我國鋁土礦主要屬一水硬鋁石型，占我國鋁土礦總儲量的98%以上，主要組成礦物是一水硬鋁石、高嶺石、伊利石和葉蠟石。由于鋁硅比偏低，不能滿足拜爾法的要求，使得我國氧化鋁工業(yè)的生產成本明顯高于國際水平。通過浮選脫硅是提高鋁土礦的鋁硅比的有效途徑之一。對于反浮選脫硅來說，關鍵技術之一是對一水硬鋁石的選擇性抑制和對硅酸鹽礦物的強化捕收。因此，尋找和開發(fā)選擇性較好的浮選藥劑對鋁土礦的反浮選脫硅具有非常重要的意義。
淀粉在自然界中分布很廣，是一種來源豐富且可再生的高分子碳水化合物。淀粉類調整劑已經得到廣泛的應用，主要用于赤鐵礦、磁鐵礦及硅酸鹽等礦物的分離中，例如在氧化鐵反浮選過程中抑制氧化鐵礦物，經過處理的淀粉也能較好地抑制硅酸鹽、滑石等脈石礦物。在鋁土礦反浮選脫硅中，曾試用苛化淀粉抑制一水硬鋁石，但其表現出選擇性差、抑制能力弱等不足。本文通過浮選試驗研究了陰離子淀粉（LS-DZ）對硅酸鹽礦物浮選行為的影響，結果表明，陰離子淀粉對硅酸鹽礦物的浮選具有較好的活化作用，將促進鋁硅礦物高效分離。
一、試驗材料和方法
（一）礦樣
高嶺石取自山西孝義，伊利石和葉蠟石取自福建溫州。塊礦經手碎、手選后用瓷球磨細，篩分出-0.074 +0.038mm備用。高嶺石、伊利石和葉蠟石的純度分別為96.52%、98.39%和97.84%。
（二）單礦物浮選試驗
單礦物浮選試驗在SFG掛槽式浮選機中進行。每次稱取3.0g礦物放入40mL浮選槽中，加入蒸餾水，用HCl或NaOH調節(jié)pH值，調漿2min后，先后添加陰離子淀粉（LSDZ）和捕收劑DTAC，各自攪拌3min后，浮選4min。泡沫產品和槽內產品分別過濾、烘干、稱重并計算回收率。試驗用水為一次蒸餾水。
（三）吸附量測定
配制不同濃度的捕收劑DTAC和陰離子淀粉標準溶液，在最大吸收波長620nm處，使用島津UV－3000型可見一紫外分光光度儀測定其吸光度，制得標準工作曲線。取浮選礦漿離心分離，取上層清液，按測定工作曲線的試驗條件測定其吸光度，從而得到礦漿中的殘余藥劑量，并用差減法計算礦物表面上的藥劑吸附量。
（四）礦物表面ζ電位測定
將礦樣用瑪瑙研缽研磨至－5μm，每次稱取20Mg置于100mL燒杯中，配成0.04%的礦漿。用HCl或NaOH調節(jié)pH值，不加或加入一定濃度的陰離子淀粉或DTAC，在磁力攪拌器上攪拌，測定礦漿pH值，用Coulter Delsa 440sx分析儀進行電位測定。每個樣品測量3次，取其平均值。
二、試驗結果與討論
（一）單礦物浮選試驗
1、pH值試驗
不加或加入10mg/L陰離子淀粉，高嶺石、葉蠟石和伊利石的浮選回收率與礦漿pH值的關系如圖1所示。
由圖1可知，在pH=4～11范圍內，LSDZ對高嶺石、葉蠟石和伊利石均具有活化作用，且伊利石和葉蠟石在弱酸性條件下活化程度較大，而高嶺石在pH=4～9范圍均能被很好活化，被活化后高嶺石回收率接近100%。
2、陰離子淀粉用量試驗
pH=6時，陰離子淀粉用量對高嶺石、葉蠟石和伊利石回收率的影響見圖2。從圖2可以看出，當DTAC用量為3×10-4mol/L時，LSDZ用量分別小于10mg/L和40mg/L時，活化高嶺石和伊利石的浮選，隨著LSDZ用量的增加，高嶺石和伊利石回收率降低，礦物浮選被抑制，當LSDZ用量增加到100mg/L時，高嶺石和伊利石的回收率分別降低到56%和45%；從圖中還可看到，LSDZ對葉蠟石的浮選影響受DTAC用量的制約。DTAC用量為3×10-4mol/L時，LSDZ的添加抑制葉蠟石浮選；當DTAC用量為7×10-4mol/L時，LSDZ用量小于50mg/L時，活化葉蠟石的浮選，但隨著ISDZ用量的增加，葉蠟石的浮選被抑制。即在合適的捕收劑用量下，低用量陰離子淀粉活化3種鋁硅酸鹽礦物浮選，有利于3種礦物反浮選分離。
（二）礦物表面吸附量測定
圖3為pH=6時，陽離子捕收劑DTAC在鋁硅礦物表面的吸附量與其濃度的關系。由圖3可知，DTAC在伊利石礦物表面的吸附量在其濃度較低時呈直線上升，隨后吸附量幾乎不隨藥劑濃度增加而改變；DTAC在高嶺石和葉蠟石表面的吸附量開始隨其濃度增加上升很快，隨后變化緩慢。
圖4為pH=6，DTAC用量為7×10-4mol/L時，陰離子淀粉用量對DTAC在鋁硅礦物表面吸附量的影響。結合圖3結果，從圖4可知，在LSDZ低用量時，對DTAC在高嶺石、伊利石和葉蠟石表面的吸附有一定的促進作用。隨著LSDZ用量的提高，DTAC在礦物表面的吸附趨向平緩。
（三）礦物表面動電位測試結果及分析
圖5為DTAC用量為3×10-4mol/L，LSDZ用量為10mg/L時，不同pH條件下，藥劑對伊利石、高嶺石和葉蠟石表面ζ電位的影響。
從圖5可以看到，伊利石、高嶺石和葉蠟石的等電點分別約為2.0、3.5和2.5。各種藥劑對3種礦物表面ζ電位影響的趨勢相似。
陰離子型淀粉的加入均降低了礦物表面的心電位。當溶液pH小于礦物等電點時，礦物表面帶正電，陰離子淀粉的加入使其電位負移，表明陰離子淀粉與礦物間存在靜電力作用；當礦物表面電位為負值時，淀粉的加入使其電位繼續(xù)負移，說明淀粉與礦物間還存在其他作用力。有研究表明，高嶺石破碎時，主要沿層間解離，解理面存在殘余氫鍵力。所以，陰離子淀粉與高嶺石之間還存在氫鍵作用。
比較單加DTAC和先后加入ISDZ和DTAC的結果還可以看出，在兩種藥劑共同作用下，礦物表面心電位比在DTAC溶液中的電位正移幅度更大，說明淀粉促進了DTAC在礦物表面的吸附，與吸附量試驗結果及浮選現象一致。
三、結論
（一）在整個pH范圍內，陰離子淀粉對高嶺石、葉蠟石和伊利石均具有活化作用。一定閉條件下，當陰離子淀粉用量較低時，高嶺石和伊利石被活化，隨著陰離子淀粉用量增加，高嶺石和伊利石被抑制；陰離子淀粉對葉蠟石浮選性能的影響受到捕收劑DTAC用量的制約。
（二）LSDZ與DTAC都能吸附在鋁硅礦物表面，且在LSDZ用量低時，不同程度地促進了DTAC在高嶺石、伊利石和葉蠟石表面的吸附。
（三）礦漿pH值、藥劑種類及用量都能影響鋁硅酸鹽礦物的表面動電位。陰離子淀粉使鋁硅礦物表面動電位負移；陽離子捕收劑DTAC使鋁硅礦物表面動電位正移；若先后加入陰離子淀粉與陽離子型捕收劑，則礦物表面動電位值比在陽離子捕收劑溶液中的電位進一步正移，陰離子淀粉促進了捕收劑在礦物表面的吸附。
