關(guān)于鋁鹽在浮選中的作用，文獻(xiàn)上有不少報(bào)道，但關(guān)于鋁鹽影響稀土礦物浮選的研究卻很少。同時(shí)，由于鋁鹽在礦漿中的行為十分復(fù)雜，它們的浮選作用機(jī)理研究得也充分，需要繼續(xù)積累資料。
本節(jié)對(duì)鋁鹽及其與水玻璃共用對(duì)稀土等礦物浮選的影響進(jìn)行了研究，并探計(jì)謀其作用機(jī)理。
1.試驗(yàn)結(jié)果與討論
首先，考察了硝酸鋁和明礬對(duì)不同粒度的氟碳鈰礦、獨(dú)居石和氟碳鈣鈰礦浮選的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，用油酸鈉為捕收劑時(shí)，隨著鋁鹽濃度的增加，三個(gè)礦物的回收率均急劇下降。這說(shuō)明鋁鹽是氟碳鈰礦、獨(dú)居石、氟碳鈣鈰礦的強(qiáng)烈抑制劑。
接著，在稀土礦物、假象赤鐵礦、方解石、螢石浮選時(shí)，分別對(duì)硝酸鋁、硫酸鋁和明礬進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明，硝酸鋁對(duì)四個(gè)礦物抑制作用的大小可按下面次序排列：稀土礦物>假象赤鐵礦>方解石>螢石。實(shí)際上，在1000g/t范圍內(nèi)，對(duì)螢石無(wú)明顯抑制作用（見(jiàn)圖1）。硫酸鋁和明礬也同樣具有選擇性抑制作用，只是硫酸鋁對(duì)稀土礦物的抑制作用不如硝酸鋁那樣強(qiáng)烈(見(jiàn)圖2和圖3)試驗(yàn)條件,礦物粒度均為：-0.043+0.01mm，氧化石蠟鈉皂添加量為（g/t）：浮混合稀土200、假象赤鐵礦500，螢石100-150、方解石500、重晶石500。
圖1 硝酸鋁對(duì)礦物浮選的影響
Ⅰ-稀土礦物；Ⅱ-螢石；Ⅲ-假象赤鐵礦；Ⅳ-方解石
圖2 硫酸鋁對(duì)礦物浮選的影響
Ⅰ-稀土礦物；Ⅱ-螢石；Ⅲ-假象赤鐵礦[next
圖3 明礬對(duì)礦物浮選的影響
Ⅰ-稀土礦物；Ⅱ-螢石；Ⅲ-假象赤鐵礦；Ⅳ-方解石（CaCO3）Ⅴ-重晶石（BaSO4）
鋁鹽和水玻璃共用時(shí)，可以顯著提高抑制效果。從表1第一組結(jié)果可以清楚看出，在藥劑總量相同的情況下，共用時(shí)對(duì)混合稀土礦物的抑制作用比單獨(dú)使用時(shí)要強(qiáng)。尤其在捕收劑過(guò)量時(shí)，效果更為突出，第二組結(jié)果說(shuō)明了這點(diǎn)，在單獨(dú)添加量相當(dāng)大也難奏效的情況下，混合使用卻呈現(xiàn)強(qiáng)烈的抑制作用，總量可以減少一半以上。而且，先加水玻璃比先加硝酸鉛的效果更好。第三組結(jié)果表明，提高礦漿pH值也是使硝酸鋁在捕收劑過(guò)量情況下仍能強(qiáng)烈抑制稀土礦物的途徑。
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實(shí)驗(yàn)編組
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硝酸鋁
（g/t）
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水玻璃
（g/t）
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月桂酸鈉
（g/t）
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加入礦物前水溶液pH值
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回收率
（%）
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一組
二組
三組
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0
100
500
0
50
0
3000
0
200（后加）
2000（后加）
3000
3000
|
0
0
0
100
50
0
0
800
200
200
0
0
|
200
200
200
200
200
800
800
800
800
800
800
800
|
6.8
6.8
6.8
6.8
6.8
6.8
6.8
6.8
6.8
6.8
10.6
11.0
|
100
32.5
0
20.3
0
100
100
40.7
0
42.0
0
0
|
在純礦物實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了礦石浮選實(shí)驗(yàn)，獲得了比較滿(mǎn)意的結(jié)果，下面援引一部份數(shù)據(jù)列于表2它說(shuō)明：用明礬代替糊精時(shí)（均與水玻璃共用），在螢石的品位和回收率極為相近的情況下，螢石精礦中稀土的含量有明顯降低。
表2 用明礬代替糊精的礦石浮選結(jié)果
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抑制劑
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用量（g/t）
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產(chǎn)率
（%）
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螢石精礦品位（%）
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螢石精礦回收率（%）
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||||
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Fe
|
F
|
RExOr
|
Fe
|
F
|
RExOr
|
|||
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精糊
明礬
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1500
2500
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27.76
26.89
|
18.45
17.54
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27.15
27.30
|
4.43
3.05
|
10.5
9.3
|
88.9
87.2
|
37.8
26.4
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注：RExOy——稀土氧化物
明礬代替糊精時(shí)（均與水玻璃共用），在螢石的品位和回收率極為相近情況下，螢石精礦中稀土的含量有明顯降低。上述結(jié)果曾成功地應(yīng)用于還原焙燒磁選尾礦的優(yōu)先浮選螢石流程中，并為設(shè)計(jì)建廠所采用。
1)礦漿pH值對(duì)鋁鹽抑制作用的影響
如圖4（對(duì)照表3所示，硝酸鋁對(duì)于獨(dú)居石的抑制作用，在酸性礦漿中（pH為3.4），反而引起了活化作用；對(duì)氟碳鈰礦的抑制作用在蒸餾水中最強(qiáng)，強(qiáng)酸強(qiáng)堿礦漿中均不所減弱；對(duì)氟碳鈣鈰礦的情況則完全相反（圖5），在弱酸性或中性附近的抑制作用最弱，在強(qiáng)酸性介質(zhì)中氟碳鈣鈰礦幾乎完全喪失浮游能力。可見(jiàn)，礦漿，pH值對(duì)硝酸鋁的抑制作用有很大影響，而且隨礦物性質(zhì)不同而有很大差異。
圖4 礦漿pH值對(duì)硝酸鋁抑制作用的影響
Ⅰ-氟碳鈰礦；Ⅱ-獨(dú)居石
表3 加入溶液的pH與礦漿pH的關(guān)系
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礦物加入前溶液的pH
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2.8
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5.5
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6.6
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7.4
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8.1
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9.0
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礦漿pH
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氟碳鈰礦（Ⅰ）
獨(dú)居石（Ⅱ）
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3.2
3.4
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7.4
7.5
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7.5
7.9
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7.8
8.3
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8.1
8.5
|
9.0
9.0
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此外，還出現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象。在前述三個(gè)鋁鹽的添加量實(shí)驗(yàn)中，曾分別測(cè)定了混合稀土礦物、假象赤鐵礦和螢石的礦漿pH值，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)共同規(guī)律，即在蒸餾水條件下，對(duì)稀土礦物和赤鐵礦的最佳抑制效果出現(xiàn)在鋁鹽添加量恰恰足以使礦漿pH值降低到5.7-6.5范圍內(nèi)，然而，三個(gè)鋁鹽對(duì)螢石礦漿的pH值影響甚微，始終在7-7.6范圍內(nèi)波動(dòng)，浮選厙收率的變化也很小。
2）對(duì)礦粒向氣泡附著速度的影響
圖6表明，硝酸鋁對(duì)稀土礦物顆粒向氣泡附著時(shí)間的影響，與它們實(shí)際浮選的作用一致。隨著硝酸鋁濃度的增大，稀土礦粒向氣泡附著的時(shí)間急劇加長(zhǎng)，無(wú)論是先加捕收劑或預(yù)先將它同捕收劑混合再加入礦漿中，都能顯示各部出硝酸鋁使氣泡附著時(shí)間延長(zhǎng)，只不過(guò)不如先加硝酸鋁那樣強(qiáng)烈。圖中1為月桂酸鈉（后加硝酸鋁），2為月桂酸鈉和硝酸鋁預(yù)先混合再添加，3為月桂酸鈉（先加硝酸鋁），4為氧化石蠟鈉皂（先加硝酸鋁）。試驗(yàn)中加氧化石蠟鈉皂20mg/L，月桂酸鈉50mg/L，礦物粒度為-0.15+0.074mm。
圖6 硝酸鋁濃度對(duì)礦物附著時(shí)間的影響
3）鋁對(duì)過(guò)量月桂酸鈉（14C）在礦物上吸附量的影響
為了查明在過(guò)量捕收劑下，硝酸鋁不再抑制稀土礦物的原因，研究了在捕收劑為400mg/L條件下，硝酸鋁對(duì)于帶有放射性同位素14C的月桂酸鈉在稀土礦物（粒度為-0.043+0.01mm）表面吸附量的影響。圖7表明，在此條件下，月桂酸鈉（14C）在稀土礦物表面的吸附量隨硝酸鋁濃度的增大而增加，從而導(dǎo)致礦物表面疏水性的急劇提高。
圖7 硝酸鋁對(duì)月桂酸鈉（14C）在礦物上吸附量的影響
4）的抑制作用機(jī)理
（1）鋁鹽在水中水解生成微溶并很少解離的氫氧化鋁及易解離的酸，水解和解離的產(chǎn)物達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，吸附到稀土礦物表面，使后者造成強(qiáng)烈的親水性，阻止捕收劑向礦物表面吸附，也能排擠掉預(yù)先固著在稀土礦物表面上的捕收劑，從而決定了礦粒向氣泡接近時(shí)界面液層的穩(wěn)固性，導(dǎo)致附著急劇地減緩或停止（據(jù)圖6實(shí)驗(yàn)結(jié)果）以及稀土礦物的浮選被抑制。
（2）在堿性礦漿中（pH值7.4-9.0），硝酸鋁可強(qiáng)烈抑制獨(dú)居石，在弱堿性礦漿中（pH7.4-7.5），硝酸鋁對(duì)氟碳鈰礦的抑制最為有效。根據(jù)化學(xué)研究可知，在上述條件下，主要是Al(OH)3、OH-和AlO2-在起作用。而抑制氟碳鈣鈰礦則在強(qiáng)酸性礦漿（或強(qiáng)堿性）中顯著，有效成份應(yīng)為Al3+和H+或AlO2-和OH-在不同pH礦漿中，鋁鹽對(duì)三個(gè)稀土礦物的作用有很大差別以及對(duì)稀土礦物、假象赤鐵礦和螢石具有選擇性抑制作用，原尚不清楚。
（3）過(guò)量捕收劑會(huì)使鋁鹽失去抑制能力，甚至?xí)a(chǎn)生活化作用，這可能是由于月桂酸鈉與鋁離子結(jié)合成月桂酸鋁的數(shù)量增加，因而使礦物表面疏水性增加；同時(shí)由于大量鋁鹽的絮凝作用，有利于月桂酸鈉的吸附，并將大量細(xì)粒稀土礦物團(tuán)聚在一起，附著在氣泡上而上浮。因此，浮選速度增加，而且泡沫很穩(wěn)固。但當(dāng)?shù)V漿為強(qiáng)堿性時(shí)，由于膠體氫氧化鋁溶解度增大，又導(dǎo)致稀土礦物重新被抑制。由于水玻璃具有分散作用，有助于消除絮凝現(xiàn)象，也能獲得同樣結(jié)果。
2.結(jié)論
（1）鋁鹽是稀土礦物、假象赤鐵礦、重晶石和方解石的強(qiáng)烈抑制劑，對(duì)螢石的抑制作用不明顯，可作為螢石與這些礦物分離時(shí)的選擇性抑制劑。鋁鹽和水玻璃共用，抑制效果更好。
（2）礦漿pH值對(duì)鋁鹽的抑制作用有很大影響。鋁鹽在強(qiáng)酸性礦漿中強(qiáng)烈抑制氟碳鈣鈰礦，而活仳獨(dú)居石和氟碳鈰礦；在強(qiáng)堿性礦交中，能加強(qiáng)對(duì)獨(dú)居石和氟碳鈣鈰礦的抑制作用；在弱酸弱堿介質(zhì)中，對(duì)獨(dú)居石 和氟碳鈰礦的抑制作用增強(qiáng)，而活化氟碳鈣鈰礦。
（3）由于鋁鹽在礦漿中，水解和離解生成Al3+，AlO2-，Al(OH)3，H+，OH-等產(chǎn)物，它們吸附到礦物表面，阻礙捕收劑的吸附，并能排擠掉預(yù)先吸附的捕收劑，從而導(dǎo)致礦物的浮游性降低。
