正十二硫醇与煤油协同强化细粒辉钼矿浮选机理研究

为了改善细粒辉钼矿的浮选效果,研究了正十二硫醇(NDM)作为辅助捕收剂与煤油复配对细粒辉钼矿浮选行为的影响及作用机理.单矿物浮选试验结果表明：NDM与煤油复配(质量比2∶3)显著强化了辉钼矿的浮选效果.实际矿石浮选试验表明：复配捕收剂具有较好的捕收能力.接触角测试表明NDM与煤油复配有效改善了细粒辉钼矿表面的疏水性,红外光谱(FTIR)及X射线光电子能谱(XPS)分析证实了NDM大量吸附于细粒辉钼矿表面.密度泛函理论(DFT)计算表明NDM通过巯基(—SH)上的S 3p轨道与Mo 4d轨道杂化,在辉钼矿极性“棱”上完成吸附,NDM在001面的吸附能(E_ads=505.536 kJ/mol)远高于在100面的吸附能,而煤油更易于吸附在001面上.因此,NDM和煤油在辉钼矿不同晶面的差异化吸附,同时改善了辉钼矿“棱面”疏水性,协同强化了细粒辉钼矿的浮选回收.     

DTAC对不同粒级高岭石浮选行为的影响

通过浮选试验、Zeta电位测试、Materials Studio模拟研究了十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)对不同粒级高岭石浮选行为影响及吸附机理.结果表明:高岭石浮选回收率随矿浆pH值升高反而下降,0.1~0.075mm粒级的高岭石在酸性pH值内回收率大于90%,而-0.045mm粒级高岭石的回收率小于10%.pH>4时,(001)面荷负电;pH<6时,(001)面荷正电。通过分子动力学模拟计算发现,(001)面比(001)面更易吸附DTAC分子,而端面(010)和(110)对DTAC分子的吸附能力比(001)小.     

酸对捕收剂在胶磷矿和白云石表面吸附的影响

浮选过程中抑制剂会使矿物表面亲水,还可能与捕收剂存在竞争吸附. 硫酸和磷酸是钙（镁）质磷矿石反浮选工艺常用的抑制剂. 通过单矿物和人工混合矿浮选试验及吸附量测定,研究了胶磷矿 - 白云石反浮选体系中,抑制剂硫酸或磷酸浓度对捕收剂 GJBW 在矿物表面吸附量的影响. 结果表明,酸浓度对矿物上浮率影响较大,但对捕收剂在胶磷矿和白云石表面吸附量影响均较小,说明该体系中抑制剂和捕收剂在矿物表面不是竞争吸附而是共同吸附,综合决定表面亲/疏水性,进而影响其上浮率. 于是建立了两者在矿物表面共同吸附的双电层模型,其中不溶油酸分子（HOl）作为主要捕收剂组分在白云石 - 水界面起主导作用使表面疏水,而胶磷矿酸溶释放出的或磷酸电离出的 H ₂ PO ₄ ^- 做为主要抑制组分在胶磷矿 - 水界面起主导作用使表面亲水.     

微细粒疏水矿物表面微泡强化浮选的作用机理

微泡在微细粒矿物浮选中,体现了较高的回收率和较好的选择性.相比较大气泡而言,微气泡对浮选的显著改善主要是由于气泡-颗粒之间碰撞频率和附着概率的增加.研究结果表明：矿物表面的微气泡,即已经附着在颗粒上的气泡,可增加浮选回收率;细辉钼矿颗粒(D₅₀=21.8μm)的微泡浮选试验表明,通过流体空化产生的表面微泡可以实现更高的回收率.辉钼矿可浮性的提高主要原因是：矿物表面微泡引起的颗粒团聚和颗粒与浮选气泡之间的诱导时间减少.Zeta电位分布的分析表明微泡在矿物颗粒表面空化.经光学显微镜观察,发现矿物颗粒是通过表面微泡形成团聚.通过动态力装置(Dynamic Force Apparatus, DFA)观测到了表面微泡和浮选气泡之间液膜的快速排液过程.本文拓展了微细粒浮选中表面微泡的理论深度,对实际生产具有一定的指导意义.     

磁化蒸馏水体系下水玻璃对辉钼矿浮选行为的影响

为揭示水玻璃对磁化水性质及其对磁化水改善辉钼矿浮选效果的影响规律,分析了磁化蒸馏水介质中辉钼矿的单矿物浮选试验,并采用表面张力、红外光谱、XPS,SEM和EDS等方法对磁化蒸馏水和辉钼矿进行了表征.结合溶液化学分析讨论了磁化蒸馏水中水玻璃与辉钼矿的作用机理.结果表明:在磁化蒸馏水体系中,当煤油的质量浓度为80 mg/L,2~#油的质量浓度为40 mg/L时,辉钼矿的回收率为79.92%;而在相同试验条件下,玻璃的质量浓度为120 mg/L时,辉钼矿的回收率减少了9.63%.水玻璃弱化磁化蒸馏水改善辉钼矿浮选效果的原因在于,水玻璃可使磁化蒸馏水中游离水比例降低,减少磁化蒸馏水中增强辉钼矿浮选效果的有效组分.水玻璃在磁化蒸馏水中的亲水性SiO(OH)~-_3选择性吸附在辉钼矿断裂面上的局部正电区,并覆盖在辉钼矿表面,从而提高辉钼矿的亲水性.此外,水玻璃还可使辉钼矿的ζ电位总体呈负向增大趋势,不利于煤油在辉钼矿表面的吸附.     

细粒煤重介质离心分选脱硫试验研究

在重介质条件下利用Falcon离心重力分选系统,研究了-500μm不同窄粒级南桐细粒煤的脱硫降灰效果.采用可燃体回收率、脱灰率、脱硫率、脱硫效率4个指标,对比分析了Falcon重介离心分选和常规浮选对南桐细粒高硫煤各粒级的分选效果,结果表明:对于-500μm细粒级煤,脱灰率低于常规浮选,而其余3个指标均高于浮选.125μm是分选效果的显著分界粒度,500～125μm粒级煤的脱硫率、脱灰率高于浮选,而可燃体回收率低于浮选.-125μm粒级煤的脱硫率、脱灰率低于浮选,而可燃体回收率高于浮选.     

有机抑制剂对微细粒锡石可浮性的影响

通过系列微浮选试验研究了柠檬酸、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙和淀粉等4种有机抑制剂对油酸钠体系中微细粒锡石可浮性的影响.在pH=8,油酸钠质量浓度为80mg/L条件下,5~20μm粒级锡石浮选回收率为92.50%;pH=8时,柠檬酸、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙和淀粉的最佳质量浓度分别为20,10,20,80mg/L,分别使锡石回收率降低了17.92,24.44,10.65,32.42个百分点.浮选溶液化学分析、动电位检测及接触角测量结果显示:油酸钠在锡石表面的吸附作用以化学吸附为主;柠檬酸与锡石发生螯合反应而化学吸附于锡石表面,促进其表面亲水薄膜生成,并占据活性位点阻碍油酸钠吸附,从而实现对锡石的抑制作用.     

煤泥浮选过程中粒度对泡沫性质的影响

针对复杂的三相浮选泡沫,探索了不同粒度煤炭颗粒在浮选过程中产率和灰分的变化规律及其对浮选泡沫性质的影响.将煤炭浮选入料分为粗(500～250μm)、中(250～74同的情况下μ,m)、细(-74μm)3个粒级分别进行单独和混合浮选,在入料性质不同而操作条件相分析各粒级煤炭的浮选精煤产率和灰分,以及相应的浮选泡沫性质,包括水回收率、均一性(气泡尺寸)、破裂气泡尺寸、破裂气泡个数和泡沫速度等.结果表明:粗颗粒的浮选精煤产率明显受到细颗粒的影响,加入细颗粒后产率从30%升高到60%,但粗颗粒精煤灰分基本不变;细颗粒的浮选产率独立性好,基本不受粗颗粒和中颗粒的影响,但细颗粒精煤灰分随粗颗粒和中颗粒的加入而升高.通过对浮选泡沫性质的分析,发现粗颗粒促使气泡破裂并破坏泡沫的稳定性,中颗粒能够显著提高泡沫速度,而细颗粒能够增强泡沫稳定性并且降低泡沫速度.当浮选入料性质,即颗粒粒度改变时,各浮选泡沫性质与精煤灰分的相关性规律与入料性质不变而操作条件改变的常规浮选不同,主要是由不同粒度颗粒的特性差异所导致.     

煤泥浮选过程中粒度对泡沫性质的影响

针对复杂的三相浮选泡沫,探索了不同粒度煤炭颗粒在浮选过程中产率和灰分的变化规律及其对浮选泡沫性质的影响.将煤炭浮选入料分为粗(500～250μm)、中(250～74μm)、细(-74μm)3个粒级分别进行单独和混合浮选,在入料性质不同而操作条件相同的情况下,分析各粒级煤炭的浮选精煤产率和灰分,以及相应的浮选泡沫性质,包括水回收率、均一性(气泡尺寸)、破裂气泡尺寸、破裂气泡个数和泡沫速度等.结果表明:粗颗粒的浮选精煤产率明显受到细颗粒的影响,加入细颗粒后产率从30%升高到60%,但粗颗粒精煤灰分基本不变;细颗粒的浮选产率独立性好,基本不受粗颗粒和中颗粒的影响,但细颗粒精煤灰分随粗颗粒和中颗粒的加入而升高.通过对浮选泡沫性质的分析,发现粗颗粒促使气泡破裂并破坏泡沫的稳定性,中颗粒能够显著提高泡沫速度,而细颗粒能够增强泡沫稳定性并且降低泡沫速度.当浮选入料性质,即颗粒粒度改变时,各浮选泡沫性质与精煤灰分的相关性规律与入料性质不变而操作条件改变的常规浮选不同,主要是由不同粒度颗粒的特性差异所导致.     

煤泥浮选过程中粒度对泡沫性质的影响

针对复杂的三相浮选泡沫,探索了不同粒度煤炭颗粒在浮选过程中产率和灰分的变化规律及其对浮选泡沫性质的影响.将煤炭浮选入料分为粗(500～250μm)、中(250～74同的情况下μ,m)、细(-74μm)3个粒级分别进行单独和混合浮选,在入料性质不同而操作条件相分析各粒级煤炭的浮选精煤产率和灰分,以及相应的浮选泡沫性质,包括水回收率、均一性(气泡尺寸)、破裂气泡尺寸、破裂气泡个数和泡沫速度等.结果表明:粗颗粒的浮选精煤产率明显受到细颗粒的影响,加入细颗粒后产率从30%升高到60%,但粗颗粒精煤灰分基本不变;细颗粒的浮选产率独立性好,基本不受粗颗粒和中颗粒的影响,但细颗粒精煤灰分随粗颗粒和中颗粒的加入而升高.通过对浮选泡沫性质的分析,发现粗颗粒促使气泡破裂并破坏泡沫的稳定性,中颗粒能够显著提高泡沫速度,而细颗粒能够增强泡沫稳定性并且降低泡沫速度.当浮选入料性质,即颗粒粒度改变时,各浮选泡沫性质与精煤灰分的相关性规律与入料性质不变而操作条件改变的常规浮选不同,主要是由不同粒度颗粒的特性差异所导致.     

阴离子淀粉对一水硬铝石和伊利石浮选行为的影响

通过浮选实验、动电位和吸附量测定,考察了阴离子淀粉在一水硬铝石和伊利石浮选分离中的效果与作用机理.单矿物浮选实验表明,在阳离子捕收剂(DTAC)体系中,阴离子型淀粉(LSDZ)在pH=4～11的范围内抑制了一水硬铝石的浮选.当pH=6,c(DTAC):3×10-4 mol/L时,随着阴离子淀粉LSDZ用量的提高,一水硬铝石被抑制;当c(LSDZ)＜40 mg/L时,活化伊利石的浮选,继续提高淀粉用量,则伊利石被抑制.结果表明:阴离子淀粉是反浮选分离一水硬铝石和伊利石的有效调整剂,LSDZ通过氢键与静电力作用吸附在铝硅矿物表面,阳离子捕收剂使矿物表面ζ-电位正移,阴离子淀粉使矿物表面ζ-电位负移,且阴离子淀粉的加入能促进捕收荆DTAC在矿物表面的吸附.     

煤泥选择性絮凝浮选中颗粒间相互作用研究

以煤泥选择性絮凝浮选中的煤颗粒以及杂质矿物高岭石为研究对象,联合Washburn动态方程,van Oss-Chaudhury-Good理论研究了阴离子型低分子量聚丙烯酰胺PAM A401吸附前后煤及高岭石颗粒表面自由能的变化,并利用扩展的DLVO理论计算了PAM A401吸附前后颗粒间的相互作用势能,分析了絮凝剂吸附对不同颗粒分散状态的影响.研究表明,PAM A401的吸附改变了煤及高岭石的表面自由能及各成分的大小.煤吸附后疏水性略有降低,极性成分增加,非极性成分降低,表面自由能由39.92mJ/m2增大为40.43mJ/m2;高岭石吸附后疏水性略有增高,极性成分由58.27 mJ/m2降低为55.05 mJ/m2,表面自由能略有降低.PAM A401在颗粒表面的吸附改变了颗粒间相互作用势能的大小,尤其是界面极性作用势能的大小和作用范围,但仍未改变颗粒间总作用势能的吸引或排斥状态.本研究对微细粒煤泥选择性絮凝浮选中絮凝剂作用性能的判断和类型选择具有重要意义.     

阳离子表面活性剂在石英表面吸附行为的分子动力学模拟

为深入了解支链化对阳离子表面活性剂在水/石英界面吸附性质的影响,用分子动力学方法模拟十六烷基醚羟丙基季铵盐(C₁₆PC)和支链十六烷基醚羟丙基季铵盐(C_<sub>16GPC)在水/石英界面的单层和双层吸附行为,分析了不同浓度(即分子排列紧密程度)下表面活性分子的倾斜角、界面层厚度、水分子和尾端碳原子密度排布。结果表明：C_<sub>16GPC在较低浓度(分子平均占有面积0.466 nm²)形成紧密的吸附单层,明显低于C₁₆PC(0.272 nm²),说明支链结构有利于阳离子表面活性剂在水/石英界面的吸附,且在高浓度下C_<sub>16GPC被压缩的优先顺序依次为：主链>长支链>短支链。直链的C₁₆PC在较紧密的吸附单层上形成类似半胶束的双层结构;而支链的C_<sub>16GPC则是通过上下层长支链尾对尾的方式形成双层结构。     

碳酸钠对黄铜矿与辉钼矿分散行为的影响机制

为了探明碳酸钠促进黄铜矿(CuFeS₂)和辉钼矿(MoS₂)分散的机制,采用沉降试验、溶液化学分析、红外检测、Zeta电位测试、DLVO理论分析等手段研究了碳酸钠(Na₂CO₃)对黄铜矿与辉钼矿分散行为的影响.沉降试验结果表明：黄铜矿、辉钼矿以及混合矿(黄铜矿与辉钼矿质量比为1∶1)的分散率受pH值与碳酸钠用量的影响,当未添加碳酸钠时,分散率随着pH值的升高而升高,但远小于理想状态(50%),表现出同相或异相凝聚行为;加入碳酸钠后,黄铜矿、辉钼矿及混合矿的分散率得到显著提升.黏度试验与浮选试验结果表明：碳酸钠可以显著降低铜钼实际矿的矿浆黏度,提高钼精矿的浮选指标.溶液化学分析、红外检测、Zeta电位测试与DLVO理论分析表明：碳酸钠主要通过溶液中CO■化学吸附在黄铜矿和辉钼矿表面,降低二者表面电位,增大二者同相或异相之间的静电斥力,从而达到改善分散效果的目的.     

α-Fe2O3(001)及其掺杂表面吸附As2O3机制的密度泛函理论

为提高催化剂抗砷能力,采用密度泛函理论（DFT）方法研究As₂O₃在α-Fe₂O₃（001）表面的吸附行为以及掺杂Mo、Mn、Ni对α-Fe₂O₃（001）表面As₂O₃吸附行为的影响。建立As₂O₃在α-Fe₂O₃（001）表面吸附模型和Mo、Mn、Ni掺杂的吸附模型,计算As₂O₃在催化剂表面的吸附能,分析成键态密度以及掺杂前后的As₂O₃在α-Fe₂O₃（001）表面的电荷布局。结果表明：这4种体系均发生电子转移,Mo掺杂活化了As₂O₃分子,使得As₂O₃倾向于吸附在Mo活性位点上,保护了Fe活性位点,...     

基于DFT研究Ca2+取代对高岭石晶体结构及表面性质的影响

为探索Ca²⁺取代对高岭石晶体结构及表面性质的影响机制,构建了Ca²⁺取代高岭石晶胞模型,并采用密度泛函理论方法对其进行键长、键角、能带结构及态密度、前线轨道、Fukui指数及电荷等分析.模拟结果表明：取代后晶胞导电性增强,同时反应活性更强,其中Na⁺平衡构型比K⁺平衡构型更稳定;在(001)面及■面上,取代后高岭石表面反应活性增强,其中H1,O3位点反应活性增强,而水分子相较于■面更倾向于吸附在(001)面.结合表面电荷分布,取代高岭石(001)面电负性增强,同时Na⁺与(001)面及■面均以静电作用为主.Ca²⁺取代Al³⁺,使得晶体产生局部膨胀,周围晶格结构产生变化;同时取代后改变晶体轨道电子分布,轨道能量及电荷密度随之变化,最终改变反应活性.     

油酸钠与辛基羟肟酸钠组合用药在赤铁矿载体浮选中应用的研究

研究了油酸钠与辛基羟肟酸钠组合用药条件下微细粒赤铁矿载体浮选,试验发现油酸钠2.5×10~4mol/L、辛基羟肟酸钠1.2×10~(-4)mol/L、pH值为8、搅拌时间为25min、转速2700rpm、载体粒度-50+25μm、载体比例40％时,对于-10μm赤铁矿和-10μm石英人工混合矿(T_(Fe)35.00％)的浮选分离,能获得-10μm赤铁矿铁的回收率90.76％,精矿品位64.20(Fe％),尾矿品位6.73(Fe％)的分离指标。     

两种新型固相微萃取纤维的研制和表征

采用十八烷基键合硅胶(C₁₈)和碳纳米管（CNTs）制备了多孔的C₁₈固相微萃取（SPME）纤维和碳纳米管（CNTS）固相微萃取纤维,扫描电镜结果显示两种纤维表面均细致紧密.应用固相微萃取气相色谱离子阱质谱（SPME-GC-MS）联用技术分析邻苯二甲酸酯（PEs),对两种纤维的性能进行表征.结果显示,两种自制纤维均具有和商品纤维聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚乙二醇（PA）相当的吸附特性和重现性,多孔C₁₈纤维因C₁₈键合硅胶的吸附表面积大、活性膜薄,萃取速率快,萃取效率高,在本实验条件下,萃取邻苯二甲酸甲酯（DMP）和邻苯二甲酸乙酯（DEP）30 min可以达到平衡状态;对邻苯二甲酸酯类中等极性的化合物的富集倍数在103以上.碳纳米管纤维具有巨大的表面积和较强的吸附性能,萃取容量与商品涂层不相上下,但其达到平衡的时间比C₁₈纤维稍长.     

N-十二烷基乙二胺在石英表面的吸附机理

采用单矿物浮选试验探讨了N-十二烷基乙二胺(ND)对石英的捕收性能,通过动电位测试、X-射线光电子能谱分析和表面自由能计算分析其在石英表面的吸附机理.结果表明,与十二胺相比,ND对石英具有更好的捕收能力,在捕收剂用量为41.7mg/L,pH=6.6时,石英回收率达到最大值98.10%.表面自由能计算结果表明,石英表面吸附ND后的表面自由能明显降低,疏水性增强;X射线光电子能谱分析和动电位测试结果表明,ND与石英表面主要发生了静电和氢键吸附.     

中低品位铝土矿浮选柱短流程分选研究

我国铝土矿绝大多数为中低铝硅比的一水硬铝石型,矿物嵌布粒度细,分选困难.在分析铝土矿矿石性质的基础上,利用旋流-静态微泡浮选柱对中低品位铝土矿进行分选,考察了捕收剂用量、循环压力、处理量等因素对浮选效果的影响.研究结果表明:铝土矿易泥化,微细粒级含量高,其有效分选是关键;随着捕收剂用量、循环泵压力、处理量的增大,氧化铝回收率增加、精矿铝硅比下降;当捕收剂用量1000g/t,循环泵压力0.17MPa,处理量4.0t/(m2.h)时,精矿铝硅比8.02～8.13,氧化铝回收率88.77%～90.01%.采用"一粗一精"两段浮选柱分选可以完成浮选机"一粗两精两扫"五段分选作业,分选流程短,工艺简洁.