作為地殼中含量最為豐富的礦物之一，石英也是許多礦物浮選體係中典型的脈石礦物，例如綠柱石、紅柱石、閃鋅礦、磷灰石，藍晶石以及其他礦物浮選體係。雖然石英是天然親水性礦物不能被陰離子捕收劑浮選，但浮選體係中存在多價金屬離子時，由於多價金屬離子的活化作用，石英可以與陰離子捕收劑發生吸附作用而具有可浮性。以油酸鈉作為捕收劑，堿性pH值(pH值>10)Ca2+和Mg2+均對石英具有活化作用。研究表明，多價金屬離子能夠活化石英的原因在於，在特定的pH值範圍金屬離子水解後在礦物表麵生成金屬離子羥基絡合物，該絡合物能夠與油酸鈉等陰離子捕收劑發生吸附反應而使礦物表麵變得疏水而具有可浮性。雖然，以油酸鈉作為捕收劑浮選金屬離子活化石英的研究較多。但在工業上以純的油酸鈉浮選是不經濟的，來自於植物油的混合脂肪酸是工業上常用的捕收劑。植物油的混合脂肪酸通常包括棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸，亞麻酸等，其中硬脂酸，油酸和亞油酸占比較大，但對亞油酸鈉和硬脂酸鈉的研究相對較少。

本研究以硬脂酸鈉、油酸鈉、亞油酸鈉為捕收劑，研究不同飽和度脂肪酸鈉對Ca2+活化石英的浮選差異性。並通過理論研究，對三種脂肪酸鈉產生浮選差異性的機理進行了探討。

1.實驗

1.1礦樣

石英純礦物采購至長沙礦石粉廠，純度大於98%，XRD分析見圖1

圖1石英XRD

1.2實驗試劑與儀器

試劑：硬脂酸（99%）、油酸（99%）、亞油酸（99%），實驗用NaOH和HCl為分析純，KBr為光譜純，EDTA分析純，實驗用水為高純去離子水（18MΩ）。實驗用脂肪酸鈉為以上三種脂肪酸分別與氫氧化鈉反應所得。

儀器：XFD 40 ml單礦物浮選機，IRTracer-100紅外光譜儀，Metrohm905 Titrando電位滴定儀，Brookhaven ZetaPlus電位滴定儀，芬蘭Kibron公司小黄片下载安装，X'Pert Pro X射線衍射儀，電子天平。

1.3表麵張力測試步驟

應用鉑片法對溶液表麵張力進行測試，測試前使用乙醇和去離子水對測試玻璃皿進行清洗，直至測定去離子水表麵張力為72±0.2 mN/m。通過NaOH調節38 mL CaCl2溶液pH值，2 mL 4×10-3 mol/L脂肪酸鈉溶液被添加到CaCl2溶液並攪拌2 min，測量並記錄pH值，然後測量溶液表麵張力。

2.表麵張力測試結果

通過小黄片下载安装對與Ca2+反應前後，三種脂肪酸鈉溶液表麵張力進行了測試，實驗結果見圖2。

圖2 2×10-4 mol/L脂肪酸鈉與5.5×10-4 mol/L Ca2+反應前後溶液表麵張力

脂肪酸鈉可以與Ca2+反應生成沒有表麵活性的脂肪酸鈣沉澱。因此，當脂肪酸鈉與Ca2+反應後，溶液表麵張力將發生變化。由圖2可知，硬脂酸鈉和油酸鈉與Ca2+反應後溶液表麵張力明顯升高，但亞油酸鈉與Ca2+反應後，溶液表麵張力在所測試的pH值範圍內卻降低。亞油酸鈉與Ca2+反應後溶液表麵張力降低的原因，推測是由於亞油酸分子中含有兩個雙鍵，分子不對稱性較高，使得其在溶液中的溶解度較大，對新生成的亞油酸Ca2+產生了增溶作用，進而使得氣水界麵表麵活性物質的靜電斥力下降和吸附濃度的提高。由於溶液表麵張力與溶液的起泡能力具有一定的一致性，因此雖然油酸鈉和亞油酸鈉與Ca2+具有相似的反應活性，但油酸鈉與Ca2+反應後較高的溶液表麵張力以及由此而因起的較弱的起泡能力，應是其對Ca2+活化石英捕收能力弱於亞油酸鈉的原因。

3.結論

（1）遊離Ca2+濃度測定表明，亞油酸鈉和油酸鈉具有相似的抗硬水能力，而棕櫚酸鈉的抗硬水能力較弱。表麵張力測試表明，三種脂肪酸鈉與Ca2+反應後的溶液的表麵張力次序為亞油酸鈉<油酸鈉<硬脂酸鈉。

（2）機理研究表明，三種脂肪酸鈉的抗硬水能力以及由此而引起的溶液表麵張力和礦物表麵電位變化的差異性是引起三種脂肪酸鈉浮選差異性的主要原因。