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浮选法回收利用碳渣实验研究
引言：
碳酸盐矿在冶金、建筑和化工等领域中占有重要地位。然而，大量的碳酸盐矿加工会产生大量的碳酸盐碎屑，被称为碳酸盐渣。碳酸盐渣由于含有一定量的有用矿物质，如石英、方解石等，因此存在回收利用的潜力，但由于其细粒度和微小颗粒易被吸附效应，加上其物理化学性质与背景综合繁杂，因此其回收利用一直面临重大挑战。浮选法常被应用于碳酸盐渣的回收，本文将通过实验研究总结浮选法回收利用碳酸盐渣技术上的优势及存在问题。
一、实验方法
1.样品准备
实验采用湖南某碳酸盐矿厂生产的碳酸盐渣作为原料，经过钾平碎器破碎成适合实验的细小颗粒。
2.试验设备
试验设备为XFD浮选机，选用2L浮选槽，搅拌速度为1800rpm，空气压力为0.1MPa。用Na2CO3为pH调节剂。
3.试验过程
按照实验设计要求将碳酸盐渣按一定比例与石英砂混合，然后加入适量的调节剂和捕收剂，浸泡20分钟后进行浮选。数据处理采用解释性统计法。试验分为两个阶段：第一阶段试验条件为：Na2CO3为pH调节器，捕收剂D朗黛，调节剂为正丁醇；第二阶段试验条件为：Na2CO3为pH调节器，捕收剂DIPA，调节剂为正丁醇。
二、实验结果及分析
1.不同捕收剂对碳酸盐渣浮选效果的影响
结果表明，使用D朗黛作为捕收剂，碳酸盐渣与石英砂混合的浮选物质量分数为15.5%，但分选的次品中富含石英成分。使用DIPA作为捕收剂，分选物质量分数为15.8%。实验发现，与D朗黛相比，DIPA的单体分子在水溶液中更容易形成氢键，因此更容易吸附在石英颗粒表面，从而提高了碳酸盐渣在精选过程中的选择性。
2.pH值对浮选效果的影响
在不同的pH值下测定了碳酸盐渣的回收率和质量分数。结果表明，随着pH值的升高，回收率和分选质量分数均有所提高。当pH为10.5时，回收率最高，达到94.5%，分选质量分数为18.6%。
3.不同调节剂对浮选效果的影响
实验发现，不同调节剂对碳酸盐渣的浮选也有一定的影响。在本实验中，选择正丁醇作为调节剂。结果表明，在不同的浮选参数下，采用正丁醇作为调节剂的碳酸盐渣浮选效果较好，具有较好的选择性和高回收率。这是因为，与一些更常见的调节剂相比，如石油醚、化学草甘膦及亚极性有机物等相比，正丁醇对矿物和冶金过程有更好的适应性，更容易吸附在矿物表面，因此更有利于浮选。
三、实验结论
通过针对碳酸盐渣浮选实验的研究，可以得出以下结论：
1.利用浮选法回收碳酸盐渣是可行的，但其精细度和选择性受到影响，需要进一步改进。
2.对不同调节剂和捕收剂进行对比分析，确认正丁醇适合于碳酸盐渣浮选。
3.碳酸盐渣的回收效率和分选的质量分数都随着pH值的升高而增加，当pH为10.5时，回收率最高，达到94.5%，分选质量分数为18.6%。
因此，浮选法回收利用碳酸盐渣是一个发展前途广阔的领域，但需要更深入的研究和改进。