封面文章 | 中南大学高志勇教授团队：浮选精矿表面捕收剂高效解吸与回用：以白钨矿为例
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封面故事
封面展示了采用超声–强碱法使捕收剂从精矿表面解吸，并将解吸的捕收剂回用于浮选流程，既减少了浮选药剂成本，又降低了后续对于冶金的不利影响。
文章信息
浮选精矿表面捕收剂高效解吸与回用：以白钨矿为例(点击查看原文)
陶黎明, 王建军
引用本文：Liming Tao, Jianjun Wang, Dejin Liao, Wenkai Jia, Zihan Zhao, Wenfang Che, Zhongxu Qi, Wei Sun, and Zhiyong Gao, Efficient desorption and reuse of collector from the flotation concentrate: A case study of scheelite, Int. J. Miner. Metall. Mater., 31(2024), No. 11, pp. 2435-2444.
https://doi.org/10.1007/s12613-024-2951-3
超声波-强碱组合法可减弱捕收剂在白钨矿表面的吸附并强化解吸。
02超声波-强碱组合法可解吸白钨精矿表面90.48%的Pb和63.75%的BHA。
03超声波-强碱组合方法对解吸的捕收剂Pb离子和BHA活性没有破坏作用。
04含有捕收剂的解吸液回用到浮选中，可节约25%的捕收剂用量。
文章导读
浮选是通过捕收剂对目的矿物的选择性吸附使其疏水上浮进而实现矿物分离富集的方法。浮选精矿表面吸附的捕收剂通常会对后续冶金过程产生不利影响，如降低产品纯度、毒化离子交换树脂、增加废水COD值等。为消除上述影响，通常需在冶金作业前将精矿表面的捕收剂脱除，但造成药剂浪费、冶金成本增加。本文提出在选矿厂将精矿矿浆进行简单处理使捕收剂从精矿表面解吸，并将含有捕收剂的解吸液直接返回用于浮选的新思路，既能减少浮选药剂成本，又能降低后续对于冶金的不利影响。硝酸铅-苯甲羟肟酸(Pb-BHA)配体是白钨矿浮选中常用的捕收剂。本文研究了不同物理方法(搅拌或超声)和化学方法(强酸或强碱)对白钨矿精矿表面Pb-BHA捕收剂解吸行为的影响。单矿物解吸试验表明，在矿浆pH值为13、超声处理15分钟的条件下，白钨精矿表面捕收剂的解吸效果最佳，Pb和BHA解吸率分别为90.48%和63.75%。实际矿浮选试验表明，采用强碱-超声组合方法解吸白钨精矿表面捕收剂并将解吸液用于浮选，可节省选矿厂25%的Pb离子和30%的BHA用量。机理研究表明，强碱环境破坏了Pb离子与BHA之间的化学键，超声波的空化效应有效降低了Pb-BHA捕收剂与白钨矿表面的作用强度，利于捕收剂的解吸脱附，但不会破坏捕收剂的活性。可见，超声-强碱组合方法可实现浮选精矿表面捕收剂的有效解吸，为冶炼厂提供“干净”的白钨精矿，捕收剂回用可有效降低选矿厂的捕收剂使用成本。
图1 白钨矿浮选精矿表面捕收剂解吸–回用示意图
图2 （a）在 pH 13.0 时， 超声振动时间对 Pb 和 BHA 解吸速率的影响；（b）补充的 Pb 和 BHA 用量对白钨矿和萤石回收率的影响
强碱-超声波联合作用下，白钨精矿表面的Pb-BHA捕收剂解吸率较高；解吸的捕收剂直接回用于浮选流程，新补加Pb离子和BHA用量为8 × 10−5 mol/L和4 × 10−5 mol/L时，对白钨矿体现出较好的选择性捕收性能，表明解吸的捕收剂活性较好。
表1 补充 Pb 和 BHA 用量对 WO3 品位和回收率的影响
白钨矿实际矿粗选试验中（pH=9，起泡剂BK-205=30g/t），解吸的捕收剂直接回用于浮选流程，在新添加较低量的Pb–BHA捕收剂情况下，即可获得较好的浮选指标。
红外光谱图显示，强碱–超声波作用下，白钨精矿表面吸附的捕收剂特征峰几乎消失，表明捕收剂解吸效率较高。
第一作者 陶黎明，安徽合肥人，中南大学资源加工与生物工程学院矿业工程专业22级博士研究生，从事矿产资源清洁高效利用相关研究。博士至今以第一作者在Journal of Cleaner Production，International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials等国内外学术期刊发表学术论文3篇；以第一/学生第一申请国家发明专利3项，授权1项；主持湖南省和中南大学研究生自主探索项目各1项；荣获2023年度优秀学生干部。
通讯作者 王建军，河北邯郸人，工学博士，中南大学资源加工与生物工程学院讲师、硕士生导师，主要研究方向为战略含钙矿物分选、药剂解吸与回用、废水处理和尾矿综合利用等。主持国家自然科学基金项目、国家重点研发计划子课题、矿物加工科学与技术国家重点实验室开放基金、校企合作项目等10余项。以第一/通讯作者在International Journal of Mining Science and Technology、Journal of Cleaner Production、Applied Surface Science、Minerals Engineering等学科权威国际期刊发表高水平SCI论文15篇，授权发明专利13项。担任学科SCI期刊Minerals、Metals和Frontiers in Materials的客座编辑，Minerals Engineering、Applied Surface Science等国际权威期刊的审稿人。获得中国有色金属工业科学技术一等奖/二等奖各1项，绿色矿山科技进步一等奖1项。
通讯作者 高志勇，山西中阳人，中南大学资源加工与生物工程学院副院长、教授、博士生导师。国家级高层次人才，国家重点研发计划项目首席科学家。战略含钙矿物资源清洁高效利用湖南省重点实验室主任，湖南省关键金属矿产资源高效清洁利用国际联合研究中心主任。主持国家重点研发计划项目、国家自然科学联合基金重点项目4项。获国家科技进步二等奖1项，省部级和行业协会科技奖励一等奖5项。中国国际矿物加工青年学者论坛发起人、主席，中国有色金属学会矿冶过程界面化学专业委员会秘书长、青年工作委员会副秘书长，4个学科SCI期刊的编委（副主编）。
封面文章供稿 | 陶黎明
排版 | 许欢欢
编辑 | 陈佩仙
审核 | 黄冬华
《矿物冶金与材料学报（英文）》(InternationalJournal of Minerals, Metallurgy and Materials，IJMMM)是由教育部主管、北京科技大学主办、Springer Nature合作出版的英文学术期刊，1994年创刊，月刊。主要刊载矿物、冶金和材料领域的原创研究论文和特约综述等。被SCIE，EI，CAS，Scopus，ProQuest，OCLC，INSPEC等国际著名文摘或检索系统作为文献源期刊收录。入选中科院期刊分区二区。2023 JCR影响因子为5.6，在冶金与冶金工程学科和矿业工程与矿物加工学科位于Q1区, 在材料科学综合学科位于Q2区前列。2023 CiteScore为9.3，在金属与合金类、材料力学类、材料化学类等类别中均位于Q1区。入选《有色金属领域高质量科技期刊分级目录》T1级别；《冶金工程技术领域高质量科技期刊分级目录》T1级别。
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