白钨矿与含钙脉石矿物分离一直是浮选领域的难点,这主要是由于含钙矿物表面物理化学性质相似,且表面均具有Ca活性质点。而当矿浆中存在微溶性矿物石膏时,由于石膏的溶解会释放出大量钙离子,使白钨矿与含钙脉石矿物分离难度加剧。论文以白钨矿、萤石和方解石为研究对象,以石膏对矿物可浮性影响为着手点,采用表面分析测试、颗粒间作用力测试、试验验证等手段相结合,对石膏造成含钙矿物分离困难的机理进行了深入研究。论文首先探索了石膏和氯化钙为不同钙离子来源时对白钨矿、萤石和方解石浮选行为的影响;通过钙离子在矿物表面的吸附表征研究了石膏和氯化钙溶液中矿物表面荷电性质、元素组成及化学态的变化规律,并通过研究钙离子溶液中浮选药剂在矿物表面的吸附规律,明晰了石膏在矿物表面的作用机理;采用原子力显微镜研究了不同溶液环境中白钨矿基面与萤石、方解石颗粒间相互作用力,进一步揭示了石膏造成白钨矿与含钙脉石分离困难的原因;在以上研究的基础上,开展了含石膏型白钨矿实际矿石浮选试验,获得了较为理想的指标。进行了单矿物和人工混合矿浮选试验,考察了不同钙离子来源对矿物浮选的影响,结果表明:油酸钠对白钨矿、萤石和方解石均有较强的捕收作用;硅酸钠对萤石和方解石有很好的抑制作用,而对白钨矿抑制不明显;溶液中钙离子对白钨矿、萤石和方解石均产生抑制作用,且随着钙离子浓度增加而更加明显。与氯化钙相比,石膏对矿物的抑制作用略强;在钙离子溶液中添加硅酸钠后,白钨矿、萤石和方解石均受到强烈的抑制作用,难以实现白钨矿与萤石、方解石有效分离。研究了不同钙离子来源在矿物表面的吸附行为及其对矿物表面性质的影响。结果表明:相同条件下,石膏溶解产生的钙离子更容易吸附在矿物表面;当吸附达到平衡时,钙离子在白钨矿表面的吸附量最大,其次为方解石,萤石最小;溶液中钙离子与三种矿物表面钙原子均存在离子交换作用。在p H=5～12范围内,白钨矿表面在水介质中荷负电,钙离子吸附会压缩白钨矿表面双电层,使其表面电位正移,萤石和方解石表面在水介质中主要荷正电,受钙离子吸附影响较小;硫酸根离子能够选择性吸附在萤石和方解石表面,降低矿物表面电荷,造成石膏与氯化钙在三种矿物表面作用存在差异。研究了钙离子溶液中浮选药剂在矿物表面的吸附规律及其对矿物表面性质的影响,结果表明:在水介质中,油酸钠在三种矿物表面均发生吸附,使得矿物表面疏水性大幅度提升;溶液中存在的钙离子会与油酸根反应生成油酸钙沉淀,促进油酸根在矿物表面产生双层吸附,弱化油酸钠作用。硅酸钠会选择性吸附在萤石和方解石表面,扩大白钨矿与萤石、方解石之间的可浮性差异,而在两种钙离子溶液中,硅酸根与钙离子反应生成硅酸钙沉淀并通过物理吸附罩盖在三种矿物表面,硅酸钠失去选择性。研究了不同溶液环境中白钨矿基面与萤石、方解石颗粒间相互作用力,结果表明:白钨矿与萤石、方解石颗粒间在水介质中以引力为主;经硅酸钠作用后,白钨矿与萤石、方解石颗粒间粘附作用降低,引力减小;在石膏溶液和氯化钙溶液中,钙离子吸附导致矿物表面亲水性增强,白钨矿与萤石、方解石颗粒间引力和作用距离均显著增大,并随着钙离子浓度增加而更明显;受钙离子吸附的影响,硅酸钠在三种矿物表面均发生吸附,分散作用明显降低,颗粒间引力再次变大,不利于白钨矿与萤石、方解石颗粒间的分离。在以上研究基础上进行了含石膏型白钨矿实际矿石浮选试验。对原矿进行洗矿、添加碳酸钠调浆,降低矿浆中钙离子浓度,经过粗选段一粗两扫三精、精选段一扫四精的开路流程试验,可获得含WO₃23.42%的精矿产品;经过粗选段三粗三精、精选段一扫四精的闭路流程试验,可获得含WO₃26.92%,回收率为67.51%的精矿产品。石膏溶解释放出的钙离子会吸附在矿物表面,消耗溶液中浮选药剂,硫酸根在部分矿物表面吸附具有选择性。在浮选过程中,选用抗钙镁离子的选矿药剂,降低矿浆中钙离子浓度具有较好的可行性,可为低品位白钨矿资源回收提供借鉴。该论文有图112幅,表17个,参考文献212篇。