2结果与讨论

2.1捕收剂对锂辉石的浮选试验

工业上，氧化石蜡皂是锂辉石最常用的捕收剂，其捕收性能稳定、效果优良，由于氧化石蜡皂成分复杂，主要作用成分为C12-C16的脂肪酸酸盐，实验室中为了便于研究，采用油酸钠(NaOL)作为替代品探究脂肪酸盐类捕收剂与锂辉石的作用效果。十二烷基琥珀酰胺(C16H33O4N2，HZ)是工业上优良的表面活性剂，具有良好的生物降解性，由于含有羧基和氨基亲固基团，其可作为一种新型捕收剂使用。

以NaOL、HZ作为单一捕收剂，NaOL和HZ按10:1、5:1、2:1、1:1摩尔比组合使用，分别考察了它们对锂辉石的浮选行为影响(见图1)。由图1可知，锂辉石的浮选回收率随捕收剂浓度的增加而增加，当捕收剂浓度达到200 mg/L时，锂辉石矿物的回收率不再随捕收剂用量的增加而升高。因此，NaOL、HZ单一捕收剂以及组合捕收剂对浮选锂辉石的最佳浓度定为200 mg/L。不同比例的NaOL与HZ组合捕收剂之间浮选效果差异明显。在低浓度(＜120 mg/L)范围内，相同用量下，(NaOL):(HZ)=2:1比例的组合捕收剂的浮选效果较好。在高浓度(＞120 mg/L)范围内，相同用量下，(NaOL):(HZ)=5:1组合捕收剂的浮选效果好。在低浓度区间，捕收能力从大到小依次为：HZ、组合捕收剂、NaOL；在高浓度区间，捕收能力从大到小依次为：组合捕收剂、HZ、NaOL。在药剂浓度为最佳浓度200 mg/L时，NaOL对锂辉石的浮选回收率为48.55%，HZ对锂辉石浮选回收率达79.20%，(NaOL):(HZ)=5:1组合捕收剂的浮选回收率高达85.41%。因此，可以确定在捕收剂用量为200 mg/L时，使用(NaOL):(HZ)=5:1比例的组合捕收剂浮选效果最佳。

图1捕收剂用量与锂辉石浮选回收率的关系(pH=7.5)

在不同捕收剂浮选体系中，固定药剂用量为200 mg/L，考察了矿浆pH对锂辉石浮选行为的影响，如图2所示。对于NaOL，在矿浆pH=4~10的范围内其能较好的浮选锂辉石。在强酸性(pH＜3.0)、强碱性(如pH＞11.0)的矿浆环境下NaOL几乎不能浮选锂辉石。pH=8.5时，NaOL对锂辉石的浮选效果最佳，此时回收率为49.53%。对于HZ，最佳浮选pH区间为4~7.5，即中性或弱酸性区域内HZ能较好地浮选出锂辉石，而在强酸性和强碱性条件下对锂辉石的浮选效果较差。使用(NaOL):(HZ)=5:1组合捕收剂时，发现在pH＞7区间内，组合捕收剂的捕收性能优于HZ的，同时在广泛pH区间内组合捕收剂的捕收性能优于NaOL的。因此，可以看出，HZ和NaOL这两种捕收剂的混合使用只在弱碱性条件下显著提高了其捕收性能。同时可确定(NaOL):(HZ)=5:1组合捕收剂在pH=9.0的条件下浮选效果最优，回收率为88.48%。

图2矿浆pH与锂辉石浮选回收率的关系

2.2不同捕收剂溶液的表面张力测定

表面张力是影响浮选过程中气泡的稳定性，以及气泡形成难易程度的主要参考数据，临界胶团浓度(简称CMC)是反映表面活性剂降低水溶液表面张力的效率。组合用药的浮选效果优于单一用药，这可能与其在水溶液中的表面张力有一定的关系。图3所示为最佳pH条件下(pH=9.0)组合捕收剂与两种单一捕收剂的水溶液浓度与表面张力的关系。NaOL在水中微量的添加显著地降低了水的表面张力，而随着NaOL浓度的增加，溶液的表面张力逐渐下降，在浓度为302 mg/L时溶液的表面张力达到最低，为22.7~24.8 mN/m。此后NaOL浓度的增加并不能显著地降低水的表面张力，所以可以确定NaOL的CMC值约为302 mg/L，与文献中报道的1.03×10−3mol/L(308 mg/L)接近。而HZ的CMC值568 mg/L，表面张力36.37 mN/L。作为一种表面活性剂，其表面活性明显不如NaOL，在较高浓度下，HZ才能形成胶团。浮选HZ用量为200 mg/L，低于其CMC值，在此浓度下，胶团未形成，表面张力较高，起泡性不佳，在单矿物浮选试验中表现出了泡沫量小的特点。组合捕收剂水溶液的表面张力测试结果表明，CMC值约为150 mg/L，CMC值下水溶液表面张力为24.88 mN/m。可见HZ的添加能降低NaOL的CMC值，这可能是NaOL作为一种阴离子型表面活性剂，亲水“离子头”之间的静电作用较强，非离子表面活性剂的“插入”到亲水“离子头”之间，同时亚氨基也存在一定程度的解离，使得离子之间的静电斥力减小。

图3不同捕收剂水溶液浓度与表面张力的关系