引言

钛金属在航空航天和医疗等高端领域作用显著^[1]。我国是全球钛资源储量第二大国，国内钛资源储量约占全球钛总储量的24.46%^[2-3]，但我国钛资源主要集中于攀西地区，以钛铁矿形式存在，钛品位较低，矿石性质复杂，多为难选钛铁矿矿石^[4-5]。随着全球钛消耗量急剧增大，我国钛矿对外依存度大大提升，已超过60%^[6]。因此，解决钛资源的供需问题是当今的一大挑战，钛铁矿矿石的高效选别对我国钛行业发展至关重要。

钛铁矿多与钒钛磁铁矿以共伴生关系赋存，由于开采深度的不断增加以及选铁作业的细磨需求，导致进入选钛流程的矿粒多为细粒级和微细粒级钛铁矿，这对选钛有了更高要求。针对细粒级及微细粒级钛铁矿，磁选—浮选联合工艺应用最为广泛，可在降低污染的同时，尽可能实现对钛的高效回收利用^[7]。在浮选工艺中，浮选药剂的选择起到了决定性作用，许多传统药剂已不能满足工业生产的需要。目前，国内外选矿专家主要从两方面对钛铁矿浮选药剂进行深入探索：一是研制新型绿色、高效组合捕收剂，提高钛铁矿选别指标；二是进行钛铁矿调整剂研究，通过改变矿物性质使捕收剂发挥更强的捕收作用。本文通过查阅大量相关资料，针对钛铁矿浮选药剂的研究现状及未来发展进行讨论。

1 钛铁矿性质及浮选特性

钛铁矿属三方晶系的氧化矿物，理论化学式FeTiO₃，其中TiO₂理论品位为52.64%。矿物中Fe²⁺与Mg²⁺、Mn²⁺之间可完全由类质同象相互替代，形成FeTiO₃-MgTiO₃、FeTiO₃-MnTiO₃系列，当矿物中以FeO含量为主时，称为钛铁矿；以MgO含量为主时，称为镁钛矿；以MnO含量为主时，称为红钛锰矿^[8]。

钛铁矿晶体常为致密块状和不规则粒状，呈钢灰色至铁黑色，具有金属-半金属光泽、弱磁性和弱导电性。其晶体结构可视为刚玉型结构的衍生结构，O^2-以六方紧密结构堆积，堆积面垂直三次轴，Fe²⁺和Ti⁴⁺交替填充O^2-形成的八面体空间^[8]。

钛铁矿浮选难点：一是目的矿物与主要脉石矿物(钛辉石)物理化学性质相似，两者表面均有与捕收剂作用的金属活性位点(Fe、Ti、Ca、Mg等)，钛铁矿表面的Fe和Ti活性位点较多，而钛辉石表面的Ca和Mg活性位点较多，削弱了矿物之间的可浮性差异，导致捕收剂对两种矿物的选择性降低^[9]。二是钛铁矿表面在不同酸碱环境下只能以Fe和Ti中的一种金属离子作为活性位点，强酸环境下(pH < 3)Ti及其羟基化合物作为主要活性位点，弱酸弱碱环境下(6 < pH < 8)Fe及其羟基化合物作为主要活性位点，强碱环境下(pH>11)钛铁矿表面发生强烈的羟基化反应，并伴随有竞争吸附，不利于浮选作业。因此，相比其他矿物，钛铁矿在某一pH值只有一半金属离子可进行反应，以致其可浮性较差。

2 钛铁矿浮选捕收剂

捕收剂的选用常常决定着矿物浮选效果。近年来，钛铁矿浮选捕收剂研究重点在阴离子捕收剂和组合捕收剂两方向，阳离子捕收剂研究成果较少。阴离子捕收剂普遍通过活性位点化学吸附于钛铁矿表面；组合捕收剂主要将性能优良的传统捕收剂进行组合和优化，进一步提高了工业生产指标。有效官能团在矿物表面的作用形式是捕收剂设计和优化的关键^[10]，选矿学者通过X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、二维相关光谱(2D-COS)、飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)和密度泛函理论(DFT)计算等技术探明捕收剂中各类官能团作用机理，为新型捕收剂研发打下坚实的基础。

2.1 阳离子捕收剂

胺类捕收剂通过解离产生的胺基阳离子对矿物进行捕收，又称为阳离子捕收剂，常适用于硅酸盐、碳酸盐及可溶盐类矿物浮选。但近年选矿学者发现胺类捕收剂也可应用于钛铁矿浮选。

十一烷基丙基醚胺(UPEA)在低温环境下优先物理吸附于钛铁矿表面。UPEA分子的热力学能可以随着温度升高而增大，分子热运动加快使药剂表面张力降低，进而削弱药剂对矿物的吸附作用，证实了UPEA在低温环境下对钛铁矿有更强的选择吸附性^[11]。

刘星等^[12]采用醚二胺类阳离子捕收剂XL-1对攀钢集团某高梯度强磁精矿进行选钛试验，针对粗粒级钛铁矿浮选，XL-1药剂用量明显低于常用阴离子捕收剂用量，并在6 ℃的低温环境下取得了最佳试验效果。使用XL-1进行一次粗选四次精选一次扫选、中矿顺序返回的浮选闭路试验，获得了TiO₂品位47.43%、回收率69.30%的钛精矿。

胺类阳离子捕收剂为低温环境下钛铁矿浮选开拓了新思路。药剂用量少，适用于粗粒级钛铁矿浮选的特点，是阳离子捕收剂的一大亮点。但阳离子捕收剂主要以物理吸附方式完成对钛铁矿的选别，具有一定不稳定性，未来可将其与化学吸附作用强的药剂进行组合，寻求新的突破。

2.2 阴离子捕收剂

阴离子捕收剂是常规钛铁矿捕收剂，主要分为脂肪酸类、膦酸类、羟肟酸类和胂酸类捕收剂等。胂酸类捕收剂由于其具有一定毒性，已在实际生产中限制使用。

2.2.1 脂肪酸类捕收剂

脂肪酸及其皂类具有活泼的羧基官能团，是氧化矿浮选中应用最广泛的一类药剂。常见的脂肪酸类捕收剂有油酸盐、氧化石蜡、塔尔油和环烷酸等。

油酸钠由氢氧化钠与油酸反应制得，是钛铁矿浮选中常用的脂肪酸类捕收剂。油酸钠与Ti⁴⁺发生物理吸附的同时，更倾向与Fe²⁺发生化学吸附^[13]。研究表明，随着pH变化，钛铁矿表面金属离子通过羟基化反应形成各种含氧化合物，在pH为6~8时，铁活性位点主要以Fe²⁺和Fe(OH)⁺两种形式与油酸类物质[RCOO^-, (RCOO)₂^2-, (RCOO)₂H^-]发生化学吸附。LIU等通过XPS分析发现：弱酸性环境中，经油酸钠处理后的钛铁矿的表面Fe元素相对含量下降5.0%，而Ca和Mg元素相对含量下降仅0.4%和2.8%，证明了油酸钠主要与Fe活性位点作用^[14-15]。

油酸钠由于价格低廉和捕收性强等优点，在钛铁矿浮选中被广泛研究，但具有选择性差和对温度较敏感的缺点，多被用于矿石性质简单的钛铁矿浮选。

2.2.2 膦酸类捕收剂

有机磷捕收剂一般由含磷官能团和疏水基构成，官能团和疏水基通过P-O、C-P键等连接，其可在水中发生电离，易与矿石表面反应，捕收能力优良，主要包括黑药、磷酸单脂、烃基膦酸和烃基亚膦酸等^[16]。其中烃基膦酸和烃基亚膦酸常用于钛铁矿浮选。

α-羟基烃基亚膦酸(HPA)在α-位有一个羟基-OH，是一种有机膦化合物。HPA主要以PO(OH)₂基团中三个O原子为反应中心，与钛铁矿表面Fe或Ti活性位点发生键合，在pH 9时，其组分HPA^2-化学反应活性最强，并且HPA可使水分子对钛铁矿颗粒界面张力的影响减小，进一步改善钛铁矿疏水性和提高浮选回收率^[17]。

苯乙烯膦酸(SPA)的水溶液性质稳定，无起泡性能，需配合起泡剂使用。冯成建等使用SPA作捕收剂，松醇油作起泡剂，对攀枝花某重选粗精矿浮选，通过一次粗选便获得了TiO₂品位44.44%、回收率83.54%的钛精矿^[18]。

膦酸类捕收剂常在钛铁矿、锡石和萤石等矿物浮选中表现出稳定性强、低毒性和高效性的特点，但由于价格较高，阻碍了其大规模应用。

2.2.3 羟肟酸类捕收剂

羟肟酸属螯合捕收剂，化学式为R-COONH₂，由于R-COONH₂有天然互变异构现象，使羟肟酸可转变为异羟肟酸，其作用原理可从两方面表示：(1)矿物表面活性位点(如Fe²⁺和Ti⁴⁺)与羟肟酸基团中N-O键合，形成四元环螯合物；(2)金属离子与羟肟酸基团中O-O键合，形成稳定的五元环螯合物^[19]。

XU等研究得到了2-乙基-2-己基异羟肟酸(EHHA)捕收剂，发现EHHA与钛铁矿表面活性位点(Fe和Ti)通过共价键连接，形成五元螯合物，从而提高了钛铁矿浮选回收率^[20]。

水杨羟肟酸与钛铁矿表面吸附的水分子和OH^-发生离子交换，化学吸附于钛铁矿表面上。刘明宝等使用水杨羟肟酸对海南万宁某钛铁矿进行纯矿物浮选试验，研究发现：常温环境下，中性或弱碱性矿浆经过30 min搅拌后，水杨羟肟酸在钛铁矿表面上吸附量达到最大值。通过有效控制矿浆pH值、搅拌时间及温度，可优化水杨羟肟酸在实际生产中对钛铁矿的选别效果^[21]。

程奇等研究长烃链烷基羟肟酸对钛铁矿的捕收效果，发现正癸基羟肟酸以N和O活性位点与钛铁矿作用后，矿石表面Fe、Ti、N和O活性位点电子结合能均发生变化，表明其在钛铁矿表面发生了化学吸附，并伴随有物理吸附^[22]。

羟肟酸类捕收剂具有高选择性，通常可缩短钛铁矿浮选工艺流程，降低pH调整剂消耗，使工业生产效率提高，但相比油酸盐类捕收剂, 其捕收性较差，且价格昂贵，时常需要与活化剂配合使用。将其与捕收性强的药剂进行组合是该捕收剂重点研究方向。

2.3 组合捕收剂

使用组合捕收剂，往往能兼具多种捕收剂的优势。相比使用单独药剂，组合捕收剂吸附量更大，吸附层更致密，矿粒与气泡黏着强度和接触时间在一定条件下可得到优化^[23]。钛铁矿组合捕收剂可分为阴-阳离子型、阴-阴离子型、阴-非离子型三类，具有成本低、无污染、选择性高和捕收性优良的优势。

2.3.1 阴-阳离子型组合捕收剂

学者将油酸钠(NaOL)与阳离子捕收剂十二烷基胺(DAA)以10∶1质量比混合作捕收剂，当pH为5~7时，组合捕收剂在钛铁矿表面依靠NaOL化学吸附，同时伴随DAA的物理吸附，NaOL-DAA络合物在钛铁矿表面上的吸附量远大于脉石矿物，其选择性吸附兼具了阴、阳离子捕收剂的优点。微浮选试验结果显示，此组合药剂可使钛铁矿回收率保持在90%左右，脉石回收率降至21%，并且相比单独使用油酸钠，药剂消耗量减半^[24-25]。

Luo等将水杨羟肟酸(SHA)与DDA以质量比6∶1混合制得SHA-DAA组合捕收剂，将苯甲羟肟酸(BHA)与DDA以质量比8∶1混合制得BHA-DAA组合捕收剂。研究发现两种药剂中的阴离子捕收剂SHA和BHA都优先与钛铁矿表面金属位点发生相互作用，随后与DDA形成的氢键完成共吸附。DAA的存在使SHA和BHA在钛铁矿表面形成的螯合物由四元环变为更稳定的五元环，增强了药剂吸附作用。不同的是两种组合捕收剂适用于不同pH值范围^[26-27]。

2.3.2 阴-阴离子型组合捕收剂

传统阴离子捕收剂组合使用所产生的协同效应极其明显。pH 6时, NaOL与苯乙烯膦酸(SPA)以质量比3∶1混合作组合捕收剂，使钛铁矿纯矿物浮选回收率高达97.47%，其中NaOL只与Fe活性位点反应，SPA与Fe、Ti活性位点均进行反应。NaOL对钛铁矿表现出更强的吸附性，而SPA覆盖于矿物表面上为油酸钠吸附提供了更多的金属活性位点和表面空间^[28]。pH 7.5时, BHA与NaOL以质量比7∶3混合后对钛铁矿纯矿物浮选，回收率达到92.9%，两种药剂之间的协同作用增强了BHA与NaOL对钛铁矿的共吸附，使钛铁矿表面形成更强的疏水层^[29]。癸酸与油酸钠以质量比1∶2混合，在pH 4时，钛铁矿纯矿物浮选回收率达到87.54%，相比单独使用油酸钠，回收率提高了5百分点^[30]。以上药剂组合中油酸钠都必不可少，油酸钠的强捕收性为新型药剂研发提供了契机，将油酸钠与多种药剂混合使用仍可取得新进展。

朱建光等将三种有机物的浓浆状溶液按一定比例混合制得MOS，药剂中官能团与钛铁矿金属离子反应，生成难溶性物质，使MOS化学吸附于钛铁矿表面上，并且其团队又将MOS改进，得到性能更优良的MOH，与使用MOS相比，在保证精矿TiO₂品位47%的前提下，生产回收率提高10.96%。如今，MOH已成为我国攀西地区细粒钛铁矿常用捕收剂^[31-32]。

SK-1是长沙矿冶研究院研制的一种以长烃链羧酸根基团和羟肟酸基团为原料的微细粒钛铁矿捕收剂，由C、N、O和H元素组成。刘铭发现钛铁矿经SK-1作用后，表面出现了N原子，且C原子浓度大幅提高，表明SK-1在钛铁矿表面发生了化学吸附。使用SK-1对TiO₂品位19.84%的攀枝花钛铁矿开展闭路浮选试验，获得了TiO₂品位48.35%、回收率80.71%的钛精矿^[33]。

咖啡油作为一种绿色浮选捕收剂，在氧化矿浮选方面具有很大应用潜力。Wang等使用咖啡油和MOH进行对比试验，发现在强酸环境(pH 2.8)下，咖啡油中多种脂肪酸在钛铁矿表面上发生强烈静电吸附作用，性能强于MOH，且咖啡油中含有丰富的多酚物质，有助于起泡^[34]。

2.3.3 阴-非离子型组合捕收剂

SF由脂肪酸类捕收剂加入定量非离子型表面活性剂制得。郑禹等采用SF浮选辉长岩型钛铁矿矿石，经过“一次粗选两次扫选四次精选”浮选闭路流程获得了TiO₂品位48.06%、回收率86.36%的高质量钛精矿^[35]。

舒超等将不同类型脂肪酸/皂和表面活性剂按一定比例混合制得新型捕收剂ZF-02，其具备起泡稳定、无毒无害和成本低的特性。使用ZF-02对TiO₂品位22.85%的给矿进行浮选，通过“一次粗选一次扫选三次精选”的闭路试验获得了TiO₂品位48.08%、回收率89.73%的钛精矿，比使用MOH所得精矿TiO₂品位提高0.76%，回收率提高5.12%，且药剂成本降低20%左右^[36]。

药剂之间的协同作用展现出单一药剂无法比拟的效果，组合捕收剂普遍提高了钛铁矿分选指标，降低了药剂消耗及成本，改善了药剂适应性，可替代传统捕收剂应用于工业生产中，但组合药剂性能仍有较大发展空间，改性药剂与新型药剂是未来浮选研究的重点。其中阴-阳离子型组合捕收剂在减少药剂用量、适应不同温度方面有不错发展前景；许多阴-阴离子型和阴-非离子型组合捕收剂已在实际生产中应用，但对其机理研究较少，有待选矿学者深入探索。

3 钛铁矿浮选调整剂

改善有用矿物表面疏水性和提高脉石矿物亲水性是浮选过程中的两大关键要素。在进行钛铁矿深度开采时，脉石矿物的种类逐渐变得多而杂，增大了钛铁矿浮选难度。因此，使用调整剂改变钛铁矿及脉石矿物的表面活性极其重要。

3.1 抑制剂

钛铁矿矿石中主要有钛辉石、橄榄石和绿泥石等脉石矿物，它们与钛铁矿具有相似的物理化学性质，需要抑制剂将两者选择性分离。钛铁矿浮选中常见抑制剂可分为有机抑制剂与无机抑制剂两大类，有机类有草酸、柠檬酸钠、羧甲基纤维素(CMC)和聚苯乙烯磺酸钠(PSSNa)等，无机类有水玻璃等。

3.1.1 有机抑制剂

草酸中C₂O₄^2-是抑制钛辉石的关键离子。在pH>4.19时，草酸电离后主要以C₂O₄^2-形式存在，C₂O₄^2-优先与Ca²⁺发生反应，其次与Fe²⁺、Mg²⁺反应，使脉石矿物表面上的Ca²⁺、Fe²⁺和Mg²⁺等活性位点减少，阻止捕收剂对脉石矿物的吸附^[37-38]。

柠檬酸钠与Ca²⁺螯合能力强，常作为含钙矿物浮选抑制剂。Yuan等^[39]发现柠檬酸钠同时吸附于钛辉石和钛铁矿表面，在钛辉石表面发生强烈溶解作用，使钛辉石表面Al、Ca和Mg活性位点数量大量减少，但在钛铁矿表面则降低了离子溶解，增加了Fe和Ti活性位点数量，使捕收剂在钛铁矿表面吸附量增加。

羧甲基纤维素(CMC)在钛铁矿与钛辉石共存时发生竞争吸附。研究发现，CMC与钛铁矿表面少量Mg元素发生弱吸附的同时，更优先化学吸附于钛辉石表面上，在pH为4~6时，可最大程度分离钛铁矿与钛辉石^[40-41]。

聚苯乙烯磺酸钠(PSSNa)是一种高水溶性聚合抑制剂。学者将PSSNa引入钛铁矿浮选中，发现矿物与PSSNa相互作用后，PSSNa中大量的-SO₃^-基团使钛辉石亲水，在钛辉石表面形成致密的PSS^-亲水膜。钛辉石表面Ca、Mg、Al和Fe四种金属原子含量均有下降，经量子化学计算得出四种金属原子的结合能降低顺序：Al>Fe>Mg>Ca，表明Al原子是与PSSNa反应的最强位点，而Al原子只存在于钛辉石表面，证明PSSNa选择性抑制了钛辉石^[42-43]。

3.1.2 无机抑制剂

弱酸性条件下，钛铁矿与钛辉石表面带异相电荷，易发生异相凝聚。邓传宏等^[44]发现，水玻璃的加入使钛铁矿表面电性由正转负，矿粒间静电斥力迅速增大，从而减弱了钛铁矿与钛辉石之间的异相凝聚作用，使捕收剂在钛辉石表面吸附量显著降低。由于水玻璃价格低廉，且具有较好的抑制作用，现已在工业生产中广泛使用。

有学者发现，水玻璃与草酸的组合使用，可有效抑制橄榄石。Yang等将水玻璃和草酸以质量比3∶1混合制得酸化水玻璃(AWG)，使用AWG作抑制剂、NaOL作捕收剂进行钛铁矿浮选，发现AWG更易吸附于橄榄石表面，减弱了橄榄石由于矿物静电斥力对NaOL的吸附作用，相比只使用水玻璃，AWG使钛精矿品位和回收率分别提高3.82%和7.74%，且药剂用量减少了2/5，是钛铁矿浮选中一种高效组合抑制剂^[45]。

综上所述，钛铁矿浮选抑制剂通过竞争吸附和离子溶解等行为减少了脉石矿物表面金属位点数量，减弱了矿石间静电斥力作用，使捕收剂在脉石矿物表面吸附量大幅降低，间接提高了捕收剂选择性。相比无机抑制剂，有机抑制剂在环保方面有一定优势，新型抑制剂研发可从有机抑制剂方向入手；酸化水玻璃比水玻璃展现出更好的抑制作用，表明抑制剂的组合使用潜力巨大；并且抑制剂作用的金属位点尚有争议，需对药剂作用机理开展更深层次研究。

3.2 活化剂

钛铁矿浮选通常在酸性条件下进行，常用硫酸作为pH调整剂，相比使用盐酸、硝酸, 硫酸的用量更少、更不易挥发性。酸的表面溶解扩大了钛铁矿与钛辉石的可浮性差异^[46]。钛铁矿表面经硫酸预处理后，Fe²⁺转化为Fe³⁺，Fe³⁺以Fe(OH)₃形式与油酸根离子反应生成难溶性油酸铁，使钛铁矿颗粒更易附着于气泡上^[47]。如今，硫酸的活化作用已在实际生产中得以验证，而选矿学者对活化剂深入探索，发现金属离子活化剂和Fenton试剂等新型活化剂均能改善钛铁矿分选效果。

3.2.1 金属离子活化剂

离子活化剂中，Pb²⁺对钛铁矿的活化作用研究已进行多年。Pb²⁺与SHA同时存在时，游离态的Pb²⁺和Pb(OH)⁺吸附于钛铁矿表面，引起矿物表面电位正向偏移，使带负电荷的SHA更容易螯合在矿物表面，在pH为6~8时，微浮选试验钛铁矿回收率可达90%以上^[48]。Fang等在pH 6时，将Pb²⁺与BHA以质量比1∶3配合使用，发现使用Pb-BHA配合物比Pb²⁺和BHA顺序添加所得纯矿物浮选回收率提高了28个百分点，达到93.85%，Pb-BHA配合物更倾向于与钛铁矿表面活性位点(Fe²⁺、Fe³⁺)作用，而不是与钛辉石表面(Ca²⁺)作用^[49]。Pb²⁺还可抑制钛铁矿表面上的Fe、Ti两大活性位点的溶解，使Pb成为钛铁矿表面新的活性位点，增强钛铁矿与油酸钠的吸附作用^[50]。

Chen等在苯并异羟肟酸中加入六水合三氯化铁，形成Fe-BHA络合物，相比单独使用BHA，Fe-BHA络合物在钛铁矿表面上的吸附量翻倍，微浮选试验回收率高出46.0%，达到76.2%。Fe³⁺的加入，使羟基化钛铁矿表面形成了Fe-O-Fe和Ti-O-Fe两种新化学键，加固了钛铁矿与BHA之间的连接^[51]。

Li等采用α-羟基辛基次膦酸(HPA)作捕收剂，发现加入Cu²⁺可通过离子交换、氧化还原反应和生成氢氧化物沉淀三种方式使钛铁矿表面更加活泼：Cu²⁺与Fe²⁺进行离子交换，生成Cu(OH)₂沉淀，同时在矿物表面上检测到氧化还原产物Cu⁺和Fe³⁺的存在。XPS分析证明了加入Cu²⁺后，HPA与钛铁矿表面以稳定的共价键相连接，使钛精矿TiO₂回收率从56.4%提高至78.2%^[52]。

从以上金属离子应用实例分析得出：加入金属离子，可使钛铁矿表面溶解的离子通过氧化还原、离子交换和生成难溶性氢氧化物沉淀等方式进行选择性迁移及转化，进而提高了钛铁矿可浮性。相比金属离子、捕收剂顺序加药方式，金属离子-有机配合物捕收剂可取得更佳优良的浮选指标。Pb²⁺活化虽已取得丰硕成果，但Pb属于重金属，对环境污染较为严重，需强化尾水处理工作。未来应从环保角度加强金属离子活化研究，争取早日将金属离子活化剂低污染、高效率地投入生产中。

3.2.2 新型活化剂

过氧化氢与Fe²⁺构成的氧化体系通常称为Fenton试剂。Miao等使用SHA作捕收剂，发现经Fenton试剂处理后的钛铁矿，对SHA吸附量翻倍，相比未经活化处理的钛铁矿，纯矿物浮选回收率提高37个百分点，达到80%。Fenton试剂加速了Fe²⁺向Fe³⁺的转化，使钛铁矿表面活性位点增加；同时形成了Fe-SHA络合物，与矿石表面O原子反应，进一步完成对钛铁矿的吸附^[53]。

高锰酸钾(KMnO₄)在化工生产中广泛用作强氧化剂。Cai等在钛铁矿浮选中加入KMnO₄，发现加入KMnO₄后，促使铁离子向KMnO₄提供电子，产生更多键合作用，铁离子价态因此发生转变，生成了难溶性油酸盐Fe(OL)₃。微浮选试验结果显示：在pH为5~8时，KMnO₄活化后的钛铁矿回收率比未活化的钛铁矿回收率明显提高，可达90%^[54]。KMnO₄活化原理方程式如下：

$ {\rm{4FeO·TiO_{2}+O_{2}=2Fe_{2}O_{3}+4TiO_{2}}} $

(1)

$ {\rm{3Fe^{2+}+MnO^{-}_{4}+4H^{+}=3Fe^{3+}+MnO_{2}+2H_{2}O}} $

(2)

$ {\rm{Fe^{3+}+3OL^{-}=Fe(OL)_{3}}} $

(3)

次氯酸钠生产工艺简单，成本低廉，在常温下便可发挥氧化作用。Cai等通过纯矿物试验发现，经次氯酸钠处理后的钛铁矿，浮选回收率高达95%。次氯酸钠氧化促进了钛铁矿表面上的Fe²向Fe³⁺转化，而Fe³⁺可与油酸钠形成更稳定物质Fe(OL)₃，有利于油酸钠对钛铁矿的吸附^[55]。次氯酸钠活化原理方程式：

$ {\rm{4FeO·TiO_{2}+O_{2}=2Fe_{2}O_{3}+4TiO_{2}}} $

(4)

$ {\rm{6Fe^{2+}+3ClO^{-}+3H_{2}O=2Fe(OH)_{3}+3Cl^{-}+4Fe^{3+}}} $

(5)

$ {\rm{Fe^{3+}+3OL^{-}=Fe(OL)_{3}}} $

(6)

综上所述，新型活化剂使钛铁矿表面活性位点数量大幅增加，促进了铁离子价态转变，其中Fe²⁺向Fe³⁺转化后生成难溶性络合物是使钛铁矿疏水的关键。目前，活化剂研究主要在Fe²⁺向Fe³⁺转化方面取得重大突破，而Ti⁴⁺在强酸环境下才作为主要活性位点，矿浆环境不易控制，尚未取得突破性进展；且活化剂探索仍处在理论分析阶段，未应用于实践中，应从以上两方面进行深入发掘，完善活化剂应用。

4 结论及展望

在捕收剂方面，传统阴离子捕收剂由于易受温度影响、有毒性和药剂用量大等因素，在实际生产中已很少单独使用。新型捕收剂的开发和传统药剂的组合使用展现出优良的捕收性和选择性，兼具多种药剂优点的新型药剂是未来浮选药剂研发热点，其中阴-阳离子型组合捕收剂在减少药剂成本和温度适应性方面有良好的发展潜力；许多阴-阴离子型和阴-非离子型新药剂已应用于工业生产中，但其作用原理介绍较少，可加大药剂作用机理研究深度。

在抑制剂方面，许多选矿学者已对常用的抑制剂作用机理进行了解释，相比无机抑制剂，有机抑制剂来源广、成本低和污染小，可开展更多新型有机抑制剂研发工作，同时组合抑制剂表现出更强的选择性，但尚未取得丰硕成果，后续应加大抑制剂组合使用方向的研究力度。

在活化剂方面，金属离子对钛铁矿的活化作用虽然已取得一定研究成果，但金属离子由于对环境污染等因素仍未投入生产中，应从绿色生产角度继续开展金属离子活化研究；新型活化剂普遍作用于Fe活性位点，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，提高钛铁矿疏水性，未来应以氧化性较强的药剂为突破口，探寻新型活化剂，并可在Ti⁴⁺活化方向开展研究。