2-巯基苯并噻唑、异丙基黄药和丁基乙氧基羰基硫脲在矿物表而上吸附的金的强化电化学光谱研究

用表面增强拉曼散射光谱(SERS)研究了浮选捕收剂2-巯基苯并噻唑,异丙基钾黄药和丁基乙氧基羰基硫脲与黄铜矿,辉锅矿、黄铁矿和方铅矿之间的相互作用.通过电荷转移形成金属一硫键,捕收剂吸附在金属和矿物表面上.在电位低于可逆化合物生成的电位下,可以可逆形成新相.     

浮选药剂与矿物表面相互作用的光谱化学研究

在电化学控制下用表面增强拉曼散射(SERS)光谱法解释巯基捕收剂的吸附.在熔铸的金属电极上对乙基黄药、三种异构黄药(O-异丙基-乙基硫代甲酸盐、2-巯基苯并噻唑、二异丁基二硫代亚磷酸盐)及丁基乙氧基羰基硫脲进行了SERS光谱化学研究.对每一种捕收剂而言,通过电荷转移形成金属-硫键发生了吸附,在电位不足时形成的混合相具有反向电位.     

联合应用循环伏安法和表面等离子体振子共振法测量巯基捕收剂与金表面的相互作用

表面等离子体振子共振(SPR)光谱法与循环伏安法相结合已成功用于研究乙基黄药、庚基黄药、二硫代磷酸盐和丙基三硫代碳酸盐浮选捕收剂与金表面之间的相互作用.在这些巯基捕收剂与金相互作用的电位区内,可获得易于测量的响应,这四类捕收剂有不同的SPR最大值,烷基链越长,SPR响应越高,三硫代碳酸盐的响应值最大.在非常阳极和阴极电位下,SPR响应值与电流密度响应值之间有相当大的差别.可以指出,在低至-300mV(相对标准氢电极电位)电位下,这类巯基捕收剂仍能被吸附.     

硫化矿物无捕收剂浮选对经典浮选理论的挑战

本文根据硫化矿物无捕收剂浮选的研究结果,对氧及黄药类捕收剂在硫化矿物浮选中的作用提出了与传统的浮选理论不同的思考。认为黄药类捕收剂也可作为电位调整剂,在硫化矿物表面诱导出疏水物质,元素硫也可能是有捕收剂浮选时硫化矿物表面的疏水物质之一。适度氧化使矿浆处于有利于硫化矿物表面诱导出疏水物质的氧化气氛中,既有利于硫化矿物的有捕收剂浮选,也利于无捕收剂浮选。在硫化矿物无捕收剂浮选研究领域中应进一步研究确定各类捕收剂、调整剂与硫化矿物相互作用时,表面的疏水物质;研究从动力学上预测矿物表面生成亚稳态元素硫的条件;研究如何利用控制矿浆电位,实现多金属硫化矿物的选择性分离。     

巯基乙酸抑制硫化矿物的电化学机理研究

研究了巯基乙酸（TGA）对硫化矿物电极电位和动电位的影响。试验表明巯基乙酸对黄铁矿、方铅矿和黄铜矿有抑制作用,对毒砂和亲锌矿没有抑制作用。电化学测试表明巯基乙酸对表面覆盖有捕收剂膜的硫化矿物动电位影响较小,能够显降低硫化矿物的静电位,它对硫化矿物抑制的电化学机理为当硫化矿物的静电位EMS低于黄药氧化为双黄药的可逆电位EX^-/X2时,硫化矿物表面双黄药不稳定被还原,从而降低了可浮性;反之,双黄药保持稳定,不被抑制。用巯基乙酸实现两种硫化矿物浮选分离的电化学条件为：EMS1＜EX^-X2(EX^-/GPbX2）＜EMS2。     

硫化矿浮选的氧化还原作用

本文研究了黄铁矿、黄铜矿和方铅矿在加和不加捕收剂情况下，矿浆电位对这些矿物的浮选影响。试验研究了氰化物和铬酸盐对浮选和矿浆电位的影响。讨论了在黄药存在条件下捕收和抑制的机理。黄铁矿和黄铜矿和无捕收剂时是可浮的。而这三种矿物用Ｎａ２Ｓ还原时，都是可浮的。黄铁矿和黄铜矿在加捕收剂和不加捕收剂时可浮性都发生在同一电位区域，而方铅矿在加捕收剂时的可浮性是在更低的电位区域。在不加铬酸盐的条件下，氰化物的抑制     

硫化钠对黄铜矿无捕收剂浮选的影响

给出了碱性介质中硫化钠作还原电位调整剂时黄铜矿的无捕收剂浮选(称有硫化钠无捕收剂浮选)的行为。通过矿浆电位测试、伏安曲线、HS~-在黄铜矿表面吸附量测定和中性硫的溶剂提取一化学分析,较详细地研究了HS~-降低电位的作用和在黄铜矿表面的吸附行为。研究结果表明,经硫化钠调浆的黄铜矿矿浆的铂电位(即矿浆电位)迅速下降,在硫化钠自身调控的还原电位下,HS~-难以在黄铜矿表面发生电化学吸附;但在恒电位仪控制的高电位下,HS~-可以在黄铜矿表面发生电化学吸附。因此,HS~-存在并不能明显降低黄铜矿无捕收剂浮选的矿浆电位下限,黄铜矿有硫化钠无捕收剂浮选的矿浆电位下限与无硫化钠无捕收剂浮选(称自诱导浮选)的矿浆电位下限接近。     

十二胺和十二烷基磺酸钠在长石石英表面的吸附

采用浮选试验、ζ-电位和FTIR光谱分析,研究了十二胺(阳离子捕收剂,DDA)和十二烷基磺酸钠(阴离子捕收剂,SDS)作捕收剂在长石石英表面的吸附。浮选结果表明,pH值在2附近时,长石和石英的浮游差最大,混合捕收剂能增大二者的浮游差,有利于长石的优先浮选。在单一捕收剂中长石和石英ζ-电位均整体向正或负方向移动,在混合捕收剂溶液中,二者ζ-电位在碱性介质中正移幅度较酸性介质明显。FTIR光谱结果表明,pH值为2时,DDA在长石和石英表面均只存在物理吸附;SDS在长石表面既存在物理吸附,还与Al-O形成化学吸附,而在石英表面仅存在物理吸附;混合捕收剂在长石表面既有物理吸附,还存在氢键作用,而在石英表面仅存在物理吸附。     

黄锑矿晶体及表面基因特性与可浮性关系研究

采用第一性原理计算了黄锑矿体相、（001）表面以及水分子在其表面吸附的结构性质，利用 XPS 和表面电位分析了黄锑矿单矿物表面特性，讨论了黄锑矿晶体结构、表面性质与可浮性之间的关系，并利用单矿物浮选试验进行了验证。结果表明，黄锑矿中氧原子的活性较强，锑原子的活性较弱，水分子容易在黄锑矿的表面吸附，导致常规阴离子捕收剂难以吸附于黄锑矿的表面，而需要通过金属阳离子活化。黄锑矿在 pH>2.4 的范围内带负电，阳离子捕收剂通过静电作用，容易在黄锑矿的表面吸附。单矿物浮选试验中，铜离子活化后的黄锑矿可以很好地被油酸钠捕收，十二胺离子也可以很好地浮选表面荷负电的黄锑矿。矿物表面基因特性与矿物可浮性有很好的对应关系。     

硫化矿物无捕收剂浮选基本规律及其分离方案的设计

矿浆电位是影响硫化矿物无捕收剂浮选的最重要参数,无捕收剂浮选需要有一个适宜的矿浆电位范围。不同的硫化矿物有不同的浮选电位范围,调控矿浆电位可以实现硫化矿物间无捕收剂浮选分离,这是一个新的研究方向。以黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿和毒砂为例,讨论它们的无捕收剂浮选行为的基本规律,在此基础上,设计用无捕收剂浮选技术进行各类复杂硫化矿体系的浮选分离方案。     

人造方铅矿的浮选强化及其机理研究

含铅锌渣中的铅元素回收日益迫切，通常采用晶相调控的方法将其中的铅硫化成人造方铅矿，然后浮选回收。但是传统黄原酸类捕收剂对人造方铅矿捕收能力较弱，采用一种新型混合捕收剂替代传统黄原酸盐可强化其浮选。通过浮选、动电位、吸附量及分子动力学模拟等方法进行了浮选强化的机理研究。结果表明，以戊基黄酸钾为捕收剂时，人造方铅矿的可浮性较差，但采用混合捕收剂后，其可浮性得到改善。结合动电位测量、吸附量检测和分子动力学模拟表明，混合捕收剂中不同组分间相互促进在人造方铅矿表面的吸附强化了其浮选。     

硫化矿物的双液浮选电化学

用双液浮选法研究了矿浆电位、搏收荆和抑制剂浓度对黄铁矿、黄铜矿和方铅矿可浮性的影响.用还原荆(Na2S和NaS2O4)和氧化剂(H2O2)诵节矿浆电位.用氰化物和铬酸盐作为抑制剂,用戊基钾黄药作为巯基捕收剂.黄铁矿和黄铜矿具有无捕收剂可浮性.在应用还原剂Na2S时,3种硫化矿物均发生浮选.用或不用捕收荆时黄镉矿和黄铁矿均在相同的电位下发生浮选,而方铅矿在更高的还原电位下用捕收剂才能浮选.氰化物是通过诵节电位的抑制剂,而铬酸盐是不通过调节电位的抑制剂.     

异戊基黄药与水杨羟肟酸对硅孔雀石硫化浮选行为的影响

为提高硅孔雀石浮选回收率,通过单矿物浮选试验,研究了异戊基黄药与水杨羟肟酸对硅孔雀石硫化浮选行为的影响,通过接触角测试、Zeta电位测试、红外光谱分析等手段对药剂与硅孔雀石表面的作用机理进行了分析。结果表明,组合捕收剂的作用效果好于单一捕收剂,可以将硅孔雀石的浮选回收率提高了18.82个百分点;组合捕收剂会使矿物表面接触角增大,负电性增强,使得药剂在矿物表面产生更强的化学吸附,从而提高了硅孔雀石的浮选回收率。     

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。     

矿物表面上阴离子捕收剂吸附层的形成和疏水化机理的理论分析

矿物表面的水化程度最小、捕收剂在矿物表面上化学吸附量最大、捕收剂分子及捕收剂离子对的物理吸附最佳化均在矿物表面零电点附近实现.该零电点值可由对矿物/水密闭体系平衡状态化学计算结果确定.当pH偏离这个最佳值时,矿物表面极化,捕收剂各种组分的吸附量降低,矿物可浮性变坏.矿粒表面疏水化的主要机理是捕收剂的化学吸附.化学吸附通过补偿极性键来提高矿粒向气泡上附着的几率.捕收剂的分子和捕收剂的离子对的物理吸附以液滴状态缩合在疏水的矿物表面上,它实际上不影响矿物表面的疏水性,而起到了在浮选紊流条件下使矿粒固着和保持在气泡上.借助范德华力和捕收剂疏水缔合力,保持在矿物粒上的具松散孔隙结构的价饱和的捕收剂化合物(金属黄原酸盐和油酸盐)的形成不会提高矿物表面的疏水性,但是可以阻止矿物因被疏水矿泥抑制机理而浮选.引起矿物表面疏水和决定矿物浮选所需捕收剂最小浓度随pH变化的规律性的主要反应是捕收剂化学吸附层中竞争矿物电位离子的竞争反应.此时可保证在疏水表面上形成物理吸附的液滴状的捕收剂分子和捕收剂离子对.     

硫化矿物表面氧化的研究

通过热力学计算、矿物电极电位测定、循环伏安曲线和浮选试验,研究了方铅矿、黄铜矿、砷黄铁矿和黄铁矿表面的氧化反应。主要分为两大类:生成中性硫(S~0)的氧化反应和生成硫氧阴离子(S_xO_y~(2-))的氧化反应。前者能诱导矿物表面疏水,实现无捕收剂浮选(亦称自诱导浮选);后者导致矿物表面亲水。电位,pH和矿物的电子结构是调控硫化矿物表面阳极氧化的主要因素。     

以亚硝基苯胲铵盐为锡石的捕收剂

以亚硝基苯胲铵盐为捕收剂分别对锡石和方解石进行了介质pH、捕收剂用量和搅拌强度的浮选试验。试验结果表明:该捕收剂完全有可能用浮选分离锡石和方解石。通过ζ—电位、红外光谱的测定表明,捕收剂在锡石和方解石表面产生化学吸附,并在矿物表面生成螯合物。     

细粒氧化物的团聚浮选

本文提供了用絮凝剂和表面活性剂团聚和浮选细粒的试验数据。工作中用ZnO和MgO的水悬浮液进行试验，使用常规的浮选捕收剂油酸钠(SOL)、十二烷基硫酸钠(SDS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，所用絮凝剂为工业用高分子量聚合物(MAGNAFLOC 1440、MAGNAFLOC E-10及MAGN—AFLOC 351)。在自然pH下测量了吸附在这两种氧化物上的表面活性剂的吸附等温线。用油酸钠时吸附密度最大。Zeta电位测量结果表明，加入阳离子表面活性剂使Zeta电位正值增加，MgO的正Zeta电位随阴离子表面活性剂浓度增加而降低。稳定性的降低说明，当加入阳离子絮凝剂(MAGNAFLOC 1440)时，经阴离子表面活性剂预处理的ZnO悬浮液形成了较大的絮凝物。用阴离子表面活性剂预处理的MgO悬浮液与非离子型絮凝剂MAGNAFLOC351作用也有类似结果。当SDS与阳离子或非离子絮凝剂结合形成疏水絮凝物时，荷负电的捕收剂(SDS)对ZnO絮凝物的浮选是良好的捕收剂。     

酰氨基黄药的制备及其对黄铜矿、黄铁矿的浮选性能研究

基于浮选药剂分子设计理论和气味分子的结构理论,设计并合成了两种酰氨基黄药—N-乙酰氨基乙基钾黄药和N-苯甲酰氨基乙基钾黄药,并对其结构进行了表征。这种含有酰氨基和黄原酸基的双配体黄药分子间易于产生氢键缔合作用,同时双配体间的相互影响可削弱气味分子在嗅觉感受体表面的定向作用,从而消除分子的恶臭异味,合成试验表明,N-乙酰氨基乙基钾黄药和N-苯甲酰氨基乙基钾黄药均没有刺激性臭味。单矿物浮选试验表明,N-苯甲酰氨基乙基钾黄药对黄铜矿的捕收能力与乙基钠黄药相近,强于N-乙酰氨基乙基钾黄药,对黄铁矿的捕收能力弱于乙基钠黄药,强于N-乙酰氨基乙基钾黄药。吸附量试验表明,捕收剂在黄铜矿表面的吸附量大小顺序与单矿物浮选结果相符合。Zeta电位和红外光谱分析结果表明,酰氨基黄药捕收剂分子在黄铜矿、黄铁矿表面均发生了化学吸附。      

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.