脫氣處理對(duì)微細(xì)白鎢顆粒疏水聚團(tuán)行為的影響

陳昊，歐樂明，周偉光

脫氣處理對(duì)微細(xì)白鎢顆粒疏水聚團(tuán)行為的影響

陳昊，歐樂明，周偉光

(中南大學(xué) 資源加工與生物工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙，410083)

通過沉降試驗(yàn)、Zeta電位測(cè)定和顯微鏡觀察試驗(yàn)，研究油酸鈉體系下脫氣處理對(duì)微細(xì)粒白鎢礦疏水聚團(tuán)行為的影響。研究結(jié)果表明：加熱脫氣能顯著脫除水中溶解氣核，且脫氣后氣體再次溶解速度緩慢，為后續(xù)試驗(yàn)穩(wěn)定性和可靠性提供了保證；在脫氣水中，微細(xì)白鎢顆粒沉降行為與油酸鈉濃度密切相關(guān)，當(dāng)油酸鈉濃度較低時(shí)，脫氣處理后礦漿濁度增大，說明脫氣處理促進(jìn)白鎢顆粒分散，當(dāng)油酸鈉濃度較高時(shí)，脫氣水對(duì)應(yīng)礦漿濁度較小；脫氣水中白鎢顆粒表面負(fù)電性增強(qiáng)，顆粒間靜電排斥增強(qiáng)，不利于白鎢顆粒間疏水聚團(tuán)；脫氣處理后，白鎢顆粒間疏水聚團(tuán)能力減弱；當(dāng)油酸鈉濃度較高時(shí)，未脫氣礦漿溶液中固體顆粒由于氣核的橋聯(lián)作用可能形成鏈狀或網(wǎng)狀絮團(tuán)結(jié)構(gòu)，顆粒沉降時(shí)浮力增大，從而導(dǎo)致測(cè)定礦漿濁度反而較大。

脫氣處理; 氣核；疏水聚團(tuán); 微細(xì)粒白鎢; 油酸鈉

浮選過程往往伴隨著大量礦泥存在。例如，白鎢性脆，且多為細(xì)粒嵌布，在磨礦過程中易過粉碎，從而產(chǎn)生大量鎢細(xì)泥[1?2]。這些礦泥的存在給工業(yè)生產(chǎn)帶來諸多問題，如降低浮選指標(biāo)，導(dǎo)致后續(xù)沉降脫水困難等[3]。為實(shí)現(xiàn)細(xì)泥高效分選，國(guó)內(nèi)外研究者提出了許多解決方案，主要包括疏水聚團(tuán)分選、選擇性絮凝和微泡浮選等[4?5]。與其他方案相比，疏水聚團(tuán)調(diào)控操作簡(jiǎn)單，工藝成熟，在有色金屬選礦過程中應(yīng)用最廣泛。在工業(yè)生產(chǎn)中，常常通過添加表面活性劑的方法擴(kuò)大目的礦物和脈石礦物表面親疏水性差異，促進(jìn)目的礦物疏水聚團(tuán)從而實(shí)現(xiàn)高效分選。但對(duì)于微細(xì)礦物顆粒，由于其比表面積較大，僅通過表面活性劑調(diào)控礦物表面疏水聚團(tuán)，不但消耗大量藥劑，增大藥劑成本，而且會(huì)對(duì)后續(xù)回水利用帶來諸多問題[6]。另一方面，溶液中存在大量微納米氣核(微納米氣泡)，這些氣核能夠選擇性地吸附在疏水礦物表面，增強(qiáng)礦物表面疏水性[7]。同時(shí)，大量微納米直徑的氣核能夠通過橋聯(lián)作用促進(jìn)礦物顆粒間疏水聚團(tuán)[8]。當(dāng)浮選氣泡存在時(shí)，由于微納米氣核存在，顆粒和氣泡間氣泡/顆粒作用模式將被氣泡/氣核/顆粒作用模式取代，這有助于浮選氣泡在礦物表面附著，實(shí)現(xiàn)微細(xì)礦物顆粒的高效捕收[9?10]。微納米氣核的這一作用在煤礦、磷礦、鐵礦、閃鋅礦和黃銅礦的浮選研究過程中得到了有效應(yīng)用[10?12]。溶解氣體含量是影響微納米氣核性質(zhì)的重要影響因素之一[13]。ZHOU等[14]在研究水力空化過程中發(fā)現(xiàn)，增加充氣量并不能降低空化發(fā)生閾值，但可以顯著增加空化過程產(chǎn)生的微納米氣泡直徑。ZHANG等[15]發(fā)現(xiàn)不同氣體產(chǎn)生的微納米氣泡性質(zhì)之間存在差異，與氧氣和氮?dú)庀啾?，二氧化碳?xì)怏w由于溶解度較大，能夠產(chǎn)生更多的微納米氣泡，但穩(wěn)定性較弱。在浮選體系中，礦漿溶解氣體質(zhì)量濃度是影響礦物顆粒疏水聚團(tuán)的重要因素，也將影響最終浮選指標(biāo)[16]，但人們對(duì)其相關(guān)機(jī)理研究不多。研究溶解氣體質(zhì)量濃度對(duì)礦物疏水聚團(tuán)行為的影響，有助于理解溶解氣核與礦物顆粒間相互作用關(guān)系，對(duì)深入了解微納米氣核促進(jìn)礦物顆粒疏水聚團(tuán)、強(qiáng)化微細(xì)粒礦物顆粒浮選回收具有重要意義。實(shí)踐中，主要通過外加通氣和脫氣的方法改變?nèi)芤褐腥芙鈿怏w質(zhì)量濃度，人們通過外加通氣的方法改變?nèi)芤褐腥芙鈿怏w質(zhì)量濃度，而對(duì)脫氣后礦物顆粒聚集/分散行為的研究較少。為此，本文作者采用加熱處理的方式對(duì)溶液進(jìn)行脫氣處理，并通過沉降試驗(yàn)、Zeta電位測(cè)定和顯微鏡觀察等手段，揭示脫氣處理前后礦漿中微細(xì)白鎢顆粒疏水聚團(tuán)行為的變化，并對(duì)其機(jī)理進(jìn)行分析。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 礦樣與試劑

白鎢礦取自湖南辰州礦業(yè)公司鎢浮選搖床精礦。經(jīng)過重選、磁選除去其中的黑鎢礦及其他雜質(zhì)，并反復(fù)用蒸餾水洗滌得到白鎢單礦物。X線衍射和化學(xué)分析結(jié)果表明：樣品中WO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80.24%，純度為99.64%。礦樣經(jīng)細(xì)磨、篩分、水析后得到粒度小于10 μm的樣品。白鎢礦樣粒度檢測(cè)結(jié)果如下：篩下累積體積分?jǐn)?shù)為10%，50%和90%的粒度分別為0.991，3.685和9.699 μm，體積平均粒徑為4.608 μm。試驗(yàn)所用NaOl，HCl和NaOH均為分析純；試驗(yàn)用水為超純水(電阻率為18.2 MΩ·cm，Smart-S15型超純 水機(jī))。

1.2 脫氣水的制備和表征

脫氣水由超純水經(jīng)水浴加熱至80 ℃，保溫4 h后密封，冷卻至室溫制得[17]。試驗(yàn)水樣含氧量通過CN61M便攜式DO測(cè)定儀測(cè)定。二氧化碳質(zhì)量濃度通過TOC?L型總有機(jī)碳分析儀測(cè)定。先將超純水煮沸后測(cè)定無機(jī)碳質(zhì)量濃度作為基底值，再測(cè)定試驗(yàn)水樣的無機(jī)碳質(zhì)量濃度，試驗(yàn)水樣的無機(jī)碳質(zhì)量濃度減去基底值換算后即為水中游離二氧化碳質(zhì)量濃度。

1.3 沉降試驗(yàn)

取0.5 g白鎢礦加入100 mL試驗(yàn)水樣中，調(diào)節(jié)pH。加入一定量的NaOl溶液后，通過磁力攪拌器勻速攪拌3 min。在距離液面2 cm處移取5 mL懸浮液加入至沉降管中，加水稀釋至50 mL，充分混勻后靜置沉降3 min。沉降完畢后，在距離液面5 cm處吸取懸濁液2 mL移入標(biāo)準(zhǔn)比色瓶中，加水稀釋至25 mL后，用WGZ-3型散射光濁度儀測(cè)量試樣濁度。

1.4 動(dòng)電位測(cè)試

將白鎢礦純礦物用瑪瑙研缽細(xì)磨至粒徑小于 5 μm，每次稱取30 mg礦物放入容量為100 mL的燒杯中，加入50 mL試驗(yàn)用水，調(diào)節(jié)pH后，加入NaOl溶液攪拌5 min。停止攪拌后，將礦漿靜置5 min，隨后取上清液進(jìn)行動(dòng)電位測(cè)試。試驗(yàn)采用Malvern Zetasizer Nano ZS90型Zeta電位分析儀，以濃度為0.01mol/L的硝酸鉀溶液為背景電解質(zhì)溶液，每次試樣測(cè)定3次后取平均值。

1.5 顯微鏡觀察試驗(yàn)

按照沉降試驗(yàn)條件對(duì)白鎢礦樣進(jìn)行調(diào)漿處理后，移取少量礦漿滴在載玻片上，在Olympus CX31型透射光顯微鏡下觀察礦物的分散/聚集狀態(tài)。為了保證圖片具有代表性，每次試樣制備3份，每份拍取5張圖片，利用圖像分析軟件Image Pro Plus對(duì)所有圖片進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，并選取代表性圖片予以展示。

2 結(jié)果與討論

2.1 脫氣水表征試驗(yàn)

圖1所示為脫氣處理前后水中氧氣、二氧化碳質(zhì)量濃度的變化。由圖1可知：脫氣處理后水中溶解氧和二氧化碳質(zhì)量濃度降低50%以上，說明該研究方法能夠有效脫除水中溶解氣體；但脫氣處理后水中仍存在氧氣和游離的二氧化碳，這說明單純通過加熱脫氣手段很難完全脫除水中溶解氣體。ZHANG等[18]的研究結(jié)果表明，脫氣處理后，一些微納米氣核會(huì)發(fā)生兼并，然后在浮力的作用下上浮，而另一部分則不受影響。脫氣處理是調(diào)控溶液中微納米氣核質(zhì)量濃度的有效手段。

圖1 脫氣前后超純水中氧氣和二氧化碳質(zhì)量深度

2.2 白鎢礦顆粒沉降試驗(yàn)

圖2所示為曝氣時(shí)間對(duì)白鎢顆粒沉降行為的影響。從圖2可知：隨著曝氣時(shí)間延長(zhǎng)，脫氣水制備白鎢礦漿的濁度呈緩慢下降趨勢(shì)，但在2 h內(nèi)，礦漿濁度變化幅度不大，這說明脫氣后氣體再次溶解于水的速度較慢。因此，在濁度試驗(yàn)測(cè)量時(shí)間范圍(30 min)內(nèi)，可以忽略氣體再溶解對(duì)脫氣水性質(zhì)的影響。同時(shí)，用脫氣水制備的白鎢礦漿的濁度始終高于未脫氣水對(duì)應(yīng)礦漿的濁度，說明此時(shí)白鎢顆粒更加分散。由于在脫氣前后，試樣只有溶解氣體質(zhì)量濃度(微納米氣核)發(fā)生了變化，這說明溶液中原始微納米氣核對(duì)礦物顆粒聚集/分散行為具有重要影響。ZHOU等[19]發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象，并認(rèn)為這與微納米氣核在礦物表面的吸附有關(guān)。同時(shí)，在試驗(yàn)過程中，礦漿中無表面活性劑加入，白鎢礦天然疏水性并不強(qiáng)，在純水中接觸角為42°[20]，這說明微納米氣核在礦物表面的吸附并不需要很強(qiáng)的疏水性。SIMONSEN等[21]的研究表明，微納米氣核在中等疏水度表面即能夠有效吸附。

1—脫氣處理；2—未脫氣處理。

圖3所示為油酸鈉濃度對(duì)白鎢顆粒沉降行為的影響。從圖3可知：隨著油酸鈉濃度增大，礦漿濁度先迅速降低，并在油酸鈉濃度達(dá)到(3~4)×10?4mol/L時(shí)降至最低。這是因?yàn)殡S油酸鈉濃度增大，白鎢顆粒表面疏水性不斷增強(qiáng)，疏水聚團(tuán)能力增強(qiáng)，顆粒表觀粒徑增大，導(dǎo)致礦漿濁度降低。隨著油酸鈉濃度進(jìn)一步增大，測(cè)定的礦漿濁度稍微增大并在5×10?4mol/L后基本保持穩(wěn)定。這是由于此時(shí)白鎢顆粒表面藥劑吸附達(dá)到飽和，疏水性不再增加。另一方面，當(dāng)油酸鈉濃度較低時(shí)，未脫氣水制備礦漿的濁度顯著低于脫氣水制備礦漿的濁度。這是由于脫氣處理后，溶液中微納米氣核數(shù)量急劇減少，使得附著在白鎢顆粒表面的微納米氣核減少，顆粒表面疏水性降低。與此同時(shí)，微納米氣核對(duì)顆粒的橋聯(lián)聚團(tuán)作用減弱，從而導(dǎo)致礦漿中白鎢顆粒更加分散。當(dāng)油酸鈉濃度較高(大于 3.5×10?4mol/L)時(shí)，由未脫氣水制備的礦漿濁度更大，這是由于微納米氣核和油酸鈉共同作用能夠促進(jìn)微細(xì)礦物顆粒間形成網(wǎng)狀絮團(tuán)結(jié)構(gòu)[22]，導(dǎo)致顆粒沉降時(shí)，浮力顯著增大，從而測(cè)定的濁度更大。

1—未脫氣處理；2—脫氣處理。

圖4所示為礦漿pH對(duì)白鎢顆粒沉降行為的影響。從圖4可知：當(dāng)溶液中無油酸鈉時(shí)，隨pH增大，白鎢礦漿濁度先緩慢降低，并在pH=8附近達(dá)到最低值；此后，隨著pH繼續(xù)增大，礦漿濁度變化幅度不大。礦漿濁度的變化可能是pH的改變影響了白鎢表面電位和靜電力，導(dǎo)致白鎢顆粒聚集/分散行為發(fā)生改變。但整體而言，當(dāng)不添加表面活性劑時(shí)，礦漿濁度隨pH變化幅度不大。當(dāng)溶液中添加油酸鈉(濃度為5× 10?4mol/L)時(shí)，礦漿濁度顯著降低。油酸鈉在礦物表面的吸附導(dǎo)致顆粒疏水性增強(qiáng)，促進(jìn)了礦物顆粒疏水聚團(tuán)和微細(xì)顆粒沉降，從而降低了礦漿濁度。另一方面，礦漿濁度隨pH變化更加明顯，在酸性和弱堿性條件下，礦漿濁度較低(pH=7附近對(duì)應(yīng)礦漿濁度最低)；此后，隨pH增大，礦漿濁度迅速增大，并在pH=10.5附近接近不添加油酸鈉情況下礦漿濁度。劉旭等[20,23]通過研究發(fā)現(xiàn)，在油酸鈉體系中，白鎢礦漿濁度隨pH變化也呈現(xiàn)出類似規(guī)律，并認(rèn)為礦漿濁度隨pH的變化可能與不同pH下油酸鈉溶液的溶解組分及其在礦物表面的吸附行為有關(guān)。經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)：當(dāng)溶液中無表面活性劑時(shí)，利用脫氣水制備礦漿對(duì)應(yīng)濁度始終大于未脫氣水樣制備礦漿的濁度，再次證明水中溶解的微納米氣核對(duì)白鎢礦漿濁度有顯著影響。脫氣后，水中微納米氣核數(shù)量減少，白鎢顆粒更加分散。另一方面，當(dāng)溶液中油酸鈉濃度為5×10?4mol/L時(shí)，脫氣水和未脫氣水對(duì)應(yīng)礦漿濁度差值顯著減小，這說明在該條件下，脫氣處理對(duì)礦漿濁度的影響效果減弱。大量研究結(jié)果表明[23?24]：油酸鈉自身具有一定聚團(tuán)作用；在高油酸鈉濃度條件下，油酸鈉能夠顯著促進(jìn)微細(xì)粒礦物顆粒疏水聚團(tuán)。這可能是造成溶解氣核對(duì)礦漿濁度影響效果減弱的原因。

1—未脫氣處理，c(NaOl)=0 mol/L；2—脫氣處理，c(NaOl)= 0 mol/L；3—未脫氣處理，c(NaOl)=5×10?4 mol/L；4—脫氣處理，c(NaOl)= 5×10?4 mol/L。

2.3 脫氣處理影響白鎢礦顆粒疏水聚團(tuán)的機(jī)理分析

白鎢顆粒在脫氣水和未脫氣水中表面電位與pH的關(guān)系見圖5。從圖5可知：隨著pH增大，白鎢顆粒表面電位呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這是因?yàn)槿芤褐蠴H?濃度不斷增大，礦物表面負(fù)電性不斷增強(qiáng)。更重要的是，超純水經(jīng)過脫氣之后，白鎢表面電位絕對(duì)值增大，在堿性條件下尤為明顯。一個(gè)可能的原因是：溶液中微納米氣核自身帶負(fù)電[25]，在堿性環(huán)境中更加穩(wěn)定[26]，且納米氣泡的存在使得礦漿中負(fù)電荷增加，壓縮了白鎢雙電層，顆粒表面電位絕對(duì)值降低。微納米氣核和表面活性劑分子在礦物表面存在競(jìng)爭(zhēng)吸附關(guān)系[7, 27]，脫氣后附著在礦物表面的微納米氣核數(shù)量減少，促進(jìn)油酸鈉在礦物表面的吸附，導(dǎo)致測(cè)定礦物表面電位絕對(duì)值增大。顆粒表面電位絕對(duì)值越大，顆粒間靜電排斥力越大，越不利于顆粒間形成聚團(tuán)。

1—未脫氣處理；2—脫氣處理。

(a) 未脫氣水，無油酸鈉；(b) 脫氣水，無油酸鈉； (c) 未脫氣水，5×10?4 mol/L油酸鈉；(d) 脫氣水，5×10?4 mol/L 油酸鈉

為了更加直觀地分析脫氣處理對(duì)微細(xì)白鎢顆粒疏水聚團(tuán)行為的影響，進(jìn)行顯微鏡觀察試驗(yàn)(結(jié)果見圖6)，并對(duì)獲取的顯微照片圖像進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析(結(jié)果見表1)。從圖6和表1可知：在脫氣水制備的礦漿中，白鎢顆粒更加分散，顆粒的表觀粒徑更小，再次證明脫氣處理有利于白鎢顆粒更加分散；油酸鈉的加入使得礦漿中白鎢顆粒疏水聚團(tuán)現(xiàn)象明顯，絮團(tuán)平均面積和粒徑均顯著增大，說明油酸鈉自身能夠顯著促進(jìn)微細(xì)白鎢顆粒疏水聚團(tuán)；當(dāng)油酸鈉濃度較高時(shí)，未脫氣水中形成更大絮團(tuán)，并部分呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀和鏈狀結(jié)構(gòu)，但當(dāng)有油酸鈉存在時(shí)，脫氣和未脫氣礦漿中白鎢絮團(tuán)特性差異較無油酸鈉時(shí)小，這也再次表明脫氣處理對(duì)白鎢顆粒疏水聚團(tuán)的影響在低油酸鈉濃度下更顯著。

表1 顯微照片統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)

3 結(jié)論

1) 加熱脫氣能有效減少水中的溶解氣體質(zhì)量濃度，但是不能完全脫除溶解氣核。

2) 白鎢顆粒在脫氣水中更易分散，這在油酸鈉濃度較低時(shí)更加明顯；當(dāng)油酸鈉濃度較高時(shí)，其自身促絮團(tuán)作用使水中溶解的微納米氣核對(duì)顆粒聚集/分散的影響減弱。

3) 白鎢顆粒在脫氣水中表面負(fù)電性增強(qiáng)，顆粒間靜電排斥增強(qiáng)，不利于顆粒間疏水聚團(tuán)。

[1] 周曉文, 陳江安, 袁憲強(qiáng), 等. 微細(xì)粒級(jí)鎢細(xì)泥選礦試驗(yàn)研究[J]. 有色金屬科學(xué)與工程, 2010, 1(2): 64?68. ZHOU Xiaowen, CHEN Jiangan, YUAN Xianqiang, et al. On the experimental processing of fine tungsten slime[J]. Nonferrous Metals Science and Engineering, 2010, 1(2): 64?68.

[2] YIN Wanzhong, WANG Jizhen. Effects of particle size and particle interactions on scheelite flotation[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2014, 24(11): 3682?3687.

[3] MIETTINEN T, RALSTON J, FORNASIERO D. The limits of fine particle flotation[J]. Minerals Engineering, 2010, 23(5): 420?437.

[4] CALGAROTO S, AZEVEDO A, RUBIO J. Flotation of quartz particles assisted by nanobubbles[J]. International Journal of Mineral Processing, 2015, 137: 64?70.

[5] 王淀佐, 邱冠周, 胡岳華. 顆粒間相互作用與細(xì)粒浮選[M]. 長(zhǎng)沙: 中南工業(yè)大學(xué)出版社, 1993: 234?345. WANG Dianzuo, QIU Guanzhou, HU Yuehua. Interaction between particles and fine particle flotation[M]. Changsha: Central South University of Technology Press, 1993: 234?345.

[6] 常自勇, 馮其明, 歐樂明. 回水中絮凝劑對(duì)鋁土礦浮選影響的研究[J]. 有色金屬(選礦部分), 2014(6): 88?91. CHANG Ziyong, FENG Qiming, OU Leming. Study on the impact of flocculants in backwater on bauxite flotation[J]. Nonferrous Metals (Mineral Processing Section), 2014(6): 88?91.

[7] AGARWAL A, NG W J, LIU Y. Principle and applications of microbubble and nanobubble technology for water treatment[J]. Chemosphere, 2011, 84(9): 1175?1180.

[8] SCHUBERT H. Nanobubbles, hydrophobic effect, heterocoagulation and hydrodynamics in flotation[J]. International Journal of Mineral Processing, 2005, 78(1): 11?21.

[9] 馮其明, 周偉光, 石晴. 納米氣泡的形成及其對(duì)微細(xì)粒礦物浮選的影響[J]. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2017, 48(1): 9?15. FENG Qiming, ZHOU Weiguang, SHI Qing. Formation of nano-bubbles and their influences on ultrafine mineral flotation[J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2017, 48(1): 9?15.

[10] AHMADI R, KHODADADI D A, ABDOLLAHY M, et al. Nano-microbubble flotation of fine and ultrafine chalcopyrite particles[J]. International Journal of Mining Science and Technology, 2014, 24(4): 559?566.

[11] FAN Maoming, TAO D, HONAKER R, et al. Nanobubble generation and its applications in froth flotation (part II): fundamental study and theoretical analysis[J]. International Journal of Mining Science and Technology, 2010, 20(2): 159?177.

[12] ZHOU Zhiang, XU Zhenghe, FINCH J A, et al. Role of hydrodynamic cavitation in fine particle flotation[J]. International Journal of Mineral Processing, 1997, 51(1): 139?149.

[13] ZHOU Zhiang, XU Zhenghe, FINCH J A, et al. On the role of cavitation in particle collection in flotation–a critical review. II[J]. Minerals Engineering, 2009, 22(5): 419?433.

[14] ZHOU Zhiang. Gas nucleation and cavitation in flotation[D]. Montreal: McGill University, 1996: 87?107.

[15] ZHANG Xuehua, QUINN A, DUCKER W A. Nanobubbles at the interface between water and a hydrophobic solid[J]. Langmuir, 2008, 24(9): 4756?4764.

[16] 郭德, 張秀梅, 石常省, 等. 壓強(qiáng)預(yù)處理對(duì)煤泥浮選效果的影響[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2011, 36(8): 1365?1369. GUO De, ZHANG Xiumei, SHI Changsheng, et al. The effect of pressure-based pre-treat on the flotation efficiency of coal slurry[J]. Journal of China Coal Society, 2011, 36(8): 1365?1369.

[17] LI Haipeng. Role of hydrodynamic cavitation in fine particle flotation[D]. Edmonton: University of Alberta, 2014: 40?41.

[18] ZHANG Xuehua, LI Gang, MAEDA N, et al. Removal of induced nanobubbles from water/graphite interfaces by partial degassing[J]. Langmuir, 2006, 22(22): 9238?9243.

[19] ZHOU Z A. Effect of gas nuclei on hydrophobic coagulation[J]. Journal of Colloid & Interface Science, 1996, 179(1): 311?314.

[20] 劉旭. 微細(xì)粒白鎢礦浮選行為研究[D]. 長(zhǎng)沙: 中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院, 2010: 62?65. LIU Xu. Study on the flotation of micro-grained scheelite[D]. Changsha: Central South University. School of Minerals Processing and Bioengieering, 2010: 62?65.

[21] SIMONSEN A C, HANSEN P L, KL?SGEN B. Nanobubbles give evidence of incomplete wetting at a hydrophobic interface[J]. Journal of Colloid & Interface Science, 2004, 273(1): 291?299.

[22] ZHOU Weiguang, CHEN Hao, OU Leming, et al. Aggregation of ultra-fine scheelite particles induced by hydrodynamic cavitation[J]. International Journal of Mineral Processing, 2016, 157: 236?240.

[23] 馮博, 王鵬程, 王金慶. 油酸鈉在微細(xì)粒白鎢礦浮選中的作用[J]. 有色金屬工程, 2015, 5(4): 44?48. FENG Bo, WANG Pengcheng, WANG Jinqing. Functions of sodium oleate in fine grain scheelite flotation[J]. Nonferrous Metals Engineering, 2015, 5(4): 44?48.

[24] 王軍, 程宏偉, 趙紅波, 等. 油酸鈉作用下金紅石的浮選行為及作用機(jī)理[J]. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào), 2014, 24(3): 820?825. WANG Jun, CHENG Hongwei, ZHAO Hongbo, et al. Flotation behavior and mechanism of rutile in presence of sodium oleate[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2014, 24(3): 820?825.

[25] KIM J Y, SONG M G, KIM J D. Zeta potential of nanobubbles generated by ultrasonication in aqueous alkyl polyglycoside solutions[J]. Journal of Colloid & Interface Science, 2000, 223(2): 285?291.

[26] CALGAROTO S, WILBERG K Q, RUBIO J. On the nanobubbles interfacial properties and future applications in flotation[J]. Minerals Engineering, 2014, 60(6): 33?40.

[27] WU Zhihua, ZHANG Xuehua, ZHANG Xiaodong, et al. Retracted: nanobubbles influence on BSA adsorption on mica surface[J]. Surface & Interface Analysis, 2005, 37(10): 797?801.

(編輯 陳燦華)

Influence of degassing on aggregation of ultra-fine scheelite particles

CHEN Hao, OU Leming, ZHOU Weiguang

(School of Minerals Processing and Bioengineering, Central South University, Changsha 410083, China)

The influence of degassing on aggregation of ultra-fine scheelite was studied through sedimentation test, Zeta potential measurement and microscopic observation. The results show that gas nuclei in water can be removed by heating, and the dissolution rate of gas is slow after degassing, which provides guarantee for the stability and reliability of experiments. The settling behavior of ultra-fine scheelite particles is closely related to the concentration of sodium oleate (NaOl) in the degassing water. When the concentration of NaOl is low, the turbidity of the mineral suspension increases when water is degassed, which suggests that the degassing promotes the dispersion of the scheelite particles, while the turbidity of the degassing aqueous dispersion is low when the NaOl concentration is high. The surface of scheelite particles is more negatively charged in the degassing water, thus enhancing the electrostatic repulsion between the particles, which is not conducive to the aggregation. The ability of aggregation of particles is reduced in the degassing water. In the case of high NaOl concentration, solid particles in the non-degassing slurry may form aggregates with chain or network structure due to the bridging effect of the gas nuclei, and therefore the buoyancy of aggregates increases sharply, resulting in the high turbidity in the measurements.

degassing; gas nuclei; hydrophobic aggregation; ultra-fine scheelite; sodium oleate

10.11817/j.issn.1672?7207.2018.08.002

TD921

A

1672?7207(2018)08?1851?06

2017?07?13；

2017?09?15

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目(2014CB643402)；國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51674291)(Project (2014CB64340) supported by the National Basic Research Development Program(973 Program) of China; Project(51674291) supported by the National Natural Science Foundation of China)

歐樂明，博士，教授，從事礦物加工理論研究；E-mail：olm@csu.edu.cn