《微細粒礦物自析氣泡原位活化浮選機理研究》是依託昆明理工大學，由劉殿文擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：微細粒礦物自析氣泡原位活化浮選機理研究
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：劉殿文
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微細粒礦物的浮選一直是國內外選礦領域的一大難題。本研究提出自析氣泡原位活化新概念，即人為地對浮選體系減壓，使微泡在疏水性礦物表面優先析出，並在原位與礦漿中的氣泡兼併，這一過程將常規浮選的固－氣界面碰撞附著轉化為氣－氣界面兼併附著，極大降低了顆粒與氣泡附著的能壘，實現了微細礦物顆粒與氣泡的附著。析出的微泡事實上發揮了一種新型固體顆粒表面活化介質的作用。以銅、鉛、鋅等的純礦物為研究對象，結合實際礦石，通過不同條件下的靜態顯微觀察、動態高速攝影和熱力學及動力學計算，對礦物表面自析氣泡的微行為、微泡在不同礦物表面析出-生長-兼併-活化的熱力學及動力學等進行深入研究。實現不同微細粒礦物表面自析氣泡的微行為的表征，建立系統的自析氣泡原位活化浮選機理模型，形成系統的微細粒礦物自析氣泡原位活化浮選的機理，為雲南及全國儲量巨大的難處理微細粒礦物資源的高效回收提供理論支撐。
結題摘要
微細粒礦物的浮選一直是國內外選礦領域的一大難題。依照本研究提出“自析氣泡原位活化”新概念，用自行設計組建的高倍數碼顯微攝像系統，比較清晰地觀測到微泡從礦物表面析出-長大過程以及氣泡與礦粒的接近-碰撞-粘附的全過程，通過觀測和計算，氣泡運動速度約為0.1米/秒，氣泡感應時間僅為2-3ms。同時也觀測到氣泡兼併的全過程，及其兼併之後發生的強烈震盪，這也是浮選實踐中“二次富集”作用微觀機理的具體體現。在減壓的浮選體系中，氣泡優先在疏水性礦物上析出的論斷是正確的，但需要作說明的是微泡不僅只在疏水性礦物上析出，只是在疏水性的礦物上優先析出並穩定生長，在親水性的礦物上亦有少量氣泡析出，只是不夠穩定，隨時會發生“漂移”或者“兼併”。在減壓的浮選體系下，氣泡在礦物表面上的析出從定量的角度來說是主要與Lewis項相關，礦物表面氣泡析出的控制因素為γ−，已可將其半定量化，即γ−越小微泡析出的能力越強，析出的可能性越大；而γ−越大，微泡析出的能力越弱，析出的可能性也就越小。為了得到更多礦物更為準確的臨界γ−值，還需要進行進一步的研究，以最佳化和完善本研究的成果。用微細粒級氧化銅礦物對真空條件下自析氣泡活化浮選的原理進行了驗證。對於微細粒級（-10µm）孔雀石，真空微泡浮選的效果明顯優於常規浮選，回收率提高了18.3個百分點，為有效回收難處理微細粒礦物提供了理論支撐和技術借鑑。研發了基於霍夫變換的新型接觸角測量法，該法是把試驗圖片數據經灰度化和大津法閾值分割以後，用Roberts運算元進行邊緣檢測，得到基線和球冠直線方程後，計算接觸角。在30%的噪聲強度下依然可實現接觸角的精確測量，說明該法具有很好的穩定性。研發了基於平移變換的視域內多氣泡檢測法，該法可以實現視域內礦物表面析出氣泡的較準確的計數，而且其計數更快，僅為6秒，基本不存在偽圓心對計數的干擾。 研究過程除了對原來計畫內容進行了大量研究之外，還對相關內容進行了拓展和延伸研究，取得了預期的成果，超額完成了研究任務。至目前已經申請發明專利20項，其中獲授權4項；至目前已經發表標註基金號的論文20篇，其中SCI、EI收錄論文14篇。此外還獲得了雲南省科技進步特等獎1項，中國有色金屬工業技術發明一等獎1項。本項目研究成果可為我國儲量巨大的難處理微細粒礦物資源的高效回收提供有益的理論支撐。
