萤石是一种重要的非金属战略性矿产资源,广泛应用于工业、国防等领域。目前分离萤石常用的方法主要通过选择性好的抑制剂,抑制脉石矿物的上浮,利用脂肪酸类捕收剂回收萤石,但若矿浆中含有一定的细粒或微细粒颗粒,则浮选效果并不理想,原因在于由于矿物颗粒解离度变细,浮选体系中存在细粒包裹现象,从而降低了精矿品位和回收率。本文针对萤石和微细粒石英浮选体系中存在的异相凝聚问题,基于高分子空间位阻作用理论,提出采用非离子型EPE型双亲嵌段共聚物同时作用于有用矿物和脉石矿物表面,强化颗粒间的分散作用,最终利用脂肪酸类捕收剂实现在微细粒颗粒环境下萤石高效浮选分离的方法。本研究以萤石与微细粒石英的单矿物及混合矿作为研究对象,通过沉降试验及浮选试验系统研究了油酸钠体系中双亲嵌段共聚物F-127对两种矿物的分散作用和浮选行为的影响,并结合絮团内颗粒间作用力计算、表面电动点位、接触角测试、红外光谱测试及X射线光电子能谱等方法对浮选药剂与矿物的作用机理进行探究。(1)沉降试验结果表明,在矿浆pH值6～10的范围内,萤石和细粒石英极易发生团聚,体系分散效果差,DLVO理论计算表明,在该pH范围内,萤石和细粒石英颗粒间的总作用力始终为引力,因此两者易发生相互凝聚现象。嵌段共聚物F-127对矿物颗粒有显著的分散作用:当pH=6,F-127浓度为62.5mg/L时,悬浮液浊度由120NTU提升至860NTU,原因在于F-127具有更大的分子量,且分子中存在更长的PEO嵌段,能够形成密集的梳状吸附层,为颗粒分散的稳定性提供空间位阻斥力。(2)浮选试验结果表明,在pH值在6～10的范围内时,油酸钠对萤石具有良好的可浮性,嵌段共聚物F-127不能单独做为捕收剂有效的浮选回收萤石和石英矿物。细粒石英对萤石浮选具有较大影响,当萤石和石英比例为1:1,pH=6,油酸钠浓度为1.6X 10-4mol/L时,萤石回收率仅为65.8%,说明浮选过程中,细粒石英易与粗粒萤石发生异相凝聚,从而降低萤石浮选指标。F-127能够改善矿浆分散程度,有效提高萤石的回收率,同时降低石英回收率,当F-127浓度为62.5mg/L时,人工混合矿中萤石的回收率可达78.4%,品位为79.4%,而石英回收率由31.2%下降至20.4%,经过一次精选后,萤石回收率为85%,品位为96.1%。(3)Zeta电位测试表明,在pH为6～10的范围内,萤石和细粒石英表面荷电的不同从而导致在矿浆中发生异相凝聚现象。嵌段共聚物F-127能够降低颗粒表面电位绝对值,减弱颗粒间的静电引力,改善萤石与细粒石英的分散效果。接触角测试结果表明,双亲嵌段共聚物F-127能够同时降低萤石和石英的接触角,结合F-127的分子结构可知,该高分子通过疏水性PPO链段在萤石和石英表面的吸附,亲水性PEO链段延展至水相,进而在矿物颗粒间形成梳状吸附层,利用空间位阻效应实现矿物颗粒的分散。红外光谱和XPS测试表明,油酸钠能够通过化学及物理作用方式吸附在萤石表面,而基本不吸附于石英表面。嵌段共聚物F-127能够同时吸附于萤石和石英表面,且不会影响油酸钠在萤石表面的吸附,而油酸钠对石英并无选择性,因而有利于萤石与细粒石英的浮选分离。