水杨羟肟酸在独居石矿物表面的吸附特性研究

研究独居石与捕收剂水杨羟肟酸的作用过程,考察了p H值、药剂浓度、时间等因素对矿物可浮性及水杨羟肟酸离子在矿物表面吸附热力学及动力学的影响。结果表明,独居石在中性和弱碱性条件下上浮率超过90%;水杨羟肟酸离子在独居石表面的吸附符合Langmuir模型,吸附过程吉布斯自由能变化-28.5 k J/mol,理论饱和吸附量为1.94×10~(-5)mol/g,吸附平衡常数为1.11×10~5L/mol。吸附过程平均吸附能19.5 k J/mol,说明水杨羟肟酸离子在独居石表面的吸附为化学吸附,吸附过程符合准二级动力学模型,速率常数5.3×10~4 g/(min·mol),捕收剂离子在矿物界面表膜中的扩散过程是浮选过程的控制步骤。     

铌钙矿浮选的研究

研究了不同捕收剂对合成铌钙矿浮选的影响.这些捕收剂包括苄基胂酸、α-苯乙烯膦酸、双膦酸、环烷基羟肟酸和烷基羟肟酸.试验结果表明,双膦酸是浮选铌钙矿的一种有效选择性捕收剂.在双膦酸浓度为20 mg/L和pH 2.5～5.0的条件下,铌钙矿的浮选回收率为83.27%～85.10%.用红外吸收光谱（IAS）和X射线光电子能谱（XPS）分析了双膦酸与铌钙矿之间的相互作用.X射线光电子能谱结果证明经双膦酸处理后的铌钙矿的P2p结合能偏移3.85 eV,由此可知,双膦酸化学吸附在铌钙矿表面上.     

α-胺基芳基膦酸浮选磷灰石与方解石的研究

采用浮选试验,ζ-电位及吸附量测定和红外光谱研究了α-胺基芳基膦酸对磷灰石及方解石的捕收性能。结果表明,在碱性介质中,α-胺基芳基膦酸在方解石表面的吸附量较大,对方解石有较强的捕收能力,在磷灰石表面吸附量较小,对磷灰石的捕收能力较弱。在α-胺基芳基膦酸溶液中,磷灰石与方解石表面负ζ-电位增加。溶液平衡计算及红外光谱数据表明,α-胺基芳基膦酸浮选起捕收作用的有效组分为(R_1R_2NR_3CHP(O)O_2H)-在方解石表面发生化学吸附。用α-胺基芳基膦酸选别胶磷矿石,可获得含P_2O_523.06%,回收率89.9%的粗精矿,远比氧化石蜡皂的效果好。     

苯乙烯膦酸对锡石可浮性影响及其作用机理分析

通过单矿物浮选试验考察了油酸钠、苯乙烯膦酸、水杨羟肟酸3种不同捕收剂对微细粒锡石可浮性的影响,并采用动电位检测、原子力显微镜测定和X射线光电子能谱分析的方法研究了苯乙烯膦酸与锡石表面的作用机理。试验结果表明：油酸钠、苯乙烯膦酸、水杨羟肟酸均能在微细粒锡石的浮选中提高锡石的可浮性,3种捕收剂对锡石的捕收效果由强到弱为：苯乙烯膦酸>油酸钠>水杨羟肟酸。苯乙烯膦酸主要以化学吸附的形式与锡石表面发生作用,在锡石表面形成了有选择性的峰状吸附点,使锡石表面的动电位发生负移,其膦酸基上的2个O原子在矿浆中脱去H+后,能够与锡石表面的Sn原子发生结合,稳定地吸附于锡石表面。     

复合捕收剂与组合抑制剂对微细粒独居石与萤石浮选分离的作用机理研究

为提高微细粒(-15 μm)独居石和萤石的浮选分离效果, 通过浮选试验、XPS测试和显微聚团分析, 对组合抑制剂水玻璃+乙二胺四乙酸(EDTA)和复合捕收剂辛基羟肟酸(OHA)+辛基酚聚氧乙烯醚(OP)在独居石和萤石浮选分离试验中的应用效果和作用机理进行了分析。结果表明, 针对-15 μm独居石和萤石质量比1 GA6FA 1的人工混合矿, 联合使用组合抑制剂和复合捕收剂, 可以得到独居石回收率80%、萤石回收率24.4%的浮选精矿, 相比于仅使用单一抑制剂或单一捕收剂时, 独居石的浮选回收率及独居石与萤石的浮选分离效果明显提高; EDTA能够络合清除独居石表面的Ca2+离子, 提高抑制剂对萤石的选择性抑制作用; OP和OHA可以协同吸附在独居石表面, 促使微细粒独居石疏水聚团, 从而提高其浮选回收。      

有机螯合剂对活化石英的抑制及其作用机理

通过单矿物试验和吸附量测定,研究了以油酸钠为捕收剂时,Fe3 离子及有机螯合剂柠檬酸、酒石酸、草酸、EDTA和茜素红S对石英浮选行为的影响,结果表明:Fe3 离子能够在中性和弱碱性范围内很好地活化石英的浮选,而5种有机螯合剂能够很好地抑制Fe3 离子活化后石英的浮选.经X射线光电子能谱分析,查明Fe3 离子对石英的活化机理是Fe3 离子能够在石英表面产生特性吸附,增加石英表面吸附油酸钠的活性点;5种有机螯合剂对活化石英的抑制机理是这些有机螯合剂都能够与石英表面特性吸附的Fe3 离子螯合生成水溶性的螯合物,使石英表面失去吸附油酸钠的活性点.     

抑制剂PBTCA对菱镁矿与白云石浮选分离的影响

菱镁矿与其主要伴生矿物白云石具有相似的晶体结构和表面性质,导致二者在常规浮选体系中难于有效分离。采用新型螯合抑制剂2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)对菱镁矿和白云石进行单矿物和人工混合矿浮选研究,并通过动电位、接触角、红外光谱等检测手段对其选择性作用机理进行分析讨论。结果表明,油酸钠捕收剂体系PBTCA对白云石浮选具有较强的抑制作用,而对菱镁矿浮选的影响较小。在油酸钠用量80 mg/L、PBTCA用量40 mg/L、矿浆p H=9.3时,得到的混合矿浮选精矿MgO品位为46.95%、MgO回收率为82.21%,菱镁矿与白云石可实现有效分离。检测分析结果表明,PBTCA通过化学作用与油酸钠在白云石表面发生竞争吸附,显著降低了白云石表面的疏水性,对白云石表现出较强的抑制作用,从而实现菱镁矿与白云石的浮选分离。     

GYB浮选体系中Fe3+离子对黑钨矿浮选的影响研究

本文以硝酸铅为活化剂,螯合类药剂GYB为捕收剂,该捕收剂主要成分为苯甲羟肟酸,通过单矿物选矿试验,研究了硝酸铅活化黑钨矿时,浮选矿浆中常见的Ca2+,Mg2+ ,Fe3+三种难免金属离子对GYB捕收黑钨矿的影响,文章采用金属离子溶液化学计算、动电位的分析、苯甲羟肟酸在黑钨矿表面吸附以及红外光谱等方法对其作用机理进行了研究。试验结果表明,pH值为7.5时,Ca2+、Mg2+离子对GYB捕收黑钨矿影响不明显,而Fe3+离子对GYB在黑钨矿表面吸附的影响比较大,Fe3+主要以Fe(OH)3(s)的形式化学吸附在黑钨矿表面干扰Pb2+离子对黑钨矿表面的活化,阻碍了苯甲羟肟酸铅有机配合物在黑钨就表面的吸附,导致GYB在黑钨矿表面的吸附减少,黑钨矿回收率降低。     

煤基重金属螯合吸附剂的制备及性能研究

为提高煤对重金属离子的吸附性能,以平均粒度为71.55 μm的神府煤颗粒为原料,γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）为偶联剂,将三乙烯四胺（TETA）通过偶联剂接枝于煤粉颗粒表面,与二硫化碳、氢氧化钠反应生成二硫代氨基甲酸盐制得以神府煤为基体的重金属螯合吸附剂,考察了其对重金属离子Ni2+的螯合吸附特性。结果表明,螯合吸附剂对Ni2+的螯合吸附符合Langmuir吸附等温线,其吸附容量为104.17 mg/g,明显高于原煤粉的32.23 mg/g。螯合吸附剂吸附Ni2+的ΔH,ΔG均为负值,说明吸附为自发放热过程。红外光谱分析表明,螯合吸附剂在1 309 cm-1及1 120 cm-1吸收峰为N-C-S,CS的吸收峰,表明DTC螯合基团成功接枝到煤颗粒表面。吸附饱和的螯合吸附剂在较高pH值条件下具有较好的稳定性。用0.1 mol/L醋酸脱附吸附饱和的螯合吸附剂,脱附率达90.74%。     

铜离子对锡石浮选的影响及其机理研究

为探索Cu²⁺对锡石的活化机理,在苯乙烯膦酸（SPA）浮选体系中进行锡石单矿物浮选试验。结果表明,在pH为2.0~7.4的范围内Cu²⁺对锡石具有活化作用,在pH=4,SPA用量250 mg/L,Cu²⁺用量为4×10^-3 mol/L条件下,锡石的浮选回收率较未添加Cu²⁺时提高了11个百分点。动电位检测和XPS分析结果显示：Cu²⁺可以通过吸附或者取代作用在锡石表面,增加锡石表面与SPA作用的反应位点,进而活化锡石,增加SPA在锡石表面的吸附量。试验结果可以为锡石资源的浮选回收工艺提供指导。     

没食子酸对方解石的抑制作用及作用机理

为了给解决非硫化矿石浮选体系中方解石的抑制难题提供借鉴,通过单矿物浮选试验、捕收剂吸附量测定和红外光谱检测,系统研究了油酸钠浮选体系中没食子酸对方解石的抑制作用及作用机理。结果表明：在矿浆pH为9~11、油酸钠用量为1.0×10^-4 mol/L条件下,添加5×10^-5 mol/L没食子酸可将方解石完全抑制。没食子酸之所以对方解石有良好的抑制作用,是因为其分子中的两个羟基能与方解石表面的Ca2+离子形成螯合物,该螯合物可阻止油酸钠在方解石表面的吸附,并在方解石表面形成亲水膜。     

菱锌矿加温硫化浮选药剂作用机理的研究

采用红外光谱法对菱锌矿与Na2S,CA及氧锌灵浮选药剂的作用机理进行了研究.研究结果表明:Na2S活化菱锌矿的机理为S2-与菱锌矿矿粒中的CO23-发生置换反应,生成了疏水的ZnS薄膜层,促进了捕收剂的吸附;CA通过N-与菱锌矿矿粒表面上的Zn2+螯合而形成疏水的配合物;氧锌灵与菱锌矿表面的Zn2+发生化学吸附生成疏水的脂肪酸锌Zn(OOCR)2.同时进行了加温对比试验,结果表明:适当加温对菱锌矿的选别有利.     

N-酰基苯胲的合成及其对孔雀石浮选性能

采用酰化法合成了N-乙酰基苯胲（简称APA）和N-丁酰基苯胲（简称BPA）捕收剂,研究了两种捕收剂对孔雀石的浮选行为及作用机理。浮选试验结果表明,在APA浓度为200 mg/L、pH=7的条件下,孔雀石的回收率可达80%;在BPA浓度为150 mg/L、pH=7的条件下,孔雀石的回收率可达85%,均优于苯甲羟肟酸。采用Zeta电位测试、XPS分析和红外光谱分析等研究了两种捕收剂与矿物表面的作用机理,结果表明,两种捕收剂与孔雀石表面的吸附主要为化学吸附。      

稀土矿浮选中Ce3+离子对方解石的活化作用机理研究

通过单矿物浮选试验、红外光谱分析和Zeta电位测试等方法,研究了以辛基异羟肟酸（OHA）为捕收剂浮选稀土时矿浆中Ce3+离子对脉石矿物方解石的活化作用机理。浮选结果表明,当辛基异羟肟酸OHA浓度为2.5×10-4 mol/L,矿浆中Ce3+离子浓度小于1×10-4 mol/L时,在pH 6~11之间Ce3+对方解石有活化作用。机理分析结果表明,Ce3+离子在方解石表面作用后形成活性位点,能与辛基异羟肟酸根作用生成稳定的五元环螯合物,从而促进了捕收剂羟肟酸在方解石表面的吸附作用,使方解石浮选被活化。      

稀土矿浮选中Ce3+对磷灰石的活化机理研究

通过纯矿物浮选、溶液化学计算、Zeta 电位测试、红外光谱分析测试,研究了稀土矿浮选时矿浆中Ce³⁺对磷灰石的活化机理。结果表明,Ce³⁺在碱性条件下对磷灰石具有活化作用,其活化机理为：Ce³⁺吸附提高了磷灰石表面的正电性,增强了磷灰石表面与阴离子羟肟酸捕收剂的静电吸附作用,且在磷灰石表面形成Ca-Ce(OH)₂/Ce(OH)⁺活性位点。红外光谱测试表明,无Ce³⁺活化时,辛基羟肟酸在磷灰石表面主要发生物理吸附,羟肟酸与Ca²⁺结合能小,在磷灰石表面的化学吸附作用弱; 被Ce³⁺活化后,辛基羟肟酸与磷灰石表面吸附的Ce³⁺反应生成稳定的络合物-C(==O)-Ce-O-N-,羟肟酸与Ce³⁺结合能大,化学吸附作用强,加强了羟肟酸在磷灰石表面的吸附作用,从而活化磷灰石。     

黄铜矿与磁黄铁矿浮选分离行为及机理研究

通过黄铜矿与磁黄铁矿的单矿物浮选试验,研究矿浆pH、捕收剂丁黄药、抑制剂石灰对其浮选行为的影响。利用红外光谱、循环伏安测试技术,研究其浮选分离的机理。单矿物浮选试验结果表明黄铜矿和磁黄铁矿浮选分离的最佳条件为pH=10,丁黄药浓度为20 mg/L,石灰浓度为300 mg/L。红外光谱测试结果表明丁黄药在矿物表面氧化生成双黄药并通过化学吸附吸附在矿物表面,石灰在磁黄铁矿表面生成氢氧化钙和硫酸钙组成的钙膜。循环伏安测试表明在未添加丁黄药时黄铜矿表面氧化生成疏水的硫单质和硫化铜,磁黄铁矿表面会生成亲水的氢氧化物。     

铝离子对油酸钠浮选石英的影响及作用机理

为了揭示铝离子对油酸钠浮选石英的影响,并探讨影响机理,以0.038～0.074 mm的石英纯矿物为研究对象,进行了油酸钠浮选石英试验,并从Zeta、溶液化学和红外光谱分析角度对影响机理进行了分析。结果表明：①在无Al³⁺活化的情况下,油酸钠对石英没有捕收能力;Al³⁺过量会消耗油酸钠,进而影响对石英的捕收。②在有Al³⁺活化的情况下,油酸钠适宜在偏碱性矿浆中捕收石英,提高油酸钠的用量有利于石英浮选回收率的提高。③在矿浆pH=8,Al³⁺浓度为3×10^-4 mol/L,油酸钠浓度为6.25×10^-4 mol/L情况下,石英的浮选回收率可达93.4%。④未加入Al³⁺时石英在pH=2.0～12.0时表面带负电,因而阴离子捕收剂油酸钠不能使石英上浮;Al³⁺的活化使石英表面的Zeta电位明显上升,大约在pH=3.8～9.2时石英表面的Zeta电位为正值,石英表面吸附的Al³⁺成为石英吸附油酸钠的活性点,从而提高了石英的可浮性。⑤石英浮选回收率较高时溶液中Al³⁺主要赋存状态是Al(OH)_3（S）,铝离子羟基络合物的含量很低,说明Al(OH)₃沉淀是活化石英的主要成分。⑥石英+油酸钠的红外光谱曲线与石英的红外光谱曲线相似,只是吸收峰的强度有所减弱,出现的也仅为Si-O键的特征峰。石英+Al³⁺+油酸钠的红外光谱曲线上新出现了-CH₂-的伸缩振动吸收峰和弯曲振动吸收峰,以及-CH₃和-C=O-的伸缩振动吸收峰,这些都是油酸根的特征峰,说明油酸根在石英表面发生了吸附。     

不同硫组分在菱锌矿表面吸附的计算研究

采用量子化学计算的第一性原理模拟了不同硫组分在菱锌矿(001)解离面上的吸附,研究了硫组分在菱锌矿表面的吸附机理。吸附能计算结果显示:相比HS-,S2-在菱锌矿(001)解离面的吸附更加稳定,吸附能的绝对值更大,同时发现硫组分主要吸附在Zn位上;吸附前后的态密度对比分析表明,硫组分在菱锌矿表面的吸附形成了新的Zn—S化学键;布居分析发现:硫组分吸附在菱锌矿表面新形成Zn—S键的过程中,Zn、S之间发生了明显的电荷转移。研究结果阐释了菱锌矿的硫化机理,为菱锌矿硫化浮选研究提供了理论依据。     

低碱下氯化氨抑制铜活化黄铁矿浮选机理研究

通过单泡浮选、吸附量测定、X射线光电子能谱(XPS)分析以及溶液化学计算研究了低碱环境下氯化铵抑制黄铁矿硫酸铜活化浮选的机理。单矿物和混合矿浮选结果表明,低碱条件下氯化铵能够有效抑制黄铁矿的铜活化浮选、提高锌硫分离效果。黄铁矿表面产物分析以及溶液化学计算结果表明,氯化铵抑制黄铁矿的铜活化浮选主要通过以下两个途径实现:在低碱性环境下,加入氯化铵后产生的酸碱缓冲对NH3-NH4+能够维持体系pH值,从而维持黄铁矿表面的羟基化程度,使黄铁矿被亲水抑制;NH3(aq)与Cu2+发生配合反应生成铜氨配合物的趋势很大,其能够与黄铁矿表面竞争消耗铜离子,削弱黄铁矿表面的铜离子吸附活化过程。为实现低碱锌硫浮选分离工艺提供了新思路,为在工业中实现低碱锌硫分离工艺奠定了理论基础。