黄药捕收剂浮选未活化孔雀石行为的分子力学分析

对孔雀石-黄药(乙基黄药、丁基黄药、辛基黄药和十二烷基黄药)体系分别进行了浮选试验、FTIR红外检测和分子力学模拟和计算。对于未活化的孔雀石,乙基黄药不能使该矿物浮游,其它高级黄药可以浮游未活化的孔雀石。FTIR证实孔雀石表面存在试验的4种黄药特征吸收峰,矿物表面存在黄药的吸附。分子力学在原子尺度上模拟和计算了黄药-孔雀石表面相互作用能,指出分子力学模拟捕收剂-矿物相互作用能的能量判据有利于揭示捕收剂与矿物相互作用机理,模拟结果与红外检测结果一致。     

利用分子力学分析黄药捕收剂浮选未活化白铅矿的浮选行为

对白铅矿-黄药(乙基黄药、丁基黄药、辛基黄药和十二烷基黄药)体系分别进行了浮选试验,FTIR红外检测和分子力学模拟和计算.浮选试验结果表明,4种不同烃链黄药都可以浮选未活力的向铅矿.FTIR光谱证实,白铅矿表面存在有所试验的4种黄药特征吸收峰,矿物表面存在黄药的吸附.分子力学在原子尺度上模拟和计算了黄药--白铅矿表面相互作用及作用能,指出分子模拟捕收荆一矿物相互作用结果与红外检测结果和浮选试验结果的一致性.     

组合捕收剂浮选菱锌矿的分子头基尺寸响应

通过单矿物浮选、动电位测试以及荧光探针检测对比研究了不同头基尺寸捕收剂组合油酸钠/十二胺和油酸钠/溴代十六烷基吡啶在菱锌矿表面的吸附特性及其对矿物浮选行为的影响。单一捕收剂体系浮选试验结果表明,3种捕收剂体系下,随着捕收剂浓度增加,矿物浮选回收率均呈现先增加后下降的趋势,油酸钠、溴代十六烷基吡啶、十二胺分别在pH值为5.8、8.4和10.1处达到最大回收率,3种捕收剂对菱锌矿的捕收能力顺序为油酸钠>溴代十六烷基吡啶>十二胺。混合捕收剂体系中,固定油酸钠浓度为2×10^-4 mol/L,加入适量的十二胺可以大幅促进矿物浮选,而加入溴代十六烷基吡啶几乎没有影响。动电位测试结果表明,在pH=6时经2×10^-4 mol/L 油酸钠溶液处理的菱锌矿表面电位为-30.5 mV,随着十二胺用量增加,已吸附油酸钠的菱锌矿表面电位逐渐上升,在十二胺浓度2×10^-4 mol/L时其表面动电位升高到接近菱锌矿在纯水中的动电位值22.3 mV,这是由于十二胺阳离子在已吸附了油酸钠阴离子的菱锌矿表面发生吸附; 而溴代十六烷基吡啶的加入对菱锌矿表面电位几乎没有影响,说明溴代十六烷基吡啶阳离子基本没有在矿物表面吸附,这与浮选试验结果一致。矿物表面微极性测试结果验证了上述推论,在此基础上给出了两种组合捕收剂在菱锌矿表面的吸附模型。     

EDTA二钠钙对十二胺体系中菱锌矿浮游性的影响

通过单矿物浮选试验,研究了不同条件下乙二胺四乙酸二钠钙（EDTA二钠钙）对十二胺（DDA）体系中菱锌矿浮游性的影响规律。结果表明:当pH值在9.2~11.1范围时,EDTA二钠钙对硫化钠活化后的菱锌矿虽无捕收性,但能够增强十二胺对菱锌矿的捕收能力;EDTA二钠钙以40%的质量比取代十二胺并用于浮选菱锌矿时,可以获得比单独使用十二胺更好的浮选效果。浮选溶液化学计算、矿物溶解试验和动电位测试的结果表明,EDTA二钠钙通过促进菱锌矿表面Zn2+的溶解来降低矿物表面的电位,从而提高菱锌矿的浮选回收率。      

辛基羟肟酸钠和丁基黄药混合使用对孔雀石浮选行为的影响

为考察以羟肟酸为辅助捕收剂对黄药浮选氧化铜矿指标的影响,以典型氧化铜矿物孔雀石为研究对象,选择辛基羟肟酸钠为丁基黄药的辅助捕收剂,对丁基黄药和辛基羟肟酸钠混合使用对孔雀石浮选行为的影响及其作用机理进行研究。结果表明:丁基黄药和辛基羟肟酸钠混合使用浮选孔雀石,当丁基黄药与辛基羟肟酸钠用量比为2∶1时,协同作用最显著,且在较低的药剂浓度下即可获得较高的回收率;在孔雀石表面,丁基黄药和辛基羟肟酸钠均发生了化学吸附,两种药剂均存在时,在孔雀石表面产生共吸附,丁基黄药与辛基羟肟酸钠用量比为2∶1时,相互促进吸附作用最明显,孔雀石浮选回收率最高。试验结果可以为难选氧化铜矿的高效开发利用提供技术支持。     

用阴阳离子混合捕收剂浮选菱锌矿的研究

本文中研究了戊基钾黄药(KAX)与十二胺(DDA)混合捕收剂中的KAX与DDA重量比对菱锌矿的可浮性和捕收剂在矿物表面上的吸附量的影响.无论单用KAX还是单用DDA时.菱锌矿的浮选回收率均随捕收剂的浓度升高而增大,但此时,仍有40%的菱锌损失了.在用KAX+DDA混合物作为捕收剂时,菱锌矿的浮选回收率大幅度提高.FT-IR光谱测定结果表明,应用混合捕收剂时.胺一黄原酸盐络合物在菱锌矿表面上发生共吸附.混合捕收剂中黄药的存在使得矿物表面与氨离子之间的静电斥力减小,同时使得两种捕收剂的侧向非极性基疏水缔合程度增强.     

应用分子力学法研究铜离子活化闪锌矿作用机理

用分子力学方法对Cu2＋与闪锌矿作用以及Cu2＋作用后闪锌矿表面与丁基黄药相互作用进行模拟和计算,结果表明：Cu2＋对闪锌矿起到很好的活化作用,Cu2＋在闪锌矿表面的活化机理是发生键合作用;Cu2＋活化后,丁基黄药同时吸附在闪锌矿表面Cu和Zn原子上。浮选试验和XPS测试结果验证了分子模拟所推出的结论,分子力学模拟方法可以较好解释矿物浮选作用机理。     

用阳离子和阴离子混合捕收剂浮选菱锌矿的物理化学研究

本文中研究了戊基钾黄药(KAX)与十二胺(DDA)混合捕收剂中的KAX与DDA重量比对菱锌矿的可浮性和捕收剂在矿物表面上的吸附量的影响.无论用单一的KAX还是用单一的DDA时,菱锌矿的浮选回收率均随捕收剂的浓度升高而增大,但此时,仍有40%的菱锌损失了.在用KAX DDA混合物作为捕收剂时,菱锌矿的浮选回收率大幅度提高.FT-IR光谱测定结果表明,应用混合捕收剂时,胺-黄原酸盐络合物在菱锌矿表面上发生共吸附.混合捕收剂中黄药的存在使得矿物表面与氨离子之间的静电斥力减小,同时便得两种捕收剂的侧向非极性基琉水缔合程度增强.     

氰化尾渣中黄铁矿与闪锌矿的浮选回收技术研究

在氰化钠抑制剂作用下,进行了黄铁矿、闪锌矿纯矿物在丁基黄药和乙硫氮体系下的浮选试验,为氰化尾渣中黄铁矿与闪锌矿的回收进行基础研究。并通过Zeta电位、红外光谱、接触角检测手段,确定硫化矿有氰浮选试验的最佳条件及相应的理论依据。试验结果表明:当pH值为6.0,乙硫氮浓度为6.0 mg/L时,氰化黄铁矿最大回收率达69.15%;而当pH值为9.0,丁基黄药浓度为10.0 mg/L时,氰化闪锌矿最大回收率达80.62%。接触角检测结果表明丁基黄药和乙硫氮的加入提高了氰化矿物表面的接触角。红外光谱检测结果表明丁基黄药和乙硫氮在氰化矿物表面发生了化学吸附。Zeta电位检测结果表明丁基黄药和乙硫氮在氰化矿物表面发生了静电吸附。     

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。     

Analysis of alkylxanthate collectors on sulphide minerals and flotation products by headspace analysis gas-phase infrared spectroscopy (HAGIS)

Direct surface analysis by infrared spectroscopy is a useful technique for detection of xanthate species on sulphide minerals. However, infrared detection limits require xanthate dosages that are often one or two orders of magnitude higher than are used in practice. This paper presents an alternative approach to the analysis of collectors on mineral surfaces. A novel gas-phase infrared technique (HAGIS) has been applied to the indirect analysis of ethylxanthate on lead, zinc and copper sulphide mineral surfaces and also on flotation products from copperzinc and leadzinc ores at xanthate concentrations which are comparable to those used in the mineral processing industry. HAGIS relies on the detection of the gas-phase species generated by the thermal decomposition of xanthates adsorbed on mineral surfaces. In this study, the primary decomposition products generated under an air atmosphere include carbonyl sulphide (COS), carbon dioxide (CO₂), carbon disulphide (CS₂) and ethanol. The amounts of these species were compared with product distributions observed for the decomposition of known ethylxanthate complexes. Correlations between the decomposition species provide evidence for the speciation of the collector in the flotation product. The decomposition species can be readily detected from xanthate dosages that are much lower than are the detection limits of traditional, direct surface analysis techniques.     

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。     

一种新型有机抑制剂甘油基黄原酸钠对硫化矿抑制作用机理研究

设计并合成了一种可以抑制硫化矿的小分子有机抑制剂甘油基黄原酸钠,通过浮选试验考察了该抑制剂对硫化矿物的浮选抑制行为。结果表明,用丁黄药作捕收剂,在甘油基黄原酸钠存在下铁闪锌矿能被Cu^2＋活化从而具有良好的可浮性,而黄铁矿不能被Cu^2＋活化,从而实现两种矿物的选择性分离。通过动电位分析表明,甘油基黄原酸钠在有Cu^2＋存在条件下不能阻止丁黄药的阴离子在铁闪锌矿表面的吸附,但能阻止丁黄药的阴离子在黄铁矿表面的吸附,与浮选结果一致。     

分子模拟在磷矿浮选研究中的应用进展

浮选是钙镁质磷矿提质降杂的主要方法，但白云石和氟磷灰石的表面物理化学性质相似，导致难以对其高效分离。随着量子化学和计算化学的发展，分子模拟为研究钙镁质磷矿中主要矿物的晶体化学性质和界面相互作用提供了新方法，逐渐成为研究钙镁质磷矿浮选的有效工具。在梳理磷矿石浮选表面物理化学性质，特别是在润湿性、电性以及吸附特性研究的基础上，总结了分子模拟方法进展及密度泛函理论和分子动力学模拟在氟磷灰石和白云石等浮选分离中的应用，包括晶体化学性质、水分子和浮选药剂在矿物表面相互作用等，并讨论分子模拟在磷矿浮选研究中的应用前景。     

Selective depression of pyrite with chitosan in Pb–Fe sulfide flotation

Chitosan was used in the flotation of pyrite–galena mixtures. The results indicated that chitosan preferentially adsorbed on pyrite and galena was floated from the pyrite–galena mixtures. Time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyses were performed to study the interaction mechanism of chitosan on the pyrite and galena minerals at pH 4 and 6. ToF-SIMS showed that chitosan adsorbed heavily on pyrite but barely on galena when a mixture of pyrite and galena was treated by chitosan. The high resolution XPS spectra indicated that both the amine and the hydroxyl groups from chitosan reacted with pyrite surface, whereas no significant binding energy shifts were observed on galena. Combined with the authors’ previous studies of chitosan in other sulfide flotation systems, it was observed that chitosan could depress pyrite, galena, sphalerite and chalcopyrite to different extent when the minerals were floated alone. However, in the flotation of mineral mixtures, chitosan selectively adsorbed on one mineral which depressed its flotation, allowing the other mineral to be floated from the mixture. The competitive adsorption was attributed to the differences in the electron affinity value of the lattice metal ions. Chitosan strongly binds with metal ions with a high electron affinity.     

磨矿对氧化煤浮选效果的影响

采用FTIR对两种不同氧化程度的煤样磨矿前后进行红外光谱分析,研究表明：磨矿过程使煤粒表面疏水基（芳环和甲基）含量增加,使亲水基（羟基和羧基）的含量降低;轻度氧化煤样经过磨矿20～30 min即可通过常规浮选达到有效的分选回收,重度氧化煤样需经过80 min的磨矿才可达到最佳浮选回收效果,但随着磨矿时间的继续增加,浮选回收效果逐渐变差;浮选回收效果最佳时,62～11 μm粒级含量达到最大值。     

煤表面分子片段模型与瓦斯吸附分子力学模拟

采用分子力学模拟的方法研究了煤表面分子片段模型与瓦斯气的吸附作用,主要研究了煤表面分子的苯环和侧链对CH4、CO2、N2和O2的吸附作用,得到了吸附能,计算出了在不同位置吸附的概率。研究结果表明,煤表面对CH4、N2和O2的吸附计算结果相似,主要是在苯环上吸附,还存在含N侧链位置的吸附作用;而煤表面对CO2的吸附计算明显的不同,主要在含N侧链位置和含N侧链在同一侧的苯环位置吸附,可能是由于NH与C=O形成了氢键,有待进一步研究。     

表面活性剂对神东低阶煤润湿改性机理研究

为了探究表面活性剂对神东低阶煤的润湿改性机理,选取三种不同类型的表面活性剂,采用润湿改性试验、接触角试验、Zeta电位试验、FTIR分析和分子动力学模拟的方法,对表面活性剂的润湿改性机理进行了研究。试验结果表明:非离子型表面活性剂(曲拉通X-100)对于煤的润湿改性能力最强,其次是阴离子型表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠),阳离子型表面活性剂(十六烷基三甲基氯化铵)对于煤的润湿改性能力最弱;Zeta电位试验表明,阳离子和阴离子表面活性剂均能大幅度改变煤表面电性,非离子表面活性剂对于煤表面电性影响较小;FTIR分析表明,表面活性剂分子通过吸附实现了对煤表面的润湿改性;分子动力学模拟研究表明,三种表面活性剂与煤的相互作用能均为负值,绝对值大小依次为非离子型表面活性剂>阴离子型表面活性剂〉阳离子型表面活性剂,说明非离子型表面活性剂与煤的吸附更为稳定。另外,非离子型表面活性剂-煤-水体系中的水分子自扩散系数最高,表明其对煤表面的润湿改性能力最强,这与润湿改性试验结果一致。