霓石、镜铁矿晶体各向异性及粒度差异对可浮性的影响

为考察矿物晶体各向异性与可浮性差异的关系,以 0~37 μm、37~44 μm、44~74 μm 3 组粒级镜铁矿和霓石为研究对象,通过 X 射线衍射（XRD）分析、单矿物浮选试验、捕收剂吸附量、表面电性计算和 Zeta 电位检测,研究两种矿物的晶面组成在十二胺（DDA）和油酸钠（NaOL）捕收剂体系中的可浮性差异,以及两种捕收剂在矿物表面的吸附规律和对矿物表面电性的改变。XRD 结果表明,在两种矿物粉碎过程中,镜铁矿（110）与（116）解理面优先解离,而霓石（110）、（310）和（-310）解理面优先解离。浮选试验和吸附量结果显示,在DDA体系中,镜铁矿的可浮性明显大于霓石,可浮性顺序均为0~37 μm>37~44 μm>44~74 μm粒级;在NaOL体系中,两种矿物的可浮性相差不大,细粒级（0~37 μm）镜铁矿和中间粒级（37~44 μm）可浮性最好;吸附量试验结果与浮选试验结果基本一致。表面电性计算和Zeta电位检测结果表明,霓石（110）面负电荷累积和 R值大于镜铁矿,霓石表面电负性比镜铁矿强,DDA吸附使两种矿物的零电点右移,NaOL吸附使两种矿物表面Zeta电位下降,且霓石表面电位下降幅度大于镜铁矿。     

霓石溶出金属离子对镜铁矿、霓石可浮性的影响

为了研究霓石表面溶出离子Fe³⁺、Na⁺对十二胺体系中镜铁矿和霓石可浮性的影响，以0.044~0.074 mm粒级镜铁矿和霓石单矿物为研究对象，进行单矿物浮选试验，并通过Zeta电位测量和溶液化学计算研究其作用机理。结果表明：十二胺对镜铁矿和霓石均具有较好的捕收作用；Fe³⁺对镜铁矿的抑制效果强于霓石，Na⁺对2种矿物可浮性均无明显影响；加入Fe³⁺、Na⁺均能使镜铁矿和霓石矿物表面电位发生右移，表面电位升高减弱了十二胺在矿物表面的静电吸附；Fe3+主要以亲水性Fe（OH）₃沉淀形式吸附在矿物表面，使矿物亲水性增大，从而对矿物产生抑制作用。     

L-半胱氨酸对霓石/镜铁矿浮选抑制性能的影响

以小分子有机酸L-半胱氨酸为含铁硅酸盐霓石的抑制剂,在油酸钠捕收剂体系中研究了镜铁矿和霓石单矿物的浮选行为,并通过Zeta电位检测研究了L-半胱氨酸和油酸钠的作用机理。结果表明:油酸钠对镜铁矿和霓石均有较强的捕收作用,在pH=8、NaOL浓度为60 mg/L时,镜铁矿和霓石回收率分别为89.70%和85.32%;当pH=9、NaOL浓度60 mg/L、L-CYS浓度32 mg/L时,霓石回收率仅为24.83%,而镜铁矿回收率维持在85%左右,可以实现镜铁矿和霓石的浮选分离;L-半胱氨酸和油酸钠在霓石表面发生竞争吸附,L-半胱氨酸吸附在霓石表面阻碍了油酸钠的吸附,对霓石具有选择性抑制作用;L-半胱氨酸在镜铁矿表面没有发生吸附。     

氟硅酸铵在赤铁矿与含铁硅酸盐浮选分离中的选择性抑制作用

研究了油酸钠为捕收剂的赤铁矿浮选中，水玻璃与氟化物等抑制剂对含铁硅酸盐脉石矿物霓石（NaFe2SiO6）的浮选抑制行为。单矿物浮选试验结果表明，以氟硅酸铵对霓石的抑制效果最好，在pH=4～5的弱酸性条件下具有最佳的选择性。人工混合矿浮选分离试验结果表明，油酸钠（NaOL）与十二烷基磺酸钠（SDS）组合使用分选效果更佳。通过对矿物表面ξ电位与油酸钠吸附量的测定以及红外光谱分析，初步讨论了氟硅酸铵对霓石选择性抑制作用的机理。     

绿泥石晶体各向异性及与其可浮性关系研究

通过对-37 μm、37~44 μm、44~74 μm 3 个粒级绿泥石进行 X 射线衍射（XRD）分析、单矿物浮选试验、捕收剂吸附规律研究和分子动力学模拟，研究了绿泥石晶体的各向异性及与可浮性的关系。XRD 分析结果显示，随着绿泥石粒度降低，平行解理面的含量持续升高，层间解理面优先解离。浮选试验结果表明，3 个粒级绿泥石可浮性顺序为中间粒级（37~44 μm）>细粒级（-37 μm）>粗粒级（44~74 μm）。捕收剂吸附规律检测和分子动力学模拟结果显示：十二胺在绿泥石表面的吸附密度随绿泥石粒级减小而降低，而吸附量随绿泥石粒度减小而升高；十二胺主要通过亲固基氨基吸附在绿泥石（001）面，十二胺分子碳链主要沿绿泥石（001）面法线方向分布；与绿泥石（001）面相比，（100）面含有大量正电性金属离子，减弱了十二胺与绿泥石（100）的静电吸附作用，十二胺在绿泥石（100）面的吸附靶向度不高，为非有效吸附；绿泥石（001）面对十二胺的吸附强度大于（100）面。绿泥石晶体的各向异性表现明显，（001）面含量升高对绿泥石浮选有利，在阳离子捕收剂体系中，通过选择性磨矿，提高绿泥石层间解离效率是改善绿泥石选矿效果的关键。     

CTAB与油酸钠混合捕收剂浮选分离磁铁矿与角闪石的研究

采用油酸钠(NaOL)与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)混合捕收剂进行磁铁矿与角闪石的浮选分离研究。分别考察了单一捕收剂CTAB、NaOL和混合捕收剂对单矿物和人工混合矿浮选的影响,借助Zeta电位、FTIR对捕收剂与矿物表面的吸附机理进行了研究。矿物浮选试验结果表明:在pH=5.5,CTAB与油酸钠的摩尔比为2∶1的条件下,混合捕收剂较单一捕收剂具有更好的选择性。Zeta电位和红外光谱结果表明,单一捕收剂CTAB和油酸钠分别以物理吸附与化学吸附的形式吸附在矿物表面,混合捕收剂中油酸钠的存在一定程度上抑制了CTAB在磁铁矿表面的吸附,但不影响CTAB在角闪石矿物表面的吸附。     

组合高分子抑制剂对霓石和镜铁矿可浮性的影响

为了研究组合高分子抑制剂对霓石和镜铁矿可浮性的影响,通过单矿物浮选试验,探讨了油酸钠体系中,聚乙二醇400、淀粉以及两者不同比例混合对霓石和镜铁矿的抑制效果,同时通过Zeta电位测定分析这两种抑制剂对霓石和镜铁矿的抑制机理。试验结果表明:淀粉对霓石和镜铁矿的抑制作用比聚乙二醇400强而选择性弱;组合抑制剂淀粉和聚乙二醇400的最佳质量浓度比为2:1,此时霓石和镜铁矿的回收率分别为74.80%和14.18%;淀粉对镜铁矿表面Zeta电位的影响大于霓石,聚乙二醇400对两矿石表面Zeta电位影响较小。      

新型捕收剂浮选锂辉石的作用机理研究

通过浮选试验、表面张力测试、Zeta电位以及红外光谱分析,考察了油酸钠(NaOL)、脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)两种捕收剂及其组合对锂辉石的浮选性能及作用机理。结果表明:单一捕收剂在一定浓度下都能较好的浮选锂辉石,其中MES的捕收性能强于NaOL,组合捕收剂浮选效果明显优于单一捕收剂。捕收剂用量为200 mg/L,NaOL∶MES=5∶1摩尔比组合的浮选效果相对最佳。红外光谱研究表明NaOL在锂辉石表面是以化学吸附为主,MES则是以物理吸附为主,两种捕收剂组合后并没有生成新物质,而是由于锂辉石矿物表面为非均质体,同时不同活性质点间的差异使其具有选择性地吸附在不同位置的矿物表面。     

新型阳离子捕收剂DBA-2浮选石英的研究

针对铁矿石反浮选过程中药剂使用时所需矿浆温度高,开发了适合捕收细粒级石英的阳离子捕收剂。通过一系列浮选试验及接触角、Zeta电位和红外光谱检测考察了此阳离子捕收剂对石英的捕收性能和两者的作用机理。结果表明,温度为18℃和p H=9.45时,阳离子捕收剂DBA-2对38μm粒级石英有很高的浮选回收率;在此条件下,对74~38μm粒级石英浮选效果不佳,阳离子捕收剂DBA-2更适用于微细粒铁矿反浮选中应用。接触角测量结果说明,添加DBA-2使石英表面接触角增大,可浮性增强,在20~30°之间,接触角发生的微小变化会对回收率产生巨大影响。Zeta电位测试结果表明,在纯水中石英的零电点为p H=2.26,与DBA-2作用后,零电点偏移至9.47,说明DBA-2在石英表面有吸附作用的发生。通过红外光谱检测分析,DBA-2在石英表面的吸附主要是静电吸附和氢键吸附。     

阴阳离子混合捕收剂用于中低品位锂云母的浮选实验研究

以阳离子的十二胺DDA和阴离子的油酸钠NaOL为混合捕收剂体系,对中低品位锂云母矿物的浮选进行试验研究和相关测试。通过AFM分析对比云母表面捕收剂吸附形貌结构变化,推测混合捕收剂的协同作用机理可能是十二胺首先在锂云母表面进行有效吸附,油酸钠"间接"地通过头基间的静电吸引或是碳链之间的疏水作用,从而增加表面碳链密度和高度并使得吸附层更加稳定。浮选结果表明,矿物的粒径在50～74μm时浮选效果最好,过粗则锂云母与脉石不能有效分离,而过细则会造成脉石夹带严重;而药剂比例浓度也影响浮选效果,DDA与NaOL用量在2∶1时吸附效果最好。浮选产品的泡沫高度、稳定性试验以及含水量的测试也显示,NaOL有效地减少了浮选泡沫的含水量而降低对脉石的夹带,且使泡沫稳定性有所变弱,半衰期更短,消泡更加容易。另外对比不同的捕收剂添加顺序发现,先加入DDA后加入NaOL的情况下浮选效果最好,也从侧面印证NaOL可能是通过DDA的桥接而起到强化吸附的作用。     

阴阳离子混合捕收剂用于中低品位锂云母的浮选试验研究

以阳离子的十二胺DDA和阴离子的油酸钠NaOL为混合捕收剂体系,对中低品位锂云母矿物的浮选进行试验研究和相关测试。通过AFM分析对比云母表面捕收剂吸附形貌结构变化,推测混合捕收剂的协同作用机理可能是十二胺首先在锂云母表面进行有效吸附,油酸钠"间接"地通过头基间的静电吸引或是碳链之间的疏水作用,从而增加表面碳链密度和高度并使得吸附层更加稳定。浮选结果表明,矿物的粒径在50～74μm时浮选效果最好,过粗则锂云母与脉石不能有效分离,而过细则会造成脉石夹带严重;而药剂比例浓度也影响浮选效果,DDA与NaOL用量在2∶1时吸附效果最好。浮选产品的泡沫高度、稳定性试验以及含水量的测试也显示,NaOL有效地减少了浮选泡沫的含水量而降低对脉石的夹带,且使泡沫稳定性有所变弱,半衰期更短,消泡更加容易。另外对比不同的捕收剂添加顺序发现,先加入DDA后加入NaOL的情况下浮选效果最好,也从侧面印证NaOL可能是通过DDA的桥接而起到强化吸附的作用。     

晶质铀矿的浮选工艺与机理研究

为了考察铀矿物浮选作用机制,选取晶质铀矿开展了单矿物浮选试验。采用 X 射线衍射（XRD）、Zeta 电位测试、红外光谱分析、X 射线光电子能谱测试（XPS）和单矿物浮选等方法,研究了晶质铀矿的表面特性和不同 条件下矿物可浮性的变化,初步探讨了浮选药剂的作用机理。研究发现：晶质铀矿在 pH 值 4.4～5.3 之间的 Zeta 电 位为正,在 pH 值介于 2.0～4.4 和 5.3～11.0 间时 Zeta 电位为负;U（IV）、Th（IV）、Pb（Ⅱ）为浮选药剂作用的主要活性 位点;8-HQ 为晶质铀矿最佳的捕收剂;在 pH=9,捕收剂用量 2 000 g/t,温度 25 ℃,矿物粒度为 38~50 μm 的条件下, 晶质铀矿的精矿回收率可达 89.3%;8-HQ 的捕收作用是通过在晶质铀矿表面发生化学吸附,与表面不饱和键结合 形成螯合物,使矿物疏水性增强而实现的。     

捕收剂CTAB对一水硬铝石与高岭石的浮选差异及其分子动力学模拟

为了研究季铵盐类捕收剂对铝土矿反浮选的影响,以十二胺（DDA）为参照捕收剂,考察了十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对一水硬铝石和高岭石浮选回收率的影响,并通过FTIR分析、Zeta电位检测、吸 附量测定以及分子动力学模拟对作用机理进行了系统的分析。浮选试验结果表明,CTAB浮选分离效果优于DDA,在pH=4、CTAB浓度为2×10-4 mol/L时,纯矿物浮选试验一水硬铝石和高岭石浮选回收率相差51.70个百分 点,人工混合矿试验获得了Al2O3品位71.73%、回收率71.26%、SiO2含量9.43%的精矿,铝硅比A/S达到7.60。机理分析结果表明,捕收剂CTAB在一水硬铝石和高岭石表面均有吸附,在高岭石表面的吸附量大于在一水硬 铝石表面的吸附量,且均为物理吸附;分子动力学模拟计算结果表明捕收剂CTAB与高岭石总相互作用能为与一水硬铝石总相互作用能的2.29倍,因此CTAB分子优先吸附于高岭石的表面,具有较高的选择性,有利于反 浮选的进行。     

在长石与石英分离中阳离子捕收剂与阴离子捕收剂混合物在矿物表面上的吸附和浮选的选择性

对钠长石和石英纯矿物，用哈里蒙德浮选管、Zeta电位测定和漫射FTIR光谱评价了阳离子捕收剂与阴离子捕收剂混合物从石英中浮选分离钠长石的效果。用分批浮选试验研究了从希腊长石矿石中浮选分离钠长石的浮选药剂制度。单矿物浮选试验结果表明，在PH2时，用阳离子捕收剂二胺与阴离子捕收剂磺酸盐混合物或二胺—二油酸盐作捕收剂可以从石英中优先浮选钠长石。与在pH2时钠长石具有选择性可浮性形成鲜明对照的是，pH2时钠长石荷少量负电荷，石英的零电点位于该pH附近，Zeta电位测定和FTIR研究结果表明，混合捕收剂在两种矿物上的吸附行为类似。红外光谱不仅证明阴离子捕收剂磺酸盐或油酸盐与二胺一起在矿物表面上共吸附，而且证明，阴离子捕收剂的存在提高了二胺的吸附量。阴离子捕收剂闯入相邻表面烷基氨基离子之间降低了头—头静电斥力，由于疏水尾—尾缔合增强，而使二胺吸附量增大。pH2时矿物的可浮性与捕收剂吸附结果矛盾是由于在这两个试验中分别用粗粒矿物和细粒矿物进行试验引起的。可用除静电作用外，捕收剂中的氨离子通过氢键与矿物表面上的硅醇基团作用来解释，在pH2时捕收剂在细粒钠长石和石英颗粒上的吸附量相近。分批浮选试验结果表明，只在浮选给矿脱泥后，才可优先浮选钠长石。从含6．5％Na2O的给矿中浮选获得了含10％Na20的钠长石精矿，Na20含量高于9％的钠长石产后是有价值的。     

十二胺体系中菱锌矿的浮选行为

以十二胺（DDA）为捕收剂,通过单矿物浮选试验对硫化钠存在时菱锌矿的可浮性及正辛醇对菱锌矿可浮性的影响进行了初步研究。结果表明,硫化钠对菱锌矿的活化作用主要通过HS-吸附在菱锌矿表面,降低菱锌矿表面电位实现;当pH值在9.5～11.5范围内,DDA对经硫化钠活化后的菱锌矿具较好的捕收性;正辛醇对经硫化钠活化后的菱锌矿无捕收性,但其能够强化DDA对经硫化钠活化后的菱锌矿的捕收能力,当正辛醇以40%的物质的量取代DDA组成胺醇复合捕收剂时,使用复合捕收剂浮选可获得与单独使用DDA浮选相同的效果;红外光谱研究表明,硫化钠、正辛醇、DDA与菱锌矿表面发生物理吸附。     

新型阴、阳离子捕收剂的选择性吸附行为研究

通过单矿物浮选、总有机碳-有机氮测试(TOC-TN)和Zeta电位测试等方法,系统研究了阴离子捕收剂十二烷基磺酸钠(SDS)和阳离子捕收剂十二胺(DDA)在白云母、钾长石、石英和斜绿泥石表面的吸附行为。结果表明,SDS和DDA组合使用时,在大范围p H区间内,对白云母表现出优良的选择性;且两者在各矿物表面吸附量均出现大幅度变化;SDS会显著抑制DDA在钾长石、石英和斜绿泥石表面的吸附,对白云母的影响相对较小;DDA能大幅加强SDS在白云母表面的吸附,同时显著削弱SDS在斜绿泥石表面的吸附。     

辛基异羟肟酸钠在独居石表面的吸附及浮选机理研究

通过矿物浮选试验、Zeta电位测量及红外光谱测试等手段研究了辛基异羟肟酸钠对独居石的浮选特性及其表面吸附机理。单矿物浮选试验结果表明,辛基异羟肟酸钠浮选体系中,独居石在pH值5~9可浮性较好。独居石与辛基异羟肟酸钠作用后,表面动电位降低,说明该阴离子捕收剂在独居石表面发生了吸附。当独居石表面荷负电时,吸附仍可继续,说明辛基异羟肟酸钠阴离子可克服静电斥力吸附于荷负电的独居石表面。红外光谱分析证实该吸附作用为化学吸附。     

两性捕收剂在硅石和赤铁矿表面上的吸附机理

硅石是铁矿石中的主要脉石矿物.经常应用不同的表面活性剂从铁矿石中浮选出硅石.在本研究中应用两性捕收剂浮选硅石.研究了这种捕收剂在硅石和赤铁矿纯矿物表面上的吸附.试验结果表明,捕收剂在矿物表面上的吸附主要决定于溶液的pH.在酸性pH范围内捕收剂优先在矿物表面上吸附.捕收剂与矿物表面作用机理带有静电作用性质.Zeta电位测定结果表明,当矿物表面和捕收剂带有相反电荷时,通过它们之间的静电作用,捕收剂吸附在矿物表面上.     

偕氨肟捕收剂对石英和磁铁矿的浮选性能

采用羟胺法合成了3-十二烷基氨基丙偕氨肟（简称DAPA）作为铁矿反浮选捕收剂。通过单矿物浮选试验,考察了DAPA和十二胺对石英和磁铁矿的浮选特性,结果表明,在矿浆pH为4~6.5的条件下,DAPA捕收剂对石英的回收率可达到85%以上,同时在此条件下对磁铁矿的回收率均不超过20%,选择性能明显优于十二胺。用DAPA对石英和磁铁矿的人工混合矿进行反浮选,在不添加抑制剂的情况下,浮选精矿中TFe品位可达68.78%,可以应用于磁铁矿的脱硅浮选中。Zeta电位测试和红外光谱分析结果显示,DAPA在石英和磁铁矿表面的吸附主要为物理吸附。      

阳离子-阴离子组合捕收剂浮选分离白钨矿和方解石

通过纯矿物浮选试验、红外光谱分析、表面张力测定以及动电位测试研究了阳离子捕收剂十二胺(DDA)和阴离子捕收剂油酸钠(NaOL)及其组合捕收剂在白钨矿和方解石浮选分离中的作用及机理。结果表明,当pH值为7左右,DDA和NaOL组合捕收剂总用量为1.5×10^-4 mol/L、组合比为9∶1时,白钨矿回收率达到95%,比单独使用DDA、NaOL以及DDA和NaOL组合比为1∶9时明显提高;在该比例下预先加入2.0×10^-3 mol/L的酸化水玻璃,白钨矿回收率仍然达到90%,而方解石回收率由80%下降到了40%,这可以实现白钨矿和方解石的浮选分离。