混合捕收剂浮选锂辉石的应用及作用机理

通过浮选试验,研究十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸、731、环烷酸皂,以及油酸与十二胺的混合捕收剂对锂辉石、长石和石英单矿物浮选行为及锂辉石实际矿石浮选指标的影响。借助Zeta电位、红外光谱分析、吸附量测试及量子化学计算,探讨混合捕收剂的作用机理。结果表明:油酸与十二胺的混合捕收剂,兼有捕收性和选择性好的特点,在碱性条件下能实现锂辉石与长石和石英的浮选分离。混合捕收剂在锂辉石表面的吸附量大于长石和石英。混合捕收剂中油酸在矿物表面以化学吸附为主,十二胺则以物理吸附为主。油酸离子分别与十二胺离子(或分子)和油酸分子以缔合形态存在,油酸的头基COO^-与锂辉石表面的Al原子发生化学作用。     

金属阳离子在锂辉石浮选中的活化行为及作用机理

在油酸浮选锂辉石体系中分别加入Ca^2+、Al^3+、Fe^3+离子,通过单矿物浮选试验、金属离子吸附量检测、金属离子水解组份浓度计算、矿物表面动电位测试、红外光谱检测以及量子化学模拟计算研究Ca^2+、Al^3+、Fe^3+离子对锂辉石浮选的活化行为和作用机理。结果表明:Ca^2+离子的最佳活化区间为pH大于12的强碱性条件,Al^3+离子的最佳活化pH为6.47,而Fe^3+离子的最佳活化pH为7.25;在这些pH区间内,锂辉石浮选回收率和金属离子吸附量均达到最大值。在锂辉石浮选过程中起活化作用的有效组份为它们分别对应的氢氧化物沉淀。Ca^2+、Al^3+、Fe^3+离子可使锂辉石表面动电位向正值方向显著偏移;Ca^2+离子在锂辉石表面双电层的外层发生静电吸附,Al^3+和Fe^3+离子在锂辉石表面双电层的内层发生特性吸附。钙原子与锂辉石矿物表面吸附后形成的Ca—O键的键强较小,以离子键为主;铁原子与矿物表面形成Fe—O化学键的键强较大,含有一定的共价键组份;而铝原子与矿物表面吸附后形成的Al—O键的键长、键强等参数介于钙、铁的参数之间。油酸在Ca^2+活化后的锂辉石表面发生了化学吸附和少量的物理吸附,而在Al^3+、Fe^3+活化后的锂辉石表面发生了较为强烈的化学吸附。     

十二胺浮选分离菱锰矿与方解石及其机理

研究十二胺浮选分离菱锰矿与方解石的行为,考察调整剂水玻璃、六偏磷酸钠和柠檬酸对菱锰矿和方解石浮选的影响。单矿物浮选结果表明:pH为7~8时,菱锰矿与方解石可浮性存在差异。人工混合矿浮选结果表明,菱锰矿与方解石可浮性相当,难以分离。红外分析结果显示,十二胺以物理吸附方式存在于菱锰矿与方解石表面。矿物晶格能、溶液化学计算和SEM-EDS表明,方解石的可浮性略大于菱锰矿的,混合矿中方解石表面向菱锰矿转化,导致两矿样表面性质相似而不可分离。     

硫代乳酸抑制剂分离辉钼矿与黄铜矿：浮选行为及机理（英文）

针对黄铜矿与辉钼矿可浮性相似导致分离难的问题，亟需开发一种经济与绿色的抑制剂。提出一种新型黄铜矿抑制剂硫代乳酸。通过单矿物和人工混合矿浮选实验，对硫代乳酸的浮选行为进行研究。单矿物浮选实验结果表明，硫代乳酸对黄铜矿具有较好的抑制效果，硫代乳酸作用后，黄铜矿浮选回收率从81%下降至9.7%，而辉钼矿浮选回收率仍保持在71%以上。人工混合矿浮选实验表明，黄铜矿与辉钼矿分离效果较好，高登选择性指数为12.9。采用FT-IR、XPS和AFM等方法研究硫代乳酸在辉钼矿和黄铜矿表面的反应机理，并提出可能的吸附模型。结果表明，硫代乳酸的—SH和—COOH基团优先占据黄铜矿表面活性铜位点，阻止丁基黄原酸钠在黄铜矿表面的化学吸附。     

组合捕收剂浮选锂辉石的作用机理

通过浮选试验、表面张力测试、Zeta电位以及红外光谱分析,考察油酸钠(NaOL)、十二烷基琥珀酰胺(HZ)两种捕收剂及其组合捕收剂对锂辉石的浮选性能和作用机理。结果表明:单一捕收剂在一定浓度下都能较好地浮选锂辉石,其中HZ的捕收性能强于NaOL,组合捕收剂浮选效果明显优于任意单一捕收剂。在药剂用量为200mg/L、pH=9.0左右、组合捕收剂的混合摩尔比n(NaOL):n(HZ)为5:1的条件下,浮选效果最好,浮选回收率达88.48%。红外光谱分析表明NaOL在锂辉石表面以化学吸附为主,HZ则以物理吸附为主,两种捕收剂组合使用后的正协同作用是由于锂辉石矿物表面的不均匀性和表面的活性质点的差异使这两种不同药剂能选择性的吸附在矿物表面的不同位置,从而提高药剂捕收性能。     

搅拌过程铝离子溶出对微细粒一水硬铝石浮选的影响

以油酸钠为捕收剂,考察了搅拌预处理引起的铝离子溶出对微细粒一水硬铝石浮选行为的影响。浮选结果表明:添加少量铝离子能促进矿物浮选,添加铝离子浓度大于1×10~(-5)mol/L后,矿物可浮性逐渐降低;短时间搅拌预处理可提高浮选回收率,搅拌时间大于10 min后,浮选效果逐渐变差。ICP、吸附量、接触角测定结果和浮选溶液化学分析表明:铝离子添加量较小时,溶液中铝离子主要形成羟基络合物,促进油酸钠吸附,增强矿物疏水性;铝离子添加量较大时,亲水性氢氧化物沉淀逐渐增多,矿物疏水性变差,可浮性降低。Zeta电位和粒度测试结果表明:搅拌预处理后,颗粒表面负电性降低、粒度变粗,这说明颗粒形成絮团。适宜条件下搅拌预处理有助于絮团生长,这也是搅拌预处理相比于直接添加铝离子能够获得更高浮选回收率的重要原因。     

蛇纹石与滑石的同步抑制原理

通过浮选试验、沉降实验、Zeta电位测试和吸附量测试,研究以六偏磷酸钠和古尔胶为调整剂时,蛇纹石和滑石的同步抑制及其机理。结果表明:在较宽pH范围内,蛇纹石与滑石颗粒表面电性相反,易发生异相凝聚,使得硫化矿浮选的降镁难度增大;六偏磷酸钠和古尔胶的组合使用能较好地同步抑制蛇纹石和滑石,实现与黄铁矿的人工混合矿分离;六偏磷酸钠使得蛇纹石颗粒表面动电位由正变负,蛇纹石与滑石颗粒间分散,从而提高古尔胶在滑石表面的吸附量。研究并提出对蛇纹石和滑石的混合镁硅酸盐矿物应是首先消除颗粒间的异相凝聚,再抑制易浮矿物的同步抑制原理。     

8-羟基喹啉在微细粒铝硅矿物浮选分离中的作用

通过浮选实验、动电位和红外光谱测定,考查了8-羟基喹啉对一水硬铝石和高岭石浮选分离的作用及机理。单矿物浮选结果表明:8-羟基喹啉的捕收能力较弱,选择性差。人工混合矿分离实验结果表明:8-羟基喹啉用量是油酸钠用量的1/10或更小时,可以显著提高Al2O3精矿的回收率;其中油酸钠在较低用量水平时,8-羟基喹啉可基本保持原有的选择性,实现铝硅分离。动电位测试表明:8-羟基喹啉用量在0~5×10-4 mol/L范围内,在两个不同的油酸钠用量下,高岭石的ζ电位均随着8-羟基喹啉用量的增大而负移;而对于一水硬铝石而言,结果却不一样,这说明8-羟基喹啉在铝硅矿物表面吸附的模式可能不同。红外分析结果表明:8-羟基喹啉主要通过氢键作用和络合作用被吸附在矿粒表面,造成矿物表面的初步疏水,促进捕收剂对矿物的捕收。     

油酸钠浮选锂辉石的表面晶体化学及各向异性

基于锂辉石与绿柱石和长石等铝硅酸盐矿物的表面皆含有活性Al原子,表面晶体化学特性是产生选择性浮选分离的决定性因素,通过不同粒级单矿物浮选实验、Zeta电位测试、红外光谱分析、密度泛函理论计算及分子动力学模拟等方法系统研究油酸钠浮选锂辉石的表面晶体化学及各向异性。结果表明:锂辉石浮选回收率随pH增大先增加而后减小,当pH=8.5左右,浮选回收率达到最大值;在一定粒度范围内,粒度越粗,锂辉石浮选回收率越高;锂辉石表面Al质点与油酸钠发生化学吸附作用;锂辉石晶面单位面积的断裂键数以及与油酸钠的相互作用能由大到小依次为(110)、(001),其是导致不同粒级锂辉石浮选行为差异性的根本原因。     

电化学调控浮选能带模型及应用（Ⅲ）：有机抑制剂对硫化？…

用能带理论分析了曜南控浮选模型，提出了采用有机抑制剂来改变矿物电子能级、实现硫化矿的浮选分离他有机抑制剂对矿物抑制的两种电化学机理；一是有机抑制剂增加了矿物费米能级，矿物电子向黄药的空能级传递双黄药被还原：二是有机抑制剂降低了矿物边缘能级，从而导致矿物表面电子密度增大，典药空能级被电子占据，双黄药被还原。开发了５种电化学浮选分离新型有机抑制剂，实现了８种人工混合精矿和３种矿石的浮选分离。     

电化学调控浮选能带模型及应用(Ⅲ)——有机抑制剂对硫化矿物能带结构的影响

用能带理论分析了电化学调控浮选模型 ,提出了采用有机抑制剂来改变矿物电子能级、实现硫化矿的浮选分离。研究了有机抑制剂对矿物抑制的两种电化学机理 :一是有机抑制剂增加了矿物费米能级 ,矿物电子向黄药的空能级传递 ,双黄药被还原 ;二是有机抑制剂降低了矿物边缘能级 ,从而导致矿物表面电子密度增大 ,黄药空能级被电子占据 ,双黄药被还原。开发了 5种电化学浮选分离新型有机抑制剂 ,实现了 8种人工混合精矿和3种矿石的浮选分离。     

六偏磷酸钠对菱锰矿与方解石浮选分离的影响

通过溶液化学计算、SEM-EDAX分析、ζ电位测试并结合浮选实验,以Na2CO3和六偏磷酸钠为调整剂,研究Ca2+存在体系中菱锰矿和方解石的浮选分离。结果表明:六偏磷酸钠对菱锰矿与方解石单矿物的浮选具有良好的选择性抑制作用,但在二者混合矿的浮选分离中,方解石溶出的Ca2+在调浆过程中可与Na2CO3反应生成CaCO3吸附在菱锰矿表面,使二者表面性质趋同,难以实现浮选分离;改变药剂添加方式,优先加入六偏磷酸钠络合溶液中的Ca2+,阻止其在菱锰矿表面吸附,避免菱锰矿表面性质改变,再加入Na2CO3调节矿浆pH,最终实现菱锰矿与方解石的浮选分离。     

捕收剂烷基二醚胺对菱锌矿、石英和方解石选择性浮选的影响（英文）

通过单矿物浮选试验和实际矿石浮选试验考察了烷基二醚胺(GE-609)做捕收剂时,菱锌矿、石英和方解石的浮选分离。结果表明,GE-609对3种矿物均有良好的捕收性能,浮选无选择性。硫化钠能增强菱锌矿和方解石的浮选但抑制石英。此外,水玻璃和六偏磷酸钠均对方解石表现出良好的选择性抑制作用。实际矿石浮选试验表明,最终闭路试验获得Zn品位为23.51%、回收率为71.02%的锌精矿。通过动电位测试和红外光谱分析考察了GE-609在菱锌矿表面的吸附,结果表明,GE-609在菱锌矿表面的吸附包括静电吸附和化学吸附,且硫化钠的存在增强了BGE-609在菱锌矿表面的吸附。     

石英长石矿物结晶化学特性与药剂作用机理

根据油酸钠和十二胺在长石、石英表面的吸附作用机理,分析了矿物晶体结构特性与药剂作用机理之间的关系。发现石英和长石在晶体结构和化学组成上的相似性,使其在荷电机理上相同,荷电量上亦接近,从而决定了以静电吸附为主的胺类捕收剂在浮选分离这两种矿物时是没有选择性的。两矿物在化学组成上的差异带来了油酸吸附性质上的差异,即油酸离子与长石表面上的 Al~(3+)存在化学吸附,这种吸附所占的比重虽不大,却为油酸钠选择性活化长石提供了可能。长石和石英在结晶化学上的特性差异是实现其浮选分离的基础。     

新型季铵盐捕收剂对白钨矿和方解石的常温浮选分离

采用二辛基二甲基溴化铵(DDAB)作捕收剂,研究白钨矿、方解石单矿物的浮选行为和其人工混合矿的浮选分离以及柿竹园白钨矿的常温精选。结果表明:在单矿物和人工混合矿的浮选中,DDAB在对白钨矿的捕收能力和选择性上均显著优于油酸,其最佳的浮选pH值范围为8~10;在对柿竹园白钨矿的常温精选中,DDAB取得了开路最终浮选精矿WO3品位51.63%,回收率43.83%的良好指标。这些都证明DDAB是一种新型高效的白钨矿常温精选捕收剂。通过对白钨矿和方解石的表面动电位分析、DDAB的结构分析以及DDAB与白钨矿作用的红外光谱分析和量子化学分析,推断DDAB主要依靠静电力与白钨矿表面作用。     

C_8碳链烷基羟肟酸对孔雀石的浮选性能及吸附机理

通过纯孔雀石、硫化-氧化混合铜矿浮选试验、FT-IR光谱分析、Zeta电位测试、捕收剂及矿物溶液化学分析和DFT计算研究2-乙基-2-烯己基羟肟酸(EHHA)对孔雀石矿物的直接浮选性能及吸附机理。纯矿物浮选试验结果表明:EHHA是一种直接浮选孔雀石矿物的优良捕收剂,在矿浆pH值6、用量200 mg/L的浮选条件下,EHHA能直接浮选出95.33%的孔雀石。实际矿石浮选试验结果表明:EHHA在弱酸性条件下直接浮选硫化-氧化铜矿与使用异丁基黄药(IBX)捕收剂硫化浮选相比较,EHHA所取得的粗精矿中Cu回收率高了1.87%。FT-IR光谱和Zeta电位测试结果表明:EHHA通过形成五元螯合环吸附于孔雀石矿物表面。孔雀石和捕收剂的溶液化学分析表明:EHHA通过与矿物表面的Cu~(2+)螯合成沉淀而发生吸附,OHA通过与孔雀石矿物表面的水合铜离子发生表面化学反应而吸附于矿物表面,相关的FT-IR分析结果进一步证实这一结论。DFT计算结果表明:EHHA比IBX拥有更大的偶极矩,更高的Mulliken电荷,对孔雀石矿物的捕收能力更强。     

锂辉石的浮选及其泡沫中的Be,Li分离

多年工业生产证明“碱法不脱泥锂辉石浮选流程”工艺简单,给矿含Li_2O1.2-1.3％,精矿品位6.0-6.1％,回收率达88-90％。为分离泡沫中的绿柱石与锂辉石,曾研究过热裂(1050℃)-筛选、焙烧(600℃)-浮选、热煮(850℃)-浮选和常温浮选等多种方法,均获得较好指标。采用FeCl_3和水玻璃混合剂与Na_2S,Na_2CO_3,氧化石蜡皂在常温下能使绿柱石保持足够的可浮性,而锂辉石成为槽内产品,使之有效分离。由此制定的绿柱石-锂辉石混合浮选分离流程,为Be,Li浮选混合泡沫的综合回收提供一新的途径。     

FLOTATION OF SPODUMENE AND ITS SEPARATION FROM BERYL IN FROTH

多年工业生产证明“碱法不脱泥锂辉石浮选流程”工艺简单,给矿含Li_2O1.2-1.3％,精矿品位6.0-6.1％,回收率达88-90％。为分离泡沫中的绿柱石与锂辉石,曾研究过热裂(1050℃)-筛选、焙烧(600℃)-浮选、热煮(850℃)-浮选和常温浮选等多种方法,均获得较好指标。采用FeCl_3和水玻璃混合剂与Na_2S,Na_2CO_3,氧化石蜡皂在常温下能使绿柱石保持足够的可浮性,而锂辉石成为槽内产品,使之有效分离。由此制定的绿柱石-锂辉石混合浮选分离流程,为Be,Li浮选混合泡沫的综合回收提供一新的途径。     

2,3-二巯基丁二酸在铜-钼硫化矿浮选分离过程中的选择性抑制作用（英文）

2,3-二巯基丁二酸(DMSA)是一种铜-钼硫化矿分离浮选抑制剂。浮选试验结果表明,在p H 4-12的范围内少量的DMSA可对黄铜矿产生强烈的抑制作用。在p H 6条件下对单矿物、人工混合矿、含钼铜精矿进行浮选分离试验,钼的浮选回收率分别为85%、75%和80%,同时铜的回收率仅为15%、5%和20%。吸附量试验结果显示,DMSA在黄铜矿上的吸附作用明显强于辉钼矿。前线轨道计算表明,DMSA分子中的两个硫原子是药剂分子与黄铜矿表面作用的活性中心。费米能级计算结果显示黄铜矿可以从DMSA分子获得电子而辉钼矿不能。     

DTPMP在萤石和方解石浮选分离中的应用及机理

萤石(CaF₂)是一种关键战略性矿产资源,在自然界中常与同为含钙矿物的方解石(CaCO₃)共生。泡沫浮选是分离这两种含钙矿物最主要的方法,但萤石和方解石表面的钙活性位点相似,导致其选择性分离一直是世界性难题。萤石浮选中常用水玻璃抑制方解石,实现萤石正浮选富集。然而,水玻璃选择性低且用量大,导致部分萤石被抑制无法回收,且因其分散性好会造成尾矿难以沉降、尾水难以处理等问题。本文提出了抑制萤石浮选方解石的反浮选思路,并开发了一种绿色萤石抑制剂—二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMP)。单矿物、二元混合矿及实际矿浮选试验表明,在中性pH下,以油酸钠(NaOL)作捕收剂、低用量的DTPMP作抑制剂,可实现萤石的反浮选分离。药剂吸附量检测和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表明,DTPMP在萤石表面的吸附量更多、吸附强度更大。密度泛函理论(DFT)计算结果表明,DTPMP更容易在萤石表面吸附,且DTPMP膦酸基团中的H原子与萤石表面的F原子生成的氢键作用较强。因此,DTPMP作为一种绿色高效的抑制剂,在萤石浮选领域具有较好的工业应用前景。