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微硅粉浮选中的纳米气泡稳定性及协同作用的讨论

李军 孙健翔 许泽胜 李晓东 赵佳佳 刘佳

李军, 孙健翔, 许泽胜, 李晓东, 赵佳佳, 刘佳. 微硅粉浮选中的纳米气泡稳定性及协同作用的讨论[J]. 矿业科学学报, 2022, 7(6): 763-769. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.06.013
引用本文: 李军, 孙健翔, 许泽胜, 李晓东, 赵佳佳, 刘佳. 微硅粉浮选中的纳米气泡稳定性及协同作用的讨论[J]. 矿业科学学报, 2022, 7(6): 763-769. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.06.013
Li Jun, Sun Jianxiang, Xu Zesheng, Li Xiaodong, Zhao Jiajia, Liu Jia. On stability and synergistic effect of nano-bubbles in micro-silica flotation[J]. Journal of Mining Science and Technology, 2022, 7(6): 763-769. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.06.013
Citation: Li Jun, Sun Jianxiang, Xu Zesheng, Li Xiaodong, Zhao Jiajia, Liu Jia. On stability and synergistic effect of nano-bubbles in micro-silica flotation[J]. Journal of Mining Science and Technology, 2022, 7(6): 763-769. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.06.013

微硅粉浮选中的纳米气泡稳定性及协同作用的讨论

doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2022.06.013
基金项目: 

国家重点研发计划 2019YFC1904601

国家重点研发计划 2020YFC1806504

详细信息
    作者简介:

    李军(1963—),男,河北张家口人,高级工程师,主要从事固废资源化与深加工方面的研究工作。Tel:13801028177,E-mail:lijun19639008@163.com

    通讯作者:

    孙健翔(1996—),男,吉林吉林人,硕士研究生,主要从事固废资源化与深加工方面的研究工作。Tel:13051858933,E-mail:sunjianxiang1996@qq.com

  • 中图分类号: TD923

On stability and synergistic effect of nano-bubbles in micro-silica flotation

  • 摘要: 针对微硅粉的提纯问题,提出了在微硅粉浮选中引入纳米气泡以提升浮选回收率的方案,分析了纳米气泡对浮选提纯微硅粉的影响;使用纳米颗粒跟踪分析(NTA)测定纳米气泡的稳定性和油酸钠对其稳定性的影响。结果表明:在捕收剂等量的情况下,在微硅粉浮选中引入纳米气泡,可以提高纳米SiO2的回收率,在捕收剂用量为1.5 g/L时,纳米SiO2回收率达到最大,为70.2 %;油酸钠可以提高水中纳米气泡的稳定性和分散性;纳米气泡可以提高浮选回收率,可能是由于纳米气泡与浮选中产生的普通浮选气泡发生协同作用。
  • 图  1  浮选试验流程

    Figure  1.  The flotation experimental method

    图  2  不同捕收剂用量下纳米气泡对浮选回收率的影响

    Figure  2.  The effect of nanobubbles on the flotation recovery rate under different collector dosages

    图  3  各组样品纳米气泡粒径分布

    Figure  3.  Particle size distribution of nanobubbles in each group measured

    图  4  各组样品纳米气泡散射光斑图像

    Figure  4.  Scattered spot image of nanobubbles of each group

    图  5  3D颗粒物浓度-散射光强度-粒度分布

    Figure  5.  Diagram of 3D Particle concentration-scattered light intensity-particle size distribution

    图  6  纳米气泡促进气泡矿化示意图

    Figure  6.  Nano bubbles promote bubble mineralization schematic

    图  7  引入纳米气泡前后颗粒与浮选机气泡的碰撞概率

    Figure  7.  Collision probability between particles and flotation machine bubbles before and after the introduction of nano-bubbles

    表  1  微硅粉的化学成分组成

    Table  1.   The chemical composition of microsilica

    成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O C
    质量分数/% 85.89 0.27 5.23 0.31 0.4 0.47 0.15 4.11
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    表  2  各组实验条件

    Table  2.   Test conditions of each group

    组别 药剂 放置时间/min
    1 纳米气泡水 30
    2 纳米气泡水 90
    3 纳米气泡水 180
    4 纳米气泡水 油酸钠 30
    5 纳米气泡水 油酸钠 90
    6 纳米气泡水 油酸钠 180
    7 蒸馏水
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    表  3  各组样品纳米气泡稳定性表征

    Table  3.   Characterization of the stability of nanobubbles under different conditions

    类别 样本编号
    1 2 3 4 5 6 7
    粒径平均数/nm 153.3 167.6 229.7 127.5 140.7 145.1 107.9
    粒径众数/nm 147.0 121.6 147.2 86.2 86.5 92.9 71.1
    粒径标准差/nm 42.7 63.6 100.7 71.0 82.5 71.3 56.0
    d10/nm 100.9 99.0 123.4 81.0 83.3 85.3 68.6
    d50/nm 150.5 153.5 210.9 103.4 111.1 123.2 91.1
    d90/nm 201.8 258.2 380.0 194.2 217.0 242.3 153.9
    总气泡浓度/ (108·mL-1) 2.79 2.55 1.24 6.98 3.86 2.53 0.26
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-20
  • 修回日期:  2022-05-06
  • 刊出日期:  2022-12-31

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