混合捕收剂在锂云母表面吸附行为的分子动力学模拟研究

采用Materials Studio中Forcite模块,对十二胺和油酸钠两种捕收剂分子在锂云母表面的吸附过程进行了分子动力学模拟研究,分析了水分子在吸附前后相应的排布变化。吸附形貌的结果表明,十二胺与油酸钠用量在2∶1时吸附效果最好。通过对捕收剂头基以及碳原子分布函数的分析,其协同作用的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。表面水分子自扩散系数的分析也显示,吸附了单层DDA和混合捕收剂的自扩散系数相较纯云母表面的值分别下降了20%和25%左右,表明混合捕收剂的吸附使得锂云母表面更加疏水,从而有利于浮选的进行。     

十二胺聚氧乙烯醚对石英的捕收性能

通过石英单矿物浮选试验和实际磁铁矿石磁选精矿反浮选试验,比较了十二胺聚氧乙烯醚与十二胺和十二烷基丙基醚胺对石英的捕收性能,并通过吸附热、吸附量和吸附过程焓变的测定比较了3种捕收剂与石英表面作用的强弱。单矿物浮选试验结果表明,3种捕收剂最适宜的矿浆pH条件均为6~8,但无论矿浆pH如何变化,十二胺聚氧乙烯醚对石英的捕收能力都强于另两种捕收剂。实际矿样反浮选试验结果显示,十二胺聚氧乙烯醚可在比另两种捕收剂更低的用量下获得比另两种捕收剂更好的分选指标,说明十二胺聚氧乙烯醚不仅捕收能力强,而且选择性好。吸附热、吸附量和吸附焓变测定结果显示,不同pH下3种捕收剂在石英表面的吸附都是自发进行的,且均为物理吸附,但十二胺聚氧乙烯醚在各pH下与石英表面的吸附作用都比另两种捕收剂强,从而有力地支持了浮选试验所得结果。     

新型捕收剂P8X对钒云母与石英浮选分离及机理研究

针对胺类捕收剂在浮选云母类矿物存在泡沫多且发粘、酸性环境中添加易腐蚀设备的问题,研发了新型云母类捕收剂P8X。采用十二胺、十八胺、季铵盐及新型云母类捕收剂P8X作捕收剂,研究了钒云母、石英单矿物浮选行为和非洲某矿石浮选分离行为。试验结果表明:相比较于胺类捕收剂,新型捕收剂P8X是具有较好选择性的钒云母捕收剂,且在弱碱性矿浆环境中使用,浮选过程中不会产生大量的粘性泡沫,能够高效的实现钒云母与石英的分离。通过Zeta-动电位测试、红外光谱图谱分析研究了P8X在矿物表面的作用机理,研究结果表明,P8X在钒云母表面发生了较强的化学吸附,在石英表面为物理吸附。     

新型捕收剂P8X对钒云母与石英浮选分离机理研究

针对胺类捕收剂在浮选云母类矿物存在泡沫多且发粘、酸性环境中添加易腐蚀设备的问题,研发了新型云母类捕收剂P8X。采用十二胺、十八胺、季铵盐及新型云母类捕收剂P8X作捕收剂,研究了钒云母、石英单矿物浮选行为和非洲某矿石浮选分离行为。试验结果表明:相比较于胺类捕收剂,新型捕收剂P8X是具有较好选择性的钒云母捕收剂,且在弱碱性矿浆环境中使用,浮选过程中不会产生大量的粘性泡沫,能够高效的实现钒云母与石英的分离。通过Zeta-动电位测试、红外光谱图谱分析研究了P8X在矿物表面的作用机理,研究结果表明,P8X在钒云母表面发生了较强的化学吸附,在石英表面为物理吸附。     

锂云母浮选捕收剂和抑制剂研究进展

近年来锂资源需求不断加大,锂云母作为锂资源的关键补充来源,对其浮选研究日趋重要。矿石中锂云母常与方解石、白云母、长石和石英等矿物共生,分选难度较大。因此,在分析锂云母矿物性质的基础上,综述了其浮选捕收剂和抑制剂研究进展。目前锂云母捕收剂主要有胺类阳离子捕收剂（伯胺、仲胺、季铵盐、醚胺和双子星胺类）以及将胺类阳离子捕收剂和阴离子捕收剂按照一定比例混合的组合捕收剂;锂云母浮选抑制剂主要针对常见钙质、硅质脉石体系开展调控,主要有水玻璃、六偏磷酸钠等无机抑制剂,草酸、单宁和木质素类等有机抑制剂以及组合抑制剂。指出合成新型锂云母捕收剂、组合捕收剂在锂云母/水界面吸附基础研究、组合无机与有机抑制剂抑制钙质、硅质脉石及其作用机制三大方面是未来锂云母浮选领域的研究重点。     

调整剂添加顺序对石英、长石浮选的影响

调整剂在捕收剂之前或之后添加,对石英及硅酸盐类矿物浮选产生的影响引起关注。在十二胺盐酸盐用量为70 mg/L的前提下,通过改变无机、有机调整剂与捕收剂的添加顺序,分别对石英与长石纯矿物进行了浮选试验。试验结果表明:六偏磷酸钠、淀粉先添加较后添加,对石英浮选抑制效果更好;对于长石,六偏磷酸钠先添加抑制效果更好,淀粉后添加比先添加抑制作用更强。红外光谱显示:十二胺盐酸盐与两种矿物均存在静电吸附、氢键作用,六偏磷酸钠只与长石存在吸附,淀粉对石英、长石无吸附作用。      

相同链长伯铵盐和季铵盐对云母表面润湿性的影响

胺类捕收剂通过吸附在云母表面而改变其亲水性,从而达到浮选的目的。当溶液浓度由1.00×10~(-5)mol/L增加到2.04×10~(-4)mol/L,捕收剂为十二胺时白云母表面接触角由46.71°增大到78.77°,而捕收剂为十二烷基三甲基溴化铵时的白云母表面接触角由25.79°增大到65.31°,说明相同浓度条件下十二胺能更好地改变白云母表面的亲水性,使之具有疏水性。原子力显微镜观察白云母表面捕收剂吸附图也表明,捕收剂浓度为2.04×10~(-4)mol/L,相比十二烷基三甲基溴化铵,白云母表面能吸附更多的十二铵离子。应用Materials Studio 6.1软件,采用PCFF_phyllosilicates分子力场,模拟研究白云母表面的水化作用的变化。结果表明因为伯铵盐能更稳定地吸附在白云母表面,其改善白云母表面亲水性的能力强于季铵盐。从理论和实践上解释了伯铵盐能更好地改变白云母表面的亲水性,使其具有一定的疏水性,从而达到浮选的目的。     

磨矿介质对长石和石英浮选行为的影响及机理分析

研究了长石和石英在湿式磨矿条件下,分别选用十二胺和油酸钠作为捕收剂,锆球和铁球作为磨矿介质时的浮选行为;并通过检测矿浆中典型金属离子浓度和矿物动电位,借助于矿物表面X-射线光电子能谱(XPS)检测,剖析磨矿介质对矿物浮选影响的机理。研究表明,采用十二胺作为捕收剂时,无论是铁球湿磨还是锆球湿磨,长石的回收率都高于石英;采用油酸钠作为捕收剂时,锆球湿磨长石和石英均不浮,铁球湿磨长石和石英的可浮性存在一定差异。矿浆中典型金属离子浓度、矿物动电位和矿物表面XPS的检测结果表明,锆球湿磨长石和石英矿浆中金属离子浓度高,不利于阴离子捕收剂浮选;铁球湿磨时,长石和石英零电点对应的p H值比锆球湿磨高,在两种矿物表面均检测出铁的羟基络合物,这不利于阳离子捕收剂浮选,而有利于阴离子捕收剂浮选。     

金属阳离子与十二胺添加顺序对硅酸盐矿物浮选的影响

在浮选过程中,调整剂和捕收剂的不同添加顺序对矿物浮选的影响不同。本文研究了十二胺浮选体系中,Fe3+、Al3+、Pb2+和Cu2+与捕收剂不同添加顺序对石榴子石、绿柱石、锂辉石、角闪石、云母、长石和石英浮选的影响。     

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。     

苛化淀粉对磁铁矿和金云母浮选分离的影响及机理研究

以磁铁矿和金云母为研究对象，探讨在十二胺浮选体系下苛化淀粉对两种矿物浮选分离的影响及其作用机理。以十二胺为捕收剂，苛化阳离子醚化淀粉（CCES）、苛化羧甲基淀粉钠（CCMS）、苛化糊精（CD）为抑制剂，对磁铁矿和金云母进行浮选分离试验。采用单矿物浮选试验、Zeta电位分析、吸附量测定、红外光谱分析和人工混合矿浮选分离试验等方法分析苛化淀粉与矿物作用方式。结果表明:金云母和磁铁矿表面电性差异较小，十二胺对两种矿物选择性较差；CCES、CD、CCMS均能吸附在磁铁矿和金云母表面，苛化淀粉与磁铁矿的作用方式主要以化学吸附为主，同时存在静电吸附和氢键作用；而与金云母的吸附方式为静电吸附和氢键作用；三种苛化淀粉对磁铁矿的抑制强度为:CCES>CD>CCMS，对金云母的抑制效果较差。      

阴阳离子组合捕收剂在锂云母浮选气液界面的协同作用机理

以某含Li₂O 1.09%的锂云母矿石为研究对象,将三种阴离子捕收剂油酸钠(NaOl)、十二烷基磺酸钠(SDS)和环烷酸钠(NA)分别与阳离子捕收剂十二胺(DDA)进行复配,借助浮选试验、表面张力、泡沫物化性质测试及协同作用参数计算等手段,从气-液界面研究了阴/阳离子组合捕收剂在锂云母浮选中的协同作用机理。浮选结果表明,三种阴/阳离子组合捕收剂对锂云母的浮选效果均优于单一捕收剂,且当DDA与SDS摩尔比为1∶1时达到最佳浮选效果,精矿中Li2O品位和回收率分别为2.24%和61.88%。而此时浮选泡沫的稳定性达到最低,有利于锂云母的浮选,其浮选泡沫层的高度、半衰期和含水量分别为33 mm,86 s和48.72%。结合表面张力和协同作用参数计算结果可知,在阴/阳离子组合捕收剂体系中,由于正、负电荷相互吸引,致使阴离子捕收剂插入到DDA之间的空隙中,两种捕收剂通过静电力和碳链间的疏水缔合作用相互交织。而由于磺酸基较强的电负性,其降低DDA之间静电斥力的能力更强。相比DDA/NaOl和DDA/NA,DDA/SDS在气-液界面的饱和吸附值增加,捕收剂分子所占的平均最小面积...     

新型Gemini含酯基阳离子捕收剂的浮选性能

以环氧氯丙烷、十二烷基二甲基叔胺及丁二酸为原料合成新型Gemini含酯基阳离子表面活性剂M-302B。以M-302B为捕收剂对石英和磁铁矿纯矿物进行浮选试验表明M-302B可用于石英和磁铁矿的浮选分离。以M-302B为捕收剂对酒钢选矿厂焙烧—磁选后的精矿进行浮选试验,结果表明,在矿浆p H=7、温度为25℃、苛性淀粉用量为400 g/t、M-302B用量为400 g/t条件下,可得到精矿铁品位为60.24%、回收率为82.19%,选矿效率为31.13%的指标。M-302B与十二胺浮选性能对比试验表明,相较于十二胺,M-302B捕收能力强、耐低温且产生泡沫易被消除。ζ电位测试和红外光谱分析表明,M-302B在石英表面的吸附机理主要为物理吸附和氢键作用。量子化学计算表明M-302B活性高于十二胺。     

人工磁铁矿和天然磁铁矿在十二胺捕收剂体系中浮选行为及机理研究

对人工磁铁矿和天然磁铁矿在十二胺捕收剂体系中的浮选行为进行了研究, 并对其行为机理进行了探讨。浮选试验表明, 人工磁铁矿的可浮性比天然磁铁矿差, 人工混合矿浮选分离时, 人工磁铁矿所需十二胺用量较大。机理研究表明, 十二胺与人工磁铁矿和天然磁铁矿均呈物理吸附; 与天然磁铁矿相比, 人工磁铁矿的多孔状结构使其吸附能力强、吸附密度小、单个矿物颗粒质量较轻, 从而导致两者的浮选行为出现差异, 其中尤以吸附密度对可浮性影响大; 此外, 人工磁铁矿吸附能力强是其人工混合矿分离时十二胺用量较大的主要原因。     

铁介质磨矿对锂辉石和绿柱石浮选影响的分子模拟计算研究

利用分子模拟计算方法,研究了铁球作为磨矿介质,十二胺和油酸钠分别作为捕收剂,锂辉石和绿柱石与捕收剂在磨矿前后的相互作用能。结果表明,这两种典型硅酸盐矿物经过铁球磨矿后,矿物表面吸附的铁,使阳离子捕收剂十二胺与矿物的相互作用能增大,阴离子捕收剂油酸钠与矿物的相互作用能减小,进而影响捕收剂与矿物之间的相互作用。总体来讲,锂辉石和绿柱石经过铁球磨矿后,一般会阻止十二胺阳离子捕收剂在矿物表面的吸附,而对于油酸根阴离子捕收剂,则起到一定的活化作用,有利于油酸根离子在矿物表面的吸附。     

常见金属离子对白云母和石英浮选特性的影响

为给白云母和石英浮选分离提供理论基础,在Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+作用下,分别考察了十二胺和油酸钠作捕收剂时,纯矿物白云母和石英的浮选特性,并测定了其Zeta电位。试验结果表明:（1）金属离子能够提升白云母、石英表面的Zeta电位,从而影响捕收剂在矿物表面上的吸附;（2）十二胺作捕收剂时,Ca2+、Mg2+能提高矿物Zeta电位而减弱十二胺的静电吸附强度,抑制二者上浮;Fe3+、Al3+在矿浆pH=4~6时,可使白云母、石英表面Zeta电位由负变正,极大地削弱十二胺的吸附,抑制浮选;（3）油酸钠作捕收剂时,金属离子均能活化白云母、石英浮选,且金属离子价态越高,活化作用越强;碱性越强,活化作用越明显;Ca2+、Mg2+在强碱性条件下活化作用极强,远强于Al3+、Fe3+。      

菱镁矿、白云石和方解石的浮选第一性原理研究

为了更好地实现菱镁矿的浮选脱钙,基于密度泛函理论,通过Materials Studio（MS）软件模拟优化了菱镁矿、白云石和方解石的晶体结构、解理面、与常见浮选药剂的作用模型,计算了这3种矿物的能带结构、态密度、表面能、与常见浮选药剂的前线轨道以及相互作用能等参数,从微观角度研究了钙镁碳酸盐矿物的浮选机理。理论研究表明：菱镁矿、白云石和方解石均为绝缘体,六偏磷酸钠和水玻璃比油酸钠和十二胺更容易与这3种矿物结合;菱镁矿{104}、白云石{110}、方解石{104}是这3种矿物的完全解理面;这3种矿物的钙镁离子与油酸钠的羰基氧发生了化学吸附,与十二胺是物理吸附,N-H…O氢键起了重要作用;推测出十二胺对钙镁碳酸盐矿物浮选有一定的选择性。第一性原理的推测结果基本得到了纯矿物浮选试验的验证,因此,第一性原理对浮选分离药剂的选择和机理研究有一定的指导意义。     

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。     

江西宜丰低品位锂云母矿中锂云母和长石的综合回收研究

江西宜丰地区锂云母矿风化严重、矿物赋存形式复杂, 锂云母中Li₂O理论品位较低, 为实现该锂云母矿中锂云母和长石的高效回收, 开展了详细的选矿试验研究。研究结果表明, 采用脱泥—浮选—磁选工艺, 首先对原矿进行脱泥, 降低了微细粒脉石矿物在锂云母矿物表面的罩盖, 然后以高选择性捕收剂ZY浮选锂云母, 实现了锂云母与脉石矿物的有效分离, 最终获得含Li₂O 1.73%、回收率75.87%的锂云母精矿; 浮选尾矿经磁场强度为1.5 T的高梯度磁选除铁后, 可获得作业产率为94.31%、含Na₂O 5.78%、K₂O 3.08%、Fe₂O₃ 0.07%、白度为67.21%的长石精矿, 可作为陶瓷原料使用。该工艺处理锂云母矿获得了良好的选矿指标, 实现了锂云母及长石的综合回收。