彭伟军教授团队最新成果——黄业豪等：微纳米气泡提高某微细粒辉钼矿浮选回收率的试验研究

作者及单位

黄业豪 姚佳 皇锦展 于博文 杨雅斌 胡展滔 彭伟军

超纯矿物新材料产业技术研究院，河南省地质研究院，郑州大学化工学院

研究背景

钼作为不可再生的战略性关键金属材料，在工业、农业、军事、电子技术、医药及航空航天等领域具有不可替代的应用价值。微细粒辉钼矿石因比表面积大、表面能高、易泥化等特性，常规浮选工艺回收率不佳，严重制约钼资源的可持续利用。微细粒辉钼矿通常指粒级小于38 μm的矿物，部分甚至可细至20 μm以下。该粒级矿物在浮选过程中回收难度显著增加，其核心制约因素可归纳为以下4点：① 碰撞概率低。微细粒辉钼矿颗粒粒径极小，导致其在浮选体系中与气泡的有效碰撞概率大幅降低，直接制约浮选回收率；② 捕收剂接触受阻。颗粒比表面积大、表面能高，易被体系中的泥质矿物吸附并形成表面罩盖，显著降低捕收剂与辉钼矿表面的接触概率，进而影响回收效果；③ 团聚夹杂影响精矿品质。微细粒辉钼矿易发生非选择性团聚，导致精矿中杂质夹杂严重，在后续提升精矿品位的作业中，会进一步造成回收率损失；④ 表面极性失衡。颗粒表面极性“棱”结构占比增加，非极性“面”结构占比减少，削弱了其与非极性捕收剂及气泡的作用能力，导致回收难度上升。

针对微细粒矿物浮选效率低的问题，国内外学者已提出两类主流改善思路：一是通过选择性聚团技术，增大目的矿物的表观粒径，提升其与气泡的作用能力；二是通过技术手段减小气泡尺寸，提高气泡与微细粒矿物的碰撞效率。其中，减小气泡尺寸的技术路径在未来工业化应用中展现出更大潜力，原因在于浮选体系中气泡的尺寸、粒径分布、运动特征，以及气泡与矿物颗粒间的碰撞、吸附、脱附行为，均直接决定浮选效果。

微纳米气泡具有上升速率慢、比表面积大、Zeta电位高等特性。这些特性使其能够在浮选体系中与微细粒矿物充分接触，既提升了碰撞概率，又增强了对微细粒矿物的捕捉能力。本研究提出微纳米气泡强化微细粒辉钼矿浮选的技术方案，研究以河南某钼矿粗精矿为研究对象，在微纳米气泡水体系中开展浮选条件试验，系统对比微纳米气泡水与普通气泡水对辉钼矿回收率的影响，并揭示气泡在辉钼矿颗粒表面的作用机理。

相关研究成果于近日知网首发，引用格式：黄业豪,姚佳,皇锦展,等.微纳米气泡提高某微细粒辉钼矿浮选回收率的试验研究[J/OL].金属矿山,1-11[2025-09-23].

延伸阅读：彭伟军，姚佳，黄业豪，等.微纳米气泡强化微细粒矿物浮选过程的研究现状[J].金属矿山，2025(2)：86-94.

摘 要

为探究微纳米气泡强化微细粒辉钼矿浮选过程、提高钼回收率的可行性，分别在自来水体系和微纳米气泡水体系下，进行了浮选条件优化和对比试验，并采用接触角、高速摄像机等表征手段，揭示了微纳米气泡提高微细粒辉钼矿浮选回收率的作用机理。研究结果表明，在再磨细度为-20 μm占73%，粗选矿浆浓度为30%、矿浆pH值为9、水玻璃用量为600 g/t、巯基乙酸钠用量为10 g/t、煤油用量为60 g/t、2#油用量40 g/t的条件下，经“1粗2扫5精”的全流程浮选闭路试验，在自来水体系下可得到Mo品位为42.78%、回收率82.03%的钼精矿，在微纳米气泡水体系下可得到Mo品位41.41%、回收率88.71%的钼精矿。在微纳米气泡体系下，Mo回收率提高了6.68个百分点。微纳米气泡通过增加微细粒辉钼矿的接触角、增强颗粒间的相互作用、提高颗粒与气泡之间的黏附效果来强化浮选过程，进而提高了辉钼矿的浮选回收率。本研究为强化微细粒辉钼矿的回收提供了技术参考和理论依据。

主要图件

图1 再磨细度试验结果

Fig. 1 Results of regrinding fineness test

图2 矿浆pH值试验结果

Fig. 2 Results of pulp pH value test

图3 水玻璃用量试验结果

Fig. 3 Results of sodium silicate dosage

图4 巯基乙酸钠用量试验结果

Fig. 4 Results of sodium thioglycolate dosage

图5 煤油用量试验结果

Fig. 5 Results of kerosene dosage

图6 闭路试验流程

Fig. 6 Flow chart of closed circuit test

表1 闭路试验结果

Table 1 Results of flotation closed circuit test

图7 不同溶液体系下的辉钼矿颗粒接触角

Fig. 7 Contact angle of pyromorphite particles in different solution systems

图8 气泡与矿物颗粒床层动态接触过程

Fig. 8 Dynamic contact process between the bubbles and the bed of mineral particles

图9 气泡与辉钼矿颗粒床层黏附情况

Fig. 9 Adhesion of the bubbles to the bed of pyromorphite particles

图10 微纳米气泡对煤油作用前后辉钼矿Zeta电位的影响

Fig. 10 Effect of micro-nano bubbles on Zeta potential of pyromorphite before and after paraffin action

第一作者

黄业豪

博士，超纯矿物新材料产业技术研究院技术研发中心主任，超纯矿物新材料实验室主任，河南省矿业协会矿物新材料专业委员会秘书长，矿冶工程青年编委、Minerals客座编辑。主要从事高纯石英加工提纯技术、战略性矿产资源加工与高效利用等方面的基础研究与工程实践工作。主持国家重点研发子课题1项、国家产业基础创新发展目录揭榜挂帅项目课题1项、河南省重大科技专项子课题1项、厅局级科研项目10余项、横向技术攻关类项目30余项，获省部级一等奖1项、三等奖1项，厅局级奖8项，申请中国发明专利30余项，其中授权11项，发表国内外学术期刊论文50余篇。

通信作者

彭伟军

工学博士，郑州大学教授、博士生导师，智能矿山重型装备全国重点实验室副主任，河南省高层次人才C类（省内一流人才）。担任国家重点研发计划项目绩效评价专家、国家自然科学基金委评审专家、河南省工信厅专家库专家、河南省科技厅资源环境与社会事业领域专家、河南省地质系统专家库专家、第二届中国非金属矿专家委员会委员、中国颗粒学会第四届青年理事等。主要从事战略性矿产资源高效分选、非金属矿选矿与提纯和化工、选冶固废资源化利用等方面研究。主持完成国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题等省部级以上纵向和横向项目10余项；获得中国非金属矿工业协会非金属矿科技二等奖2项（排名1和2），河南省教育厅科技成果一等奖和二等奖各1项（排名1）；以第一或通讯作者发表学术论文70余篇，其中SCI收录论文约50篇（中科院一区论文13篇，二区论文24篇）；以第一发明人申请发明专利23项，已获授权12项，有2项专利合作转化1000万元；合作出版中文（排名2）、英文（排名2）专著各1部；入选2023和2024年全球前2%顶尖科学家榜单。

《金属矿山》简介

《金属矿山》由中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司和中国金属学会主办，主编为中国工程院王运敏院士，现为北大中文核心期刊、中国科技论文统计源期刊（中国科技核心期刊）、中国精品科技期刊（F5000顶尖学术论文来源期刊）、中国百强报刊、RCCSE中国核心学术期刊（A）、中国期刊方阵双百期刊、国家百种重点期刊、华东地区优秀期刊，被美国化学文摘（CA）、美国剑桥科学文摘（CSA）、波兰哥白尼索引（IC）、日本科学技术振兴机构数据库（JST）等世界著名数据库收录。主要刊登金属矿山采矿、矿物加工、机电与自动化、安全环保、矿山测量、地质勘探等领域具有重大学术价值或工程推广价值的研究成果，优先报道受到国家重大科研项目资助的高水平研究成果。根据科技部中国科技信息研究所发布的《2024中国科技期刊引证报告（核心版）》，《金属矿山》核心总被引频次位列26种矿业工程技术学科核心期刊第1位；根据中国知网发布的《中国学术期刊影响因子年报》（2024版），《金属矿山》学科影响力位居73种矿业期刊第9位。

供稿：杨 婷

编排：余思晨

审核：王小兵

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