超分散剂分子结构设计的研究

在对超分散剂的分子结构、链段种类和分子量等结构参数进行了合理分析的基础上 ,结合高分子有机化学、固体表面化学、胶体化学等多学科知识 ,总结出一套进行超分散剂分子结构设计的原则与方法。结果表明 ,A- B嵌段型超分散剂是一种最有效的超分散剂 ,在选择超分散剂的 A段时应根据纳米微粒的表面特征来进行选择 ,且 A段的结构单元长度应与纳米微粒的晶格大小接近 ,超分散剂的 B段要有较好的柔性和足够的分子量以在纳米微粒的表面形成足够厚的吸附层     

不同粒级煤胶体对汞的吸附热力学

采集煤样并提取煤胶体,通过分批实验研究其对汞的吸附热力学特性。结果表明:温度和粒径都能显著影响煤胶体对汞的吸附作用,随温度的升高、粒径的减小,煤胶体对汞的吸附量均增大。煤胶体对汞的吸附过程可用吸附-分配复合模型较好的描述,这说明汞在煤胶体上的吸附并不是单一的表面吸附或分配作用,而是这两种吸附作用的叠加。其中,0~2,2~5μm的煤胶体对汞的吸附以表面吸附为主,而汞在5~10μm的煤胶体上的吸附则主要是分配作用。另外,温度越高、煤胶体的粒径越小,分配作用在煤胶体对汞的吸附中的贡献越小,表面吸附的贡献越大。吸附反应的ΔG~0为负值,ΔH在24.5~86.1 k J/mol,ΔS为正值,说明煤胶体对汞的吸附可自发进行,为吸热反应,吸附过程中系统的混乱度增加。汞在0~2μm煤胶体上以化学吸附为主,而在2~5和5~10μm的煤胶体上则主要为物理吸附。     

污泥对分散剂的吸附及其对污泥水煤浆成浆特性的影响

采制城市污泥样品和煤样,采用傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜表征污泥样品的组成特征和微观形貌,测定污泥颗粒和煤颗粒对聚羧酸型分散剂SAF的吸附等温线、研究吸附动力学。此外,制备了污泥水煤浆并考察污泥掺加量与分散剂用量对水煤浆浓度的影响。结果表明,污泥中存在极强的分子间氢键缔合羟基,并含有大量由丝状微生物等形成的絮凝体结构;污泥颗粒对分散剂的饱和吸附量为7.98 mg/g,大于煤颗粒对分散剂的饱和吸附量4.91 mg/g;污泥颗粒对分散剂的吸附基本符合一级动力学方程,而煤颗粒对分散剂的吸附符合二级动力学方程,且分散剂在污泥颗粒形成的空隙中的扩散是决定吸附过程的主要因素;随污泥掺加量的增大,污泥水煤浆的定黏浓度降低、成浆性变差。污泥的组成、结构特征造成了成浆体系中污泥和煤对分散剂的竞争吸附,是影响污泥水煤浆成浆特性的重要因素,可以通过增加分散剂的用量来改善污泥水煤浆的成浆性。     

水煤浆分散剂作用的等温吸附模型研究

D'Arcy-Watt等温吸附模型对煤样的吸附水行为有较高的拟合精度,通过模型的计算,可以从一个新的角度分析水煤浆分散剂的作用机理。研究结果表明,华亭煤样吸附分散剂前和吸附分散剂后煤样的第一层吸附量、第二层吸附量以及总吸附量都明显大于张家峁煤样的吸附量,从而减少了自由水含量,使华亭煤样成浆性变差;张家峁煤样的第一层吸附水密度增加的较多,所以张家峁煤样形成了更加致密的水化膜,成浆性更好,吸附分散剂后煤样的第二层吸附与原煤大体相同或略小于原煤的吸附量。     

不同分散剂在低阶煤制水煤浆中的作用机理研究

为了解分散剂对低阶煤成浆性的作用机理,应用氨基磺酸盐、木质素磺酸钠和萘系磺酸盐3种分散剂对鄂尔多斯东胜煤田褐煤的成浆性能进行研究。通过紫外-可见分光光度计检测了不同分散剂在煤表面的吸附量,测量了不同分散剂对煤表面Zeta电位的影响,并探讨了分散剂种类和用量对水煤浆流变性能的影响。结果表明,3种分散剂中氨基磺酸盐对低阶煤制水煤浆的分散作用最好,木质素磺酸钠与氨基磺酸盐复配也表现出优良的分散性能;分散剂的分散性能与吸附量和Zeta电位具有一致性,分散剂复配后的吸附量和Zeta电位明显增加。带电的分散剂分子吸附到煤颗粒上,既增大了煤颗粒的空间位阻,也增强了煤颗粒之间的静电斥力,静电排斥和空间位阻的共同作用显著提高了水煤浆的分散性。     

高分散高稳定BaTiO3水基悬浮液制备的研究

采用胶体电空间稳定机制改善陶瓷粉体的分散性，以聚合物电解质PMAA—NH4为分散剂，利用Zeta电位、沉降实验、粘度测定和粒度分析等手段，研究了分散剂的用量和pH值对BaTiO3水基悬浮液流变性的影响，并在最佳分散剂用量和pH值条件下，制备出了高分散高稳定的BaTiO3水基悬浮液．图4，参11．     

纳米金刚石团聚体在白油介质中的解聚与分散

采用机械化学方法, 对爆轰法合成的纳米金刚石团聚体进行表面改性, 实现了纳米金刚石在白油体系中的解团聚和稳定分散。采用红外光谱等分析, 对几种聚合物分散剂在纳米金刚石表面的吸附机理进行了研究。利用适当用量的聚合物分散剂进行机械化学改性, 可以得到良好分散的体系。在白油体系中, 分散剂吸附产生的空间位阻作用是纳米金刚石分散稳定的主要机制。     

分散剂改性木质素磺酸钠的制备及吸附性能研究

为提高水煤浆分散剂木质素磺酸钠的水溶性和负电性,以木质素磺酸钠(LS)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)和烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)为原料,通过水溶液聚合法合成了木质素磺酸钠的接枝共聚物(LS-APEG-SMAS),通过傅里叶红外光谱(FTIR)对产物结构进行表征,并将其分散剂用于神华煤制浆。考察了吸附时间和分散剂浓度对饱和吸附量的影响,测定了分散之后煤的Zeta电位;采用傅里叶红外光谱表征了分散前后煤中官能团的变化,利用环境扫描电镜(ESEM)观察了分散前后煤的表观形貌。结果表明:当分散剂质量浓度为600 mg/L时,在25℃吸附12 h饱和吸附量达到8 mg/g,分散过程中Zeta电位由-8.54 mV降低到-31.5 mV,表明分散剂木质素磺酸钠的接枝共聚物对神华煤具有良好的分散稳定性。     

不同分散剂及添加量对神木煤成浆性能的影响

为了比较萘磺酸甲醛缩合物(萘系)、脂肪族、聚羧酸系、木质素磺酸钠4类分散剂在水煤浆制浆过程中的作用及效果,通过成浆性试验研究了不同分散剂对神木煤成浆的最高浓度、黏度和流动性的影响规律,并分析了不同添加剂的性能差异及其分散作用机理。结果表明:在分散剂添加量为0.2%时,分别使用萘系、脂肪族、聚羧酸系、木质素磺酸钠作为分散剂,制得神木煤浆最高浓度分别为65.97%、67.74%、66.54%和67.61%。不同分散剂的分散性能从优到劣为萘系、脂肪族、聚羧酸系、木质素磺酸钠,分散剂阴离子的匹配效果为磺酸基羧基羟基。以萘系分散剂研究分散剂添加量对神木煤水煤浆黏度的影响,发现分散剂的饱和吸附量为0.6%,随着分散剂添加量增加,水煤浆黏度降低,到达饱和吸附量后黏度反而增大。     

用极性溶剂载体制备磁流体

细到直径大约为10毫微米磁铁矿胶体稳定的液态分散相,方法是使阴离子型或非离子型表面活化剂吸附于磁铁矿粒子的疏水性表面上,该表面预先经油酸单分子层吸附处理。十二烷基苯磺酸钠,油酸钠及聚(羟基乙烯)壬基苯基醚的亲水-杂油平衡(hydrophilic—lipophilic balance-(HLB))均大于12,它们均适于提供一个第二吸附层以获得稳定的分散相。胶体悬浮液的稳定性取决于溶液的PH值,并受吸附在第二层的表面活性剂解离作用的控制。添加乙(撑)二醇(ethyleneglycol)是为了降低分散相的凝固点,当用量小于水量的60％时,它不影响稳定性。也尝试利用非离子型表面活化剂作为第二层分子的类似处理以制备二元酸酯基磁流体(diesterbascd ferrofluids)。预先用单分子层油酸覆盖的疏水性磁铁矿胶体分别分散悬浮于二(2-乙基己基)阿吉帕提,阿泽腊特及癸二酸酯(di(2-ethylhexyl)agipate,azerate and Sebacate)之中,研究了添加HLB值不同的各种聚(羟基乙烯)壬基苯基醚对分散稳定性的影响。发现HLB值界于10.9至13.3之间那一部份均对稳定性有帮助。利用达到1T(特斯拉)的电磁场研究了悬浮液在磁场中的稳定性。没有发现分散剂分离的现象而且每一种磁铁矿悬浮液都显示了磁流体的特性。     

Silica Precipitation from Hydrothermal Solution

The study is conducted for physicochemical characteristics of colloidal silica in hydrothermal solution. The mechanism of coagulation and precipitation of colloidal silica by metal cations is investigated. A technological scheme is developed for extraction of silica from hydrothermal heat carrier.     

Mechanism for the recovery of silicate gangue minerals in the flotation of ultrafine sphalerite

The effect of copper sulphate and sodium isopropyl xanthate on the flotation of a mixed mineral system has been studied at pH 9. The mixed mineral system was composed of colloidal silica and ultrafine sphalerite particles. Batch flotation, zeta potential and rheology have been applied to identify mechanisms by which the silica may misreport to a sphalerite concentrate. The results indicate that, in the absence of both copper sulphate and xanthate, silica was recovered essentially by the entrainment mechanism. However, the addition of copper sulphate and isopropyl xanthate increased particle interactions between silica and sphalerite, promoting aggregation. Consequently, silica may misreport to the concentrate via a combination of both entrainment and aggregation mechanisms. Under the conditions applied in the present study, silica is not likely to be recovered via true flotation, i.e. by attachment of silica particles to bubbles.     

SiO2胶体、介孔SiO2对低浓度铀的吸附作用机制研究

分别采用SiO₂胶体和介孔SiO₂(MSP)吸附水溶液中低浓度铀,探讨了溶液初始pH值、吸附时间、固液比等因素对吸附效果的影响。结果表明,当溶液中铀初始浓度为2 mg/L、pH=4时,SiO₂胶体和MSP在7 min达到吸附平衡且对铀的吸附率分别在65%和98%以上;等温吸附拟合结果表明,SiO₂胶体对铀酰离子的吸附并不符合单分子层吸附,MSP则表现出单层覆盖和多层吸附相结合的吸附模式;傅里叶红外光谱分析表明:2种材料主要是靠Si-O-Si、Si-OH基团吸附铀;用0.1 mol/L硝酸可迅速洗脱铀,洗脱效率大于95%。     

酸性水玻璃在磷矿浮选中的作用

对硅钙(镁)质胶磷矿的浮选试验结果表明酸性水玻璃对被Ca^2、Mg^2 离子活化的硅酸盐矿物有较强的选择性抑制作用。这主要是因为酸性水玻璃的水解产物是抑制活性很强的硅胶体[nSiO2]，同时酸性水玻璃具有酸洗去活作用和消泡作用。     

水淬含钛高炉渣中硅酸解行为的研究

对水淬含钛高炉渣中硅的酸解行为进行了研究。主要考察了硫酸浓度、反应温度及渣酸比等因素对硅溶解和析出的影响,并对酸浸渣进行了表征。研究表明:采用20%硫酸分解高炉渣时,生成的水合二氧化硅在溶液中具有很高的过饱和稳定性;当酸浓度增至30%时,随着浸出的进行,溶解的硅逐渐析出;而当采用50%硫酸时,硅在整个浸出过程中均不进入溶液。硅的上述溶析行为可能与体系中离子强度的快速变化、生成硫酸钙的水合结晶以及溶液中氢离子的极强的水化能力、催化聚合作用等因素有关。     

Influence of particles on the formation of bubbles from a submerged capillary

This paper will explore the possibility of using colloidal particles as a bubble stabilising agent in froth flotation. Nearly monodisperse 300 nm silica particles were subjected to surface modification through an esterification reaction using a long chain alcohol to create an advancing contact angle of 73.5 °. To study the influence of particles on the growth and departure of a single bubble, experiments were performed with a capillary tube submerged in the hydrophobised silica suspension. A high-speed camera was used to capture the bubbling phenomena in real time. The acquired videos were then analysed to extract the parameters such as bubble size, departure frequency, and growth time through an image-processing software. Experiments were also carried out with MIBC (methyl isobutyl carbinol) and a polyglycol type surfactant (poly(propylene glycol)), PPG) for comparison. The results showed that an increase in the particle concentration resulted in a decrease in mean bubble size produced at the tip of capillary. The same trend was also observed with both frothers.     

石英砂与石英砂原料磁化率的对比及其意义

通过对凤阳石英砂和石英砂原料的磁化率、磁化率随温度变化曲线的测量及石英岩显微镜下观察,结果表明,石英砂中磁性矿物含量极低,磁化率极低;石英砂原料磁化率高,可能含有磁铁矿、赤铁矿、铁的氢氧化物(如纤铁矿)等磁性矿物.石英砂磁化率值的高低反映了石英砂中含铁杂质的含量,同时也反映生产过程中除铁效果.当石英砂磁化率越低时,说明含铁杂质的含量低,反映生产过程中除铁效果较好;当石英砂磁化率越高时,说明含铁杂质的含量高,反映生产过程中除铁效果较差.     

Impact of gypsum supersaturated process water on the interactions between silica and zinc sulphide minerals

Flotation recovery and selectivity problems have been reported in the flotation of fine sulphide minerals in gypsum supersaturated process water. In this study, the effect of gypsum supersaturated solution on the interactions between silica and sphalerite (ZnS) minerals was examined by observing deposition behaviour of silica nanoparticles on sphalerite surface using a quartz crystal microbalance with dissipation (QCM-D). Significant deposition of silica nanoparticles on ZnS coated sensor surface was observed in the gypsum supersaturated solution, indicating consequential slime coating of silica fines on sphalerite mineral surface. Substantial deposition of silica nanoparticles on SiO₂ coated surface was also observed suggesting strong homo-aggregation of silica fines in the gypsum supersaturated solution. The interaction behaviour between silica–sphalerite and silica–silica is mainly attributed to the high calcium concentration of the gypsum supersaturated solution. Similar deposition behaviour of silica nanoparticles onto ZnS or SiO₂ coated sensor surface was observed in 800 ppm calcium solution, which is similar to the calcium concentration of the gypsum supersaturated solution. Colloidal force measurement between a silica particle and a fractured sphalerite surface or a silica wafer surface by an atomic force microscopy (AFM) revealed attractive van der Waals force between the mineral particles in both gypsum supersaturated solution and 800 ppm calcium solution. The high calcium concentration of the gypsum supersaturated solution induced the hetero-aggregation between silica and sphalerite, accounting for the observed decrease in flotation selectivity.     

聚丙烯酸铵对纳米SiO2悬浮液性能的影响

研究了聚丙烯酸铵(NH4PAA)对纳米SiO2粉体表面电动特性及其悬浮液稳定性的影响。结果表明。NH4PAA在SiO2表面吸附．提高了颗粒间的排斥势能，改善了悬浮液的稳定性。在pH为8、NH4PAA的加入量为0．9％时，纳米SiO2颗粒表面吸附达到饱和。     

论东乡铜矿含铜胶状黄铁矿矿石的结构构造与选矿

含铜胶状黄铁矿矿石是十分难选的矿石，铜浮选指标很低。本文对这种矿石的结构构造与选矿的关系进行了工艺矿物学研究。这种矿石含有大量的胶状黄铜矿和黄铁矿，导致了矿石硬度降低、磨矿时矿石易过粉碎、矿石易氧化、铜矿物浮游性能降低等，这是东乡铜矿铜选矿指标低的主要原因。文中还对这种胶伏矿石选矿指标进行了预测。