磷石膏反浮选脱色捕收剂的原理和作用

磷石膏反浮选脱色捕收剂的原理和作用

　　磷石膏反浮选脱色捕收剂的原理基于化学吸附、表面性质调控和气泡浮选，其作用在于选择性吸附杂质、提升磷石膏白度与纯度，并优化工艺效率。以下是具体分析：

　　一、核心原理

　　化学吸附：选择性捕捉杂质

　　磷石膏中的着色物质主要由黄铁矿（FeS₂）与有机质复合体构成。捕收剂（如异丙基黄药、十四烷基三甲基氯化铵）通过化学吸附作用，优先结合在杂质表面：

　　黄铁矿吸附：黄药分子中的硫原子与FeS₂表面的铁离子形成化学键，实现稳定吸附。

　　有机质协同吸附：捕收剂的非极性基团（如烃链）与有机质中的疏水结构相互作用，增强吸附效果。

　　硅质吸附：在脱硅工艺中，阳离子捕收剂（如十四烷基三甲基氯化铵）通过物理吸附和氢键作用吸附在SiO₂表面，实现磷石膏的脱硅。

　　表面性质调控：从亲水到疏水的转变

　　磷石膏本身具有亲水性，难以被气泡捕获。捕收剂通过以下机制改变其表面性质：

　　杂质疏水化：吸附捕收剂后，杂质表面由亲水变为疏水，易被气泡黏附。

　　磷石膏表面保护：部分捕收剂（如环烷酸皂）选择性吸附在磷石膏表面，形成薄层，防止其被气泡误捕，同时减少矿泥污染。

　　气泡浮选：杂质与磷石膏的物理分离

　　在浮选机中，通过以下步骤实现分离：

　　气泡生成：起泡剂（如仲辛醇、MIBC）降低水的表面张力，形成稳定气泡群。

　　杂质黏附：疏水化的杂质与气泡碰撞后，通过范德华力或化学键合黏附在气泡表面。

　　上浮分离：气泡携带杂质上升至矿浆表面，形成泡沫层并排出；磷石膏因亲水性沉入槽底，实现固液分离。

　　二、关键作用

　　选择性吸附杂质，提升白度与纯度

　　脱色效果：通过化学吸附去除黄铁矿、有机质等着色物质，磷石膏白度显著提升。例如，某专利技术通过反浮选脱色，使磷石膏白度从20%提升至36.7%；复配捕收剂（如柴油、环烷酸皂、起泡剂）可进一步提升白度至70%以上。

　　脱硅效果：阳离子捕收剂（如十四烷基三甲基氯化铵）可脱除磷石膏中78.57%的SiO₂，降低杂质含量，提升磷石膏纯度。

　　优化工艺效率，降低成本

　　药剂复配增效：复配捕收剂（如柴油、环烷酸皂、起泡剂按1:7:2比例）通过协同作用，减少药剂用量，降低处理成本。例如，某工艺中复配捕收剂用量为0.3-0.6kg/t原矿，较传统方法减少30%以上。

　　工艺简化：反浮选可同步脱除有机质、硅质及水溶性杂质（如磷、氟），减少后续处理步骤。例如，某工艺通过反浮选结合化学沉淀法，直接得到满足标准的磷石膏产品。

　　环保与资源化利用

　　减少废弃物排放：反浮选可回收磷石膏中90%以上的固体物质，尾矿中磷含量降低，减少有害物质排放。

　　促进资源循环：高纯度磷石膏可用于建材、化工等领域，实现资源化利用。例如，处理后的磷石膏CaSO₄·2H₂O含量≥90wt%，满足建筑材料标准。