机械搅拌预处理的基础上引入超声波的作用，强化了鲤辉石表面的选择性溶蚀，从而提高了浮选回收率。

在浮选流程中，所需的目标矿物可能会与其主要脉石矿物具有高度相似的表面和溶液化学性质，这使得浮选药剂的选择性吸附困难，使部分矿物浮选过程中难以实现高精度、高效率的浮选。矿物预处理可通过不同方法强化目标矿物与脉石矿物表面化学性质的差异。

矿物浮选前的预处理工作主要是通过改变矿物的表面性质来改善浮选分离性能，工业实践中常采用机械搅拌处理、磁处理电化学处理、酸或碱处理、热处理、超声波处理、微波处理、生物处理、激光处理等表面改性方法进行预处理。这些预处理方法既可以单独使用，也可以多种方法联合使用提高预处理效果，为后续浮选创造有利条件。

一、人工混合矿超声波测试

不同的预处理条件下人工混合矿的浮选分离行为，可以验证超声波耦合机械搅拌强化人工混合矿的选择性溶蚀，提高浮选效率，探究超声波参数对人工混合矿浮选行为的影响，分别以超声波功率、超声波频率和超声波时间为条件变量，开展人工混合矿的浮选试验。

以超声波功率为变量，分别在机械搅拌超声波耦合机械搅拌预处理条件下进行人工混合矿的浮选试验，验证超声波耦合机械搅拌对鲤辉石矿选择性溶蚀作用的强化作用，探究超声波功率与鲤辉石浮选效率之间的关系，并确定人工混合矿的最佳超声波功率。

当超声波功率对人工混合矿分选效率的影响，随着超声波功率的增加，人工混合矿的分选效率增加，超声波功率为60W左右时，分选效率几乎达到最高值为40%左右，此后随着功率的增加，分选效率变化不大。因此在超声波功率为60W时即可强化对鲤辉石人工混合矿的选择性分离效果。

超声波频率的增加不利于辉石人工混合矿浮选指标的提高，当超声波频率从45KHz增加到100KHz，人工混合矿的回收率从40.21%下降到24.25%，LiO的品位从5.89%下降到4.69%。较高频率条件下超声波损失的能量越多，不利于强化鲤辉石的浮选效率，导致浮选指标较低。在超声波频率为45KHz时，人工混合矿所能达到的分选效率最大。

确定最佳预处理的超声波功率为60W，最佳超声波频率为45KHZ，NaOH用量为1000mg/L，机械搅拌转速为3000rpm条件下进行超声波时间参数试验。超声波时间对人工混合矿浮选指标的影响最大，随着超声波时间的增加，人工混合矿的浮选回收率和Lio的品位明显增加。

当超声波时间从5min增加到25min时，浮选回收率从17.54%增加到48.23%，Liz0的品位从3.79%增加到5.87%。超声波时间对浮选指标的影响程度比超声波功率和超声波频率的影响程度大，这是因为鲤辉石的选择性溶蚀需要一定的反应时间，随着时间的延长，钾辉石的选择性溶蚀也更加充分。

在超声波时间对人工混合矿分选效率的影响之下，随着超声波时间的增加分选效率不断增加，在超声波时间为25min时达到最大值44.27%。由此可见，超声波时间的延长有助于鲤辉石人工混合矿浮选效率的提高。

二、预处理对矿物浮选影响

为了进一步确定超声波耦合机械搅拌提高鲤辉石矿浮选回收率的机理，弄清超声波耦合机械搅拌为什么能够强化鲤辉石的选择性分离效果，对不同预处理条件下的矿物进行扫描电镜分析、电感耦合等离子分析、X射线电子能谱分析、药剂吸附量测试等方法进行机理研究。

矿物表面溶解行为直接影响矿物的浮选行为，矿物溶解行为包括矿物表面不同元素的溶解量，矿物表面元素经溶解后矿物表面组成状态和矿物表面样貌的变化，通过研究不同预处理对矿物表面元素溶解行为的影响有助于弄清楚超声波耦合机械搅拌提高鲤辉石浮选回收率的机理。

矿物表面样貌与矿物的浮选行为有关，矿物表面的溶蚀情况会改变矿物表面样貌。在预处理时间为15min，NaOH用量为1000mg/L，搅拌转速为3000rpm，超声波功率为100W，超声波频率为45KHZ条件下，对粒级为-0.074+0.038mm的矿物在机械搅拌和超声波耦合机械搅拌预处理后，每次用150mL去离子水过滤洗涤4次，在真空烘箱中干燥，然后用扫描电镜测定不同预处理条件下鲤辉石表面形貌。

预处理会导致鲤辉石表面特征的差异，如表面样貌、表面粗糙度和表面化学组成，而超声波耦合机械搅拌作用会强化鲤辉石表面特征的差异，为浮选创造有利条件。对不同预处理体系下的鲤辉石矿样进行扫描电镜成像分析。

在未经任何预处理的鲤辉石原矿样的断口呈阶梯状，有裂隙存在，能见平行状排列，其表面粗糙，附有较多大小不一的碎屑，这些可能是极细的鲤辉石粉末，也有可能是黏附的石英、长石等杂质;

经机械搅拌预处理后的鲤辉石矿样，表面开始出现轻微的溶蚀，较多的黏附物溶解，表面变得更干净，断口处的阶梯状和裂隙处的平行状排列也因轻度溶蚀而遭到破坏：经超声波耦合机械搅拌预处理的鲤辉石矿样表面出现严重的溶蚀现象，不仅表面的黏附物溶解，其表面还因溶蚀作用而出现大小不一的空洞。

断口处的阶梯状和裂隙处的平行状排列因溶蚀作用而严重破坏，鲤辉石表面性质因超声波耦合机械搅拌预处理作用而出现较大的改变，这些改变会对其浮选行为产生影响。

不同的位置和不同的放大倍数下表现的长石表面样貌情况也不一样。未经预处理的长石表面较为平整光滑，矿物表面完整且附着有一定的碎屑，没有明显的孔穴。经机械搅拌预处理后的长石表面发生了溶蚀现象，表面不再平整光滑，出现了明显凹凸不平的孔穴，裂缝较为明显，矿物表面干净不再附有碎屑物。

经超声波耦合机械搅拌预处理的长石表面发生了严重的溶蚀，矿物表面不再因为某个地方溶蚀而出现孔穴，而是由于矿物表面各个地方大面积的溶蚀而呈现颗粒状，矿物表面形态由于溶蚀而改变，粗糙度明显增加。

由此可见，经超声波耦合机械搅拌预处理的长石溶蚀程度较机械搅拌增强，矿物表面样貌改变更大。

编号a、b、c分别代表不做任何预处理、机械搅拌预处理和超声波耦合机械搅拌预预处理，编号1、2、3代表不同位置和不同放大倍数下长石表面样貌情况。由此可以看出，未经预处理的石英表面光滑平整，没有出现明显的溶蚀现象，经过预处理后，石英表面溶蚀，出现了溶蚀后的孔穴，经超声波耦合机械搅拌预处理的石英表面溶蚀程度大于机械搅拌预处理。

三、对矿物的溶解量的影响

采用电感耦合等离子体光谱仪，对不同条件下鲤辉石及其脉石矿物长石和石英表面溶出的主要组分溶解量进行测定，从而得到不同矿物表面组分的溶出变化结果，分析不同预处理条件下，机械搅拌作用和超声波耦合机械搅拌作用对矿物表面组分溶出行为和浮选行为的影响，确定超声波合机械搅拌作用强化鲤辉石矿选择性溶蚀作用的实质。

机械搅拌预处理的鲤辉石、长石和石英矿浆上溶液中Si、AI的浓度均比超声波耦合机械搅拌预处理的鲤辉石溶解的浓度低，这说明超声波耦合机械搅拌预处理的矿物表面发生了更严重的溶蚀，这是因为与机械搅拌相比，超声波耦合机械搅拌在每个粒级中都能促进表面组分的溶解。

一般情况下，超声波耦合机械搅拌处理过程中钾辉石表面组分的溶解量是机械搅拌的两倍以上。而对于长石和石英而言，超声波耦合机械搅拌处理过程中表面组分的溶解量是机械搅拌的四倍以上。这是因为超声波作为一种物理手段在化学反应过程中能产生—系列接近极端的表面质点高速振动、高压和空化现象。

伴随质点运动加速和空化作用产生的冲击波与高速微射流，能够激发和促进许多物理化学反应，加快物理化学反应速度。简言之，对于矿物的溶解而言，超声波过程造成的流体力学极端不稳定现象，导致矿物表面流体剧烈湍动，能使组分迁移以强化对流的形式进行，极大地降低了扩散阻力，从而实现矿物表面的高效溶解。

结 语：

机械搅拌和超声波耦合机械搅拌预处理条件下，超声波耦合机械搅拌作用对不同粒级鲤辉石表面选择性溶蚀和浮选行为的影响，随后探究了超声波参数对钾辉石、长石和石英浮选行为的影响，结合扫描电镜、电感耦合等离子测试、X射线电子能谱测试和吸附量测试分析，将得到不错的效果与发展。

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