中國(guó)報(bào)告大廳網(wǎng)訊，2025年，氯化鈣行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，在礦產(chǎn)加工領(lǐng)域的作用也受到更多關(guān)注。方解石作為浮選中常見的脈石礦物，其浮選效果直接影響礦產(chǎn)精礦品位，而氯化鈣在方解石浮選過程中扮演著重要角色，深入研究氯化鈣對(duì)方解石浮選的影響及機(jī)理，對(duì)于優(yōu)化浮選工藝、提升礦產(chǎn)資源利用效率具有重要意義。以下是2025年氯化鈣行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)分析。

  一、實(shí)驗(yàn)材料與方法：氯化鈣相關(guān)實(shí)驗(yàn)條件設(shè)定

  實(shí)驗(yàn)所用方解石純礦物取自湖南，為結(jié)晶良好的塊狀礦物，經(jīng)人工破碎、手選、再破碎、瓷球球磨后，用標(biāo)準(zhǔn)篩干篩至 - 106μm，經(jīng)去離子水沖洗并烘干后置于磨口瓶中備用，X 射線粉晶衍射分析與化學(xué)成分分析結(jié)果表明樣品為高純度，符合單礦物實(shí)驗(yàn)要求?；瘜W(xué)藥劑均為分析純，以油酸鈉為捕收劑，羧甲基纖維素(CMC)為抑制劑，氫氧化鈉、鹽酸為 pH 值調(diào)整劑，氯化鈣和碳酸鈉為調(diào)整劑，實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

   《2025-2030年中國(guó)氯化鈣行業(yè)市場(chǎng)深度研究與戰(zhàn)略咨詢分析報(bào)告》指出，浮選實(shí)驗(yàn)采用 XFG 型掛槽式浮選機(jī)，轉(zhuǎn)速設(shè)定為 1900r/min，礦樣量為 2.0g，在 40mL 浮選槽內(nèi)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)時(shí)先將礦樣加入浮選槽，加水?dāng)嚢杈鶆蚝笠来渭尤胝{(diào)整劑和 2.0×10??mol/L 的油酸鈉，每種藥劑加入后攪拌 2.0min，隨時(shí)測(cè)定 pH 值以確保礦漿 pH 值無(wú)波動(dòng)。浮選所得泡沫產(chǎn)品和槽內(nèi)產(chǎn)品分別過濾、烘干和稱量，計(jì)算浮選回收率。

  動(dòng)電位測(cè)定時(shí)，以瑪瑙研缽將方解石研磨至粒度 - 5μm，稱取 100mg 置于燒杯中，加入 50mL 蒸餾水和相應(yīng)藥劑后調(diào)節(jié) pH 值，攪拌一定時(shí)間后吸取少量溶液，使用 Nano ZS-90 Zeta 分析儀測(cè)定礦物動(dòng)電位，測(cè)量三次取平均值。

  二、氯化鈣對(duì)方解石浮選行為的影響：強(qiáng)化 CMC 抑制作用

  在不同氯化鈣用量和礦漿 pH 值條件下，氯化鈣對(duì)方解石浮選回收率的影響存在差異。當(dāng)不添加 CMC 時(shí)，氯化鈣濃度在 0~3×10?3mol/L 范圍內(nèi)，方解石回收率受氯化鈣濃度變化的影響較小;而添加 10mg/L 的 CMC 后，方解石回收率隨氯化鈣濃度增加逐漸下降，這表明氯化鈣強(qiáng)化了 CMC 對(duì)方解石的抑制作用。

  從礦漿 pH 值的影響來看，不添加氯化鈣時(shí)，CMC 對(duì)方解石的抑制作用隨礦漿 pH 值升高而有所下降，可能是因?yàn)榈V漿 pH 值增加降低了方解石的動(dòng)電位，使 CMC 與方解石靜電斥力增加;但添加 3×10?3mol/L 氯化鈣后，CMC 對(duì)方解石的抑制作用增強(qiáng)，且礦漿 pH 值變化對(duì) CMC 抑制方解石的影響較小。綜合來看，氯化鈣對(duì)油酸鈉捕收方解石的影響較小，但能顯著強(qiáng)化 CMC 對(duì)方解石的抑制作用。

  三、碳酸鈉與氯化鈣的對(duì)比及共存影響：氯化鈣作用可被抵消

  碳酸鈉對(duì)方解石浮選行為的影響與氯化鈣相反。無(wú)論是否添加 CMC，碳酸鈉都可活化方解石浮選，隨著碳酸鈉用量增加，CMC 對(duì)方解石抑制作用逐漸減弱。且隨著 pH 值增加，碳酸鈉對(duì) CMC 抑制能力的影響有所增強(qiáng)，當(dāng) pH 值 = 11.0 時(shí)，CMC 對(duì)方解石的抑制作用已經(jīng)很弱，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)方解石的抑制。這說明碳酸鈉可以強(qiáng)化油酸鈉對(duì)方解石的捕收作用，并削弱 CMC 對(duì)方解石的抑制作用，且 pH 值越高，效果越明顯。

  當(dāng)氯化鈣和碳酸鈉共存時(shí)，方解石的回收率介于兩種藥劑單獨(dú)添加時(shí)的回收率之間。其中，水平虛線與 “CMC + 碳酸鈉” 線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氯化鈣用量與碳酸鈉相當(dāng)，表明氯化鈣和碳酸鈉對(duì) CMC 抑制方解石的影響可相互抵消。氯化鈣與碳酸鈉對(duì)方解石浮選影響的相對(duì)強(qiáng)弱與濃度有關(guān)，當(dāng)氯化鈣用量小于碳酸鈉時(shí)，CMC 對(duì)方解石的抑制作用減弱;反之，CMC 對(duì)方解石的抑制作用增強(qiáng)。

  四、礦物表面電性與溶液化學(xué)分析：氯化鈣改變界面與溶液環(huán)境

  從礦物表面電性來看，氯化鈣會(huì)提高方解石動(dòng)電位，而碳酸鈉可降低方解石動(dòng)電位，這說明兩類藥劑都可在方解石表面吸附。氯化鈣吸附后增加了藥劑在礦物表面吸附的位點(diǎn)并降低靜電斥力，有利于強(qiáng)化 CMC 對(duì)方解石的抑制作用;碳酸鈉吸附后則增加了 CMC 與方解石的靜電斥力，進(jìn)而降低 CMC 的抑制作用。

  在浮選溶液化學(xué)方面，方解石浮選溶液體系中離子關(guān)系復(fù)雜，通過溶解平衡、電荷守恒和質(zhì)子守恒列出各離子濃度間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，借助 Matlab 軟件計(jì)算得出不同條件下方解石的組分分布。加入氯化鈣后，溶液內(nèi)的優(yōu)勢(shì)組分為鈣離子，可提高方解石電位，為藥劑提供活性位點(diǎn)，有利于 CMC 吸附，同時(shí)溶液內(nèi)大量鈣離子可與 CMC 和油酸鈉發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。

  羧酸類藥劑會(huì)同時(shí)在方解石表面吸附和在溶液內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，溶液內(nèi)油酸鈉與鈣離子生成的油酸鈣也是捕收方解石的有效組分，不會(huì)因沉淀而失去捕收能力。油酸鈉向方解石表面的遷移包括直接吸附和油酸鈣由液相向固液界面遷移，方解石與油酸鈉之間靜電力為斥力且表面親水性強(qiáng)，不利于油酸鈣與方解石產(chǎn)生疏水作用能，捕收劑吸附后礦物表面疏水性提高，才有利于促進(jìn)油酸鈣吸附。溶液內(nèi)鈣離子濃度增加會(huì)降低油酸鈉在方解石表面的吸附量，削弱方解石與油酸鈣的疏水作用，但因油酸鈣本身可作為捕收劑，所以鈣離子對(duì)方解石回收率降低的影響效果不明顯。

  與油酸鈉不同，鈣離子與溶液內(nèi)的 CMC 作用后導(dǎo)致后者分子卷曲，增加吸附密度和降低空間位阻，進(jìn)而強(qiáng)化 CMC 對(duì)方解石的抑制作用，因此鈣離子對(duì)油酸鈉性能的影響弱于對(duì) CMC 性能的影響。

  加入碳酸鈉后，溶液內(nèi)鈣離子濃度明顯降低，陰離子為優(yōu)勢(shì)組分，與動(dòng)電位分析結(jié)果相符。同時(shí)，重結(jié)晶作用使鈣離子遷移至方解石表面，溶液內(nèi)鈣離子濃度降低，導(dǎo)致 CMC 的卷曲度和抑制能力降低。此外，溶液內(nèi)鈣離子濃度降低使油酸鈣濃度降低，且碳酸根對(duì)油酸鈉在方解石表面吸附的競(jìng)爭(zhēng)作用可忽略不計(jì)(碳酸鈣 KSP=10??.3?遠(yuǎn)小于油酸鈣 KSP=10?1?.?)，直接作用于方解石的油酸鈉隨之增加，有利于強(qiáng)化油酸鈣與方解石的疏水作用，提高捕收劑總吸附量，進(jìn)而促進(jìn)方解石浮選。

  五、研究結(jié)論：氯化鈣在方解石浮選中的作用明確

  方解石浮選過程中，氯化鈣對(duì)油酸鈉性能的影響小于對(duì) CMC 性能的影響，油酸鈉的捕收能力基本不變或略微降低，但氯化鈣可顯著強(qiáng)化 CMC 的抑制能力;而碳酸鈉能增強(qiáng)油酸鈉的性能，同時(shí)削弱 CMC 對(duì)方解石的抑制作用。

  氯化鈣在礦物界面吸附后，為藥劑吸附提供了活性位點(diǎn)，降低了靜電斥力，并且在溶液內(nèi)使 CMC 卷曲度增加，提高了吸附密度和降低空間位阻;氯化鈣與油酸鈉生成的油酸鈣是捕收方解石的有效組分，不會(huì)因油酸鈣沉淀而無(wú)法發(fā)揮捕收作用，這使得氯化鈣對(duì)油酸鈉性能的影響弱于對(duì) CMC 的影響。

  碳酸鈉在礦物表面可增加 CMC 與方解石的靜電斥力，并與 CMC 發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附，在溶液內(nèi)降低鈣離子濃度，減少 CMC 分子卷曲，從而降低 CMC 對(duì)方解石的抑制作用;碳酸鈉對(duì)油酸鈉的競(jìng)爭(zhēng)吸附作用可忽略不計(jì)，且降低鈣離子濃度有利于提高捕收劑直接吸附于方解石表面的濃度，為油酸鈣吸附提供條件，進(jìn)而促進(jìn)油酸鈉對(duì)方解石的捕收能力。

  此次研究揭示出，浮選溶液內(nèi)組分濃度變化和藥劑形態(tài)轉(zhuǎn)變也是影響方解石浮選的重要原因，為后續(xù)優(yōu)化方解石浮選工藝、合理調(diào)控氯化鈣等藥劑用量提供了理論依據(jù)，在 2025 年氯化鈣行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)背景下，也為氯化鈣在礦產(chǎn)加工領(lǐng)域的精準(zhǔn)應(yīng)用拓展了思路。

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