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我國礦產資源豐富，但隨著開采力度的不斷加大，礦產資源呈現出“貧、細、雜”等特點，導致礦產資源的利用率較低。浮選是實現礦物高效分選行之有效的方法之一，其主要通過浮選藥劑使礦物表面性質發生改變而實現提質除雜的目標。而常規的浮選藥劑存在用量大、分選效果差和環境污染問題，無法滿足工業生產的需要，因此，開發綠色環保、高效的表面改性技術，對礦物加工領域綠色、可持續的發展具有重要意義。

等離子體狀態為物質除固、液、氣三種狀態之外的第四種狀態。氣體在外力的作用下發生電離，產生數量相等、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、負離子、受激原子或分子、基態原子或分子和光子，因其具有綠色環保、操作簡單、反應速度快、工藝干法化等優良特性，被廣泛應用于材料表面改性、礦物表面改性、材料清潔等領域中。等離子體所產生的高能粒子破壞材料、礦物表面的化學鍵鍵合結構，從而使極性官能團自由基與材料、礦物表面的化學鍵重新鍵合，在其表面形成新的羥基、羧基、羰基等極性基團，以實現表面改性的目的。近年來，廣大選礦工作者將等離子體表面改性技術應用于硫化礦物、煤泥分選中，實現目的礦物與脈石礦物高效分選，提高礦產資源綜合利用率，同時具有綠色環保、效率高等優勢，應用前景看好。

等離子體在礦物浮選領域中的應用

等離子體技術不僅能改變浮選藥劑的極性基團；還能從礦物本身出發，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，實現一種簡便、高效、環保的礦物分選新工藝。

等離子體在浮選界面改性領域中的應用

等離子體可改善礦物表面的親疏水性，主要體現在兩個方面：一方面等離子體技術可將高選擇性的極性/非極性官能團引入浮選藥劑結構中，以實現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，使其表面產生新的化學結構，有效擴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鍵合而吸附在礦物表面，實現礦物顆粒分選，捕收劑的選擇性和捕收能力直接決定浮選結果。等離子體中的主要成分活性氧可直接或間接與藥劑發生反應，生成烷烴自由基和水分子，再進一步生成含氧官能團，從而在非極性捕收劑分子結構基礎上生成、引入大量的極性官能團，使其同時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。

等離子體技術作為一種綠色高效的表面改性技術，富含高能粒子，對浮選藥劑進行改性，可顯著提高藥劑性能，提高資源利用率，應用前景看好。

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態粒子與礦物表面碰撞，導致表面分子激發、電離、化學鍵裂解與重組等，使礦物表面產生化學交聯作用，產生新的化學結構，不同礦物在等離子體作用下的轉化產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，粒子動能增加會沖擊礦樣表面引起濺射反應，清除雜質并刻蝕表面，提高礦物表面粗糙度，進而影響礦物表面的親疏水性。

圖1 等離子體產生過程及改性

等離子體對礦物顆粒改性工藝高效且環保，其對顆粒表面直接改性實現了礦物在低藥劑用量下高效去雜提質的目標，對礦物加工領域綠色、可持續的發展具有重要意義。

等離子體改性技術可將高選擇性的極性官能團引入到浮選藥劑結構中，以實現浮選藥劑與礦物表面的靶向作用；同時可直接作用在礦物表面，使其表面產生新的化學結構，有效擴大目的礦物與脈石礦物的可浮性差異。同時，等離子體技術為浮選脫泥預處理技術提供新思路，具有廣泛的應用前景。