但石英提纯我们常采用酸浸的工艺，是金属氧化物溶解于酸中达到分离的效果。但从传统意义上来讲，浮选是矿物分离最重要且较有效的手段。所以利用浮选的方法提纯石英是矿物加工的重要手段。

在浮选过程中，矿浆中金属离子的类型及含量在一定的pH条件下会对矿物可浮性产生重要的作用，间接的影响捕收剂的捕收性能。金属离子对矿物表面性质的改变是改变矿物可浮性的直接因素。当石英作为所需矿物时，我们可以加入金属离子活化剂，改变石英可浮性，提高阴离子捕收剂的效率。但当石英作为脉石矿物时，矿石中本身含有的金属离子又会提高石英可浮性反而影响浮选效果。因此探究金属离子活化石英的条件以及机理不但会有助于我们利用这一理论进行石英提纯，也会通过控制浮选条件来避免石英活化带来的消极影响。