我国矿产资源丰富，但随着开采力度的不断加大，矿产资源呈现出“贫、细、杂”等特点，导致矿产资源的利用率较低。浮选是实现矿物高效分选行之有效的方法之一，其主要通过浮选药剂使矿物表面性质发生改变而实现提质除杂的目标。而常规的浮选药剂存在用量大、分选效果差和环境污染问题，无法满足工业生产的需要，因此，开发绿色环保、高效的表面改性技术，对矿物加工领域绿色、可持续的发展具有重要意义。

等离子体状态为物质除固、液、气三种状态之外的第四种状态。气体在外力的作用下发生电离，产生数量相等、电荷相反的电子和正离子以及游离基，电子、离子和游离基之间又可复合成原子和分子。由于就总体而言是电中性的，故称之为等离子体。等离子体主要包含六种典型的粒子：电子、正离子、负离子、受激原子或分子、基态原子或分子和光子，因其具有绿色环保、操作简单、反应速度快、工艺干法化等优良特性，被广泛应用于材料表面改性、矿物表面改性、材料清洁等领域中。等离子体所产生的高能粒子破坏材料、矿物表面的化学键键合结构，从而使极性官能团自由基与材料、矿物表面的化学键重新键合，在其表面形成新的羟基、羧基、羰基等极性基团，以实现表面改性的目的。近年来，广大选矿工作者将等离子体表面改性技术应用于硫化矿物、煤泥分选中，实现目的矿物与脉石矿物高效分选，提高矿产资源综合利用率，同时具有绿色环保、效率高等优势，应用前景看好。

等离子体在矿物浮选领域中的应用

等离子体技术不仅能改变浮选药剂的极性基团；还能从矿物本身出发，引起矿物颗粒表面电荷变化，从而影响矿物颗粒与浮选药剂之间的相互作用，实现一种简便、高效、环保的矿物分选新工艺。

等离子体在浮选界面改性领域中的应用

等离子体可改善矿物表面的亲疏水性，主要体现在两个方面：一方面等离子体技术可将高选择性的极性/非极性官能团引入浮选药剂结构中，以实现浮选药剂与矿物表面的靶向作用；另一方面等离子体可直接作用在矿物表面，使其表面产生新的化学结构，有效扩大目的矿物和脉石矿物的可浮性差异。

浮选药剂的改性

捕收剂可与矿物表面活性位点键合而吸附在矿物表面，实现矿物颗粒分选，捕收剂的选择性和捕收能力直接决定浮选结果。等离子体中的主要成分活性氧可直接或间接与药剂发生反应，生成烷烃自由基和水分子，再进一步生成含氧官能团，从而在非极性捕收剂分子结构基础上生成、引入大量的极性官能团，使其同时兼顾极性亲固基和非极性疏水基，有效提高捕收剂分子在矿物表面的吸附作用。

等离子体技术作为一种绿色高效的表面改性技术，富含高能粒子，对浮选药剂进行改性，可显著提高药剂性能，提高资源利用率，应用前景看好。

矿物颗粒的改性

等离子体直接作用于矿物表面有两种形式，如图1所示，一是等离子体流中的高能带电粒子及亚稳态粒子与矿物表面碰撞，导致表面分子激发、电离、化学键裂解与重组等，使矿物表面产生化学交联作用，产生新的化学结构，不同矿物在等离子体作用下的转化产物和氧化速度差别很大，提高矿物间的可浮性差异；二是等离子体中的高能量电子加速较低温度的活性粒子，粒子动能增加会冲击矿样表面引起溅射反应，清除杂质并刻蚀表面，提高矿物表面粗糙度，进而影响矿物表面的亲疏水性。

图1 等离子体产生过程及改性

等离子体对矿物颗粒改性工艺高效且环保，其对颗粒表面直接改性实现了矿物在低药剂用量下高效去杂提质的目标，对矿物加工领域绿色、可持续的发展具有重要意义。

等离子体改性技术可将高选择性的极性官能团引入到浮选药剂结构中，以实现浮选药剂与矿物表面的靶向作用；同时可直接作用在矿物表面，使其表面产生新的化学结构，有效扩大目的矿物与脉石矿物的可浮性差异。同时，等离子体技术为浮选脱泥预处理技术提供新思路，具有广泛的应用前景。