钛铁矿浮选药剂的“黄金配比”：组合捕收剂的增效机理

钛铁矿（FeTiO₃）是钛金属及其化合物的主要来源，全球约90%的钛原料来自钛铁矿选矿。虽我国原生钛铁矿市场占有率较高，但其品位低、分布复杂，传统的磁选工艺回收率相对较低。相比之下，浮选在细粒级钛铁矿回收方面具有显著优势，是回收微细粒级钛铁矿的有效方法。浮选技术因其对细粒级钛铁矿的高效分选能力，已成为处理低品位、复杂伴生钛矿的核心方法。

钛铁矿是工业上提取钛和二氧化钛的重要原料，化学式为FeTiO₃，理论TiO₂含量为。钛铁矿为Fe-Mg和Fe-Mn完全同质异象替代矿，形成镁锰铁矿、镁钛矿和金红石钛矿。该矿石属三方晶系，晶体多呈板状，集合体多呈块状或粒状。其晶体结构类似刚玉，O₂⁻离子按六方最密堆积方式排列，层积垂直于立方轴，Fe₂⁺和Ti⁻⁺交替填充O₂⁻形成的八面体空隙的三分之二。钛铁矿颜色为钢灰色至铁黑色，条痕颜色为黑色至棕红色。它具有金属至半金属光泽，磁性和导电性较弱。

钛铁矿浮选药剂系统

浮选调整剂及其功能

pH调节剂矿浆的pH值

会显著影响矿物的表面电性质和浮选药剂的分子活性，尤其是在钛铁矿浮选过程中。硫酸通常用作关键的pH调节剂。研究表明，当pH值在5到5.5之间时，钛铁矿浮选效果最佳，可实现最快的浮选速度和最高的累积回收率。在细粒钛铁矿浮选过程中，使用硫酸调节矿浆的pH值并去除矿物表面的黏液和氧化膜。捕收剂TAO在pH值5.5至9.0范围内对钛铁矿表现出良好的选择性，在pH值8.0至9.0时选择性最佳。

抑制剂

随着钛铁矿资源日益枯竭、精炼和复杂化，单一浮选捕收剂往往难以有效分离目标矿物。因此，脉石抑制尤为重要。目前，常用的钛铁矿浮选抑制剂包括水玻璃、草酸、羧甲基纤维素(CMC)、六偏磷酸钠和氟硅酸钠。

浮选活化剂及其作用

金属离子活化剂

在浮选过程中，使用铅和铜离子等金属离子活化目标矿物已成为一种常用策略。铅离子的加入可以有效改变钛铁矿的表面化学性质，从而提高浮选效率。具体而言，铅离子及其羟基化合物与钛铁矿表面的铁羟基发生反应，形成Fe-O-Pb络合物，生成疏水性的油酸铅。

矿物表面改性

是提高钛铁矿浮选性能的重要手段，近年来许多学者对此进行了深入研究。Parapari等研究发现硫酸处理可显著提高钛铁矿表面Fe⁺的含量。此外，微波处理技术在钛铁矿选矿中的应用也日益受到重视。微波辐照可有效促进钛铁矿粒间解离，提高磨矿效率，促进矿物表面Fe⁺向Fe⁺的转化，从而有利于油酸基团在表面的吸附。

浮选捕收剂及其功能

常见捕收剂

钛铁矿浮选常用的捕收剂包括脂肪酸、膦酸、砷酸和异羟肟酸。这些捕收剂通过与矿物表面的活性位点相互作用来提高捕收效率。脂肪酸捕收剂（例如油酸盐）在不同pH条件下通过物理和化学吸附来提高钛铁矿的浮选速度。

组合捕收剂

在钛铁矿浮选过程中，使用组合捕收剂可以显著提高浮选效率。例如，MOS捕收剂利用三种药剂的合理配比来提高钛铁矿的捕收效率。这些新型捕收剂不仅无毒无害，而且对环境友好。

随着钛铁矿矿石性质的日益复杂以及工业化对钛资源需求的持续增长，提高钛铁矿资源的综合利用率已变得日益迫切。这需要选矿和冶金行业通力合作，系统地改进现有的选矿设备和工艺。在当前钛铁矿选矿技术发展背景下，新型浮选药剂的研发和选矿工艺的创新成为主要研究方向，尤其是组合捕收剂的研究对于促进钛铁矿浮选技术的可持续发展尤为重要。

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