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我國(guó)礦產(chǎn)資源豐富，但隨著開采力度的不斷加大，礦產(chǎn)資源呈現(xiàn)出“貧、細(xì)、雜”等特點(diǎn)，導(dǎo)致礦產(chǎn)資源的利用率較低。浮選是實(shí)現(xiàn)礦物高效分選行之有效的方法之一，其主要通過(guò)浮選藥劑使礦物表面性質(zhì)發(fā)生改變而實(shí)現(xiàn)提質(zhì)除雜的目標(biāo)。而常規(guī)的浮選藥劑存在用量大、分選效果差和環(huán)境污染問(wèn)題，無(wú)法滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，因此，開發(fā)綠色環(huán)保、高效的表面改性技術(shù)，對(duì)礦物加工領(lǐng)域綠色、可持續(xù)的發(fā)展具有重要意義。

等離子體狀態(tài)為物質(zhì)除固、液、氣三種狀態(tài)之外的第四種狀態(tài)。氣體在外力的作用下發(fā)生電離，產(chǎn)生數(shù)量相等、電荷相反的電子和正離子以及游離基，電子、離子和游離基之間又可復(fù)合成原子和分子。由于就總體而言是電中性的，故稱之為等離子體。等離子體主要包含六種典型的粒子：電子、正離子、負(fù)離子、受激原子或分子、基態(tài)原子或分子和光子，因其具有綠色環(huán)保、操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)速度快、工藝干法化等優(yōu)良特性，被廣泛應(yīng)用于材料表面改性、礦物表面改性、材料清潔等領(lǐng)域中。等離子體所產(chǎn)生的高能粒子破壞材料、礦物表面的化學(xué)鍵鍵合結(jié)構(gòu)，從而使極性官能團(tuán)自由基與材料、礦物表面的化學(xué)鍵重新鍵合，在其表面形成新的羥基、羧基、羰基等極性基團(tuán)，以實(shí)現(xiàn)表面改性的目的。近年來(lái)，廣大選礦工作者將等離子體表面改性技術(shù)應(yīng)用于硫化礦物、煤泥分選中，實(shí)現(xiàn)目的礦物與脈石礦物高效分選，提高礦產(chǎn)資源綜合利用率，同時(shí)具有綠色環(huán)保、效率高等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用前景看好。

等離子體在礦物浮選領(lǐng)域中的應(yīng)用

等離子體技術(shù)不僅能改變浮選藥劑的極性基團(tuán)；還能從礦物本身出發(fā)，引起礦物顆粒表面電荷變化，從而影響礦物顆粒與浮選藥劑之間的相互作用，實(shí)現(xiàn)一種簡(jiǎn)便、高效、環(huán)保的礦物分選新工藝。

等離子體在浮選界面改性領(lǐng)域中的應(yīng)用

等離子體可改善礦物表面的親疏水性，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面等離子體技術(shù)可將高選擇性的極性/非極性官能團(tuán)引入浮選藥劑結(jié)構(gòu)中，以實(shí)現(xiàn)浮選藥劑與礦物表面的靶向作用；另一方面等離子體可直接作用在礦物表面，使其表面產(chǎn)生新的化學(xué)結(jié)構(gòu)，有效擴(kuò)大目的礦物和脈石礦物的可浮性差異。

浮選藥劑的改性

捕收劑可與礦物表面活性位點(diǎn)鍵合而吸附在礦物表面，實(shí)現(xiàn)礦物顆粒分選，捕收劑的選擇性和捕收能力直接決定浮選結(jié)果。等離子體中的主要成分活性氧可直接或間接與藥劑發(fā)生反應(yīng)，生成烷烴自由基和水分子，再進(jìn)一步生成含氧官能團(tuán)，從而在非極性捕收劑分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上生成、引入大量的極性官能團(tuán)，使其同時(shí)兼顧極性親固基和非極性疏水基，有效提高捕收劑分子在礦物表面的吸附作用。

等離子體技術(shù)作為一種綠色高效的表面改性技術(shù)，富含高能粒子，對(duì)浮選藥劑進(jìn)行改性，可顯著提高藥劑性能，提高資源利用率，應(yīng)用前景看好。

礦物顆粒的改性

等離子體直接作用于礦物表面有兩種形式，如圖1所示，一是等離子體流中的高能帶電粒子及亞穩(wěn)態(tài)粒子與礦物表面碰撞，導(dǎo)致表面分子激發(fā)、電離、化學(xué)鍵裂解與重組等，使礦物表面產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)作用，產(chǎn)生新的化學(xué)結(jié)構(gòu)，不同礦物在等離子體作用下的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物和氧化速度差別很大，提高礦物間的可浮性差異；二是等離子體中的高能量電子加速較低溫度的活性粒子，粒子動(dòng)能增加會(huì)沖擊礦樣表面引起濺射反應(yīng)，清除雜質(zhì)并刻蝕表面，提高礦物表面粗糙度，進(jìn)而影響礦物表面的親疏水性。

圖1 等離子體產(chǎn)生過(guò)程及改性

等離子體對(duì)礦物顆粒改性工藝高效且環(huán)保，其對(duì)顆粒表面直接改性實(shí)現(xiàn)了礦物在低藥劑用量下高效去雜提質(zhì)的目標(biāo)，對(duì)礦物加工領(lǐng)域綠色、可持續(xù)的發(fā)展具有重要意義。

等離子體改性技術(shù)可將高選擇性的極性官能團(tuán)引入到浮選藥劑結(jié)構(gòu)中，以實(shí)現(xiàn)浮選藥劑與礦物表面的靶向作用；同時(shí)可直接作用在礦物表面，使其表面產(chǎn)生新的化學(xué)結(jié)構(gòu)，有效擴(kuò)大目的礦物與脈石礦物的可浮性差異。同時(shí)，等離子體技術(shù)為浮選脫泥預(yù)處理技術(shù)提供新思路，具有廣泛的應(yīng)用前景。