稀有金属在现代工业中扮演着至关重要的角色,从电子信息到航空航天,从新能源到国防军工,其应用广泛且不可或缺。然而,稀有金属矿通常具有品位低、嵌布粒度细、矿物组成复杂等特点,选矿难度极大。浮选法作为一种高效的矿物分离技术,在稀有金属矿选矿中发挥着关键作用,而浮选剂的合理选择与应用则是决定浮选效果的核心因素。近年来,随着科技的不断进步,浮选剂在稀有金属矿选矿中的应用取得了显著进展。
在锂矿选矿领域,随着全球新能源汽车产业的爆发式增长,锂作为关键电池材料,其需求急剧攀升。锂辉石是最主要的锂矿石资源之一,传统浮选工艺多采用脂肪酸类捕收剂,但存在选择性差、药剂用量大等问题。近年来,研发人员通过分子设计,合成了一系列新型螯合捕收剂,如羟肟酸类衍生物。这类捕收剂能与锂辉石表面的锂原子形成稳定的螯合物,显著增强了对锂辉石的选择性捕收能力,在低品位锂辉石矿浮选中,锂回收率较传统捕收剂提高了 5 - 10 个百分点。同时,针对盐湖锂资源,开发了适用于卤水中锂提取的浮选剂体系,通过调控卤水的酸碱度和离子强度,利用特殊的表面活性剂实现了锂与其他杂质离子的有效分离,为盐湖锂资源的高效开发提供了新途径。
对于稀土矿选矿,稀土元素种类繁多,且常与其他矿物紧密共生,选矿难度极高。在稀土矿浮选中,新型调整剂的应用成为研究热点。例如,通过添加特定的有机膦酸类调整剂,能够有效改变稀土矿物与脉石矿物表面的电荷性质和电位,增强稀土矿物与捕收剂的吸附作用,同时抑制脉石矿物的浮选。在某离子型稀土矿浮选中,使用该类调整剂后,稀土精矿品位提高了 3 - 5 个百分点,回收率提高了 8 - 12 个百分点。此外,研发的复合捕收剂体系,将不同类型的捕收剂进行复配,发挥协同效应,进一步提升了稀土矿的浮选指标。
在铌钽矿选矿方面,铌钽矿通常与铁、锰、钛等矿物共生,且矿物晶体结构复杂。传统浮选剂难以实现铌钽矿物与共生矿物的有效分离。近年来,开发出的新型螯合起泡剂,不仅具有良好的起泡性能,还能与铌钽矿物表面发生选择性吸附,增强其可浮性,同时抑制脉石矿物上浮。在某铌钽矿选矿实践中,采用该新型起泡剂后,铌钽精矿品位提高了 10 - 15%,回收率提高了 6 - 8 个百分点。此外,通过优化浮选工艺流程,结合新型浮选剂的应用,实现了铌钽矿的高效回收。
随着稀有金属矿资源的不断开发和利用,其选矿难度将进一步加大。未来,浮选剂在稀有金属矿选矿中的应用将朝着更高效、更环保、更具针对性的方向发展。一方面,需要深入研究稀有金属矿物的晶体结构和表面性质,开发出针对不同稀有金属矿特性的专用浮选剂;另一方面,加强浮选剂与浮选工艺的协同创新,通过优化工艺流程、智能控制药剂添加等手段,进一步提高稀有金属矿的选矿效率和资源利用率,为稀有金属产业的可持续发展提供有力支撑。