矿产资源是国民经济建设和社会发展的重要物质基础,矿业是国民经济的重要基础产业。镁矿资源是我国重要的矿产资源,随着我国镁工业的迅速发展,中国已发展成为镁资源大国、生产大国、出口大国,在全球镁工业中占有举足轻重的地位。但镁资源是不可再生资源,提高资源利用率和保持资源的可持续发展具有重要意义。本论文以菱镁矿、白云石、利蛇纹石和滑石四种含镁矿物为研究对象,从矿物的晶体结构、化学组成出发,研究了含镁矿物的表面特性以及溶液中的表面性质,含镁矿物的可浮性及不同调整剂对矿物可浮性的影响,找出矿物晶体化学特征、表面特性及可浮性之间关系的相关规律。根据矿物的溶解水解平衡,计算了菱镁矿、白云石、蛇纹石在水中各溶解组分,可以确定不同pH值时,溶液中组分的构成以及矿物的表面电性,并预测了菱镁矿、白云石、蛇纹石的零电点分别为7.0、6.5、8.7。四种含镁矿物的表面电性及自然可浮性存在明显差异：菱镁矿和白云石在油酸钠和十二胺浮选体系中的自然可浮性都较好；蛇纹石零电点高,亲水性强,在油酸钠和十二胺浮选体系中的自然可浮性较差；滑石零电点低,且具有一定的天然疏水性,在适当pH值时油酸钠和十二胺对其均有较好捕收性能。对含镁矿物的可浮性进行了研究。在油酸钠体系中,六偏磷酸钠和水玻璃对含镁矿物均有一定抑制作用,但抑制效果和作用pH值范围有所差别；碳酸钠在较广pH范围内对菱镁矿和白云石都有活化作用；碳酸钠在较高pH值时对蛇纹石有一定抑制作用,而对滑石则有活化作用；氟化钠在弱碱性pH范围内对含镁矿物均有一定活化作用,而在pH较高时则有抑制作用；淀粉在强碱性pH条件下对含镁矿物抑制作用较强；金属离子对含镁矿物有一定抑制作用,但pH为10-12时,蛇纹石在金属离子作用下可浮性迅速提高,金属离子对蛇纹石的活化作用由强到弱为Ca2+>Mg2+>Fe3+>Al3+。在十二胺体系中,六偏磷酸钠和水玻璃对含镁矿物均有一定抑制作用；碳酸钠在弱碱性时对含镁矿物有活化作用,但pH值较高时则有抑制作用；氟化钠对菱镁矿、白云石、蛇纹石有活化作用,仅在pH大于10.5时对滑石有活化作用；淀粉在强碱性pH条件下对含镁矿物抑制作用较强；金属离子在较宽pH范围内对含镁矿物有一定抑制作用。在一定条件下可实现菱镁矿与白云石、菱镁矿与蛇纹石的浮选分离。晶胞内原子构成以及晶体内配位多面体构成结构示意图直观的揭示了矿物的晶体结构与化学组成的关系。含镁矿物晶体结构中化学键的理论计算表明：菱镁矿和白云石发生断裂的键主要是Mg-O和Ca-O键,MgC03和CaC03中O的剩余电价So’分别为-1.128、-1.23；蛇纹石晶体结构中Mg-O易发生断裂,使蛇纹石表而裸露离子为Mg2+和O2-离子；滑石只有少部分端面的Mg-O发生断裂。对四种含镁矿物的单矿物的表面进行了XPS分析,菱镁矿、白云石、蛇纹石、滑石的表面氧的相对含量分别是50.19%、48.63%、64.34%、58.94%；多价金属阳离子对于阴离子的相对密度(∑Mn+/∑O2-)分别为：0.218、0.225、0.258、0.272。含镁碳酸盐矿物在水中的溶解对浮选过程会产生影响。本文利用PHREEQC软件对菱镁矿和白云石在纯水中的溶解度进行了模拟计算。结果表明：温度对菱镁矿和白云石溶解度的影响规律不同；当溶液pH为11时,菱镁矿和白云石的溶解度最低,分别为12.48mg/L、10.05mg/L；除了定位离子,大部分金属阳离子和无机阴离子会增加含镁碳酸盐的溶解度；当菱镁矿、白云石在同一溶液中溶解平衡时,溶解度分别为14.03mg/L、3.16mg/L。溶解度曲线与矿物的可浮性曲线有较一致的关系,降低矿物的溶解度有利于该浮选过程。本文最后对高硅高钙低品级菱镁矿进行了浮选试验研究,在工艺矿物学研究的基础上,结合含镁纯矿物浮选的试验结果,确定了菱镁矿与脉石矿物分离原则工艺流程为反浮选脱硅-正浮选提镁的工艺流程。通过条件试验确定了最佳浮选条件和工艺流程,捕收剂为一种新型脂肪酸类捕收剂。当原矿MgO42.81%,SiO22.33%,CaO4.88%时,经过一粗二精反浮选脱硅-一粗二精正浮选提镁的闭路流程试验可以获得MgO47.48%,SiO20.21%,CaO0.76%,MgO回收率65.43%的菱镁矿精矿。本研究以矿物晶体化学为基础,结合溶液化学,系统研究了油酸钠和十二胺体系中不同药剂作用时菱镁矿、白云石、蛇纹石、滑石的浮选特性,揭示了晶体化学特征、表面特性与可浮性的关系,为含镁矿物的浮选分离提供了依据,低品级菱镁矿的浮选试验研究不仅验证了含镁矿物浮选的晶体化学机制的正确性,也为镁行业的可持续发展提供了保障,具有一定的现实意义。