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磷矿浮选回水中含有Ca2+、Mg2+、PO43-和SO42-等离子,随着浮选回水循环次数增加,回水中离子会大量累积,导致管道结垢。开展磷矿浮选回水阻垢试验研究,可为磷矿浮选回水处理和清洁利用提供基础数据。本文对贵州某磷矿反浮选回水进行阻垢试验研究。采用静态阻垢法和挂片增重法等手段比较氨基-三甲叉-膦酸(ATMPA)、聚天冬氨酸(PESP)、聚环氧琥珀酸(PASP)、羟基-乙叉-二膦酸(HEDP)、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)5种阻垢剂对模拟磷矿浮选回水阻垢性能,选取性能良好的阻垢剂对磷矿浮选回水进行阻垢试验。研究回水中Ca2+、SO42-、Mg2+和PO43-等离子以及pH、温度以及动态试验条件下流速、流体温度和循环时间对阻垢性能的影响;采用Zeta电位分析、接触角测量、激光粒度分析仪、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪等手段研究回水结垢物与阻垢剂间的作用机理。试验结果表明:PBTCA、ATMPA和HEDP阻垢性能较好,阻垢率均可达到90%以上。温度、pH、硬度、过饱和度以及PO43-浓度对阻垢性能影响较大,有机物对阻垢性能影响不大;动态条件下可以减少阻垢剂的用量。循环时间、流速和流体温度对结垢量的影响显著且无交互作用。三种阻垢剂对磷矿浮选回水的阻垢性能良好,且对磷矿浮选没有影响。正交试验中阻垢剂ATMPA与捕收剂GJBW和调整剂H2SO4用量对精矿P2O5品位和回收率无交互作用。ATMPA可延长结晶诱导期,阻止了针状晶体生长,降低成核率,临界晶体自由能和临界晶核半径增大,增大晶体表面自由能;结垢物的接触角减小,结垢物表面张力增大;ATMPA在CaSO4·2H2O表面满足Langmuir、Freundlich和Temkin等温吸附模型,H<0,S>0,为熵增放热过程;ATMPA在CaSO4·2H2O表面发生双电层吸附,使结垢物的粒度相比空白组变得粗大;SEM观察晶体形貌发生变化,空白组晶体为更容易在固体表面结垢生长的针状;阻垢剂使晶体畸变生长为短平状颗粒。晶体内部应力增大,表面变得疏松多孔,不利于在固体表面结垢。