羟肟酸类捕收剂在钛铁矿表面的吸附动力学研究

以水杨羟肟酸和苯甲羟肟酸在钛铁矿表面的吸附为研究对象,系统考察了pH、搅拌时间对吸附行为的影响。结果表明:苯甲羟肟酸在钛铁矿表面的最大吸附量及吸附速率均大于水杨羟肟酸;水杨羟肟酸和苯甲羟肟酸在钛铁矿表面的吸附行为分别符合准二级和准一级动力学方程;在酸性和中性条件下水杨羟肟酸离子在矿物表膜中的扩散是吸附过程的控制步骤,而在碱性条件下钛铁矿表面活性质点离子在表膜中的扩散则为吸附过程的决速步骤;不同pH下苯甲羟肟酸吸附过程受钛铁矿表面活性质点离子在表膜中的扩散控制。量子化学及立体化学分析结果表明水杨羟肟酸分子结构中的羟基不仅会影响分子结构还会对键合原子的电子云密度产生较大影响,最终表现为水杨羟肟酸和苯甲羟肟酸具有不同的吸附动力学和吸附量。     

柠檬酸对锡石浮选行为的影响及其作用机理分析

通过浮选试验考察了柠檬酸对水杨羟肟酸体系中锡石浮选行为的影响,并结合接触角检测、动电位检测和溶液化学计算分析了其作用机理。在7pH9范围内,以200mg/L水杨羟肟酸为捕收剂浮选,锡石回收率达到80%以上。在pH4时,柠檬酸会对锡石产生明显的抑制作用;柠檬酸用量50mg/L、pH=7条件下,锡石回收率仅为25.3%。锡石表面接触角为33°,加入水杨羟肟酸后锡石接触角升高至120°,柠檬酸的作用又使接触角下降至44°。动电位检测和溶液化学计算表明水杨羟肟酸和柠檬酸均可以化学吸附在锡石表面。柠檬酸一方面增强了锡石表面的亲水性,另一方面减少了水杨羟肟酸在锡石表面的吸附,这两方面的作用使锡石在浮选过程中受到抑制。     

水杨羟肟酸和P－86混用浮选锡石的捕收机理

用紫外光谱、光电子能谱、扫描电子显微镜、等离子体等手段研究了水杨羟肟酸和Ｐ－８６混用浮选锡石细泥的作用机理，研究结果表明，水杨羟肟酸和Ｐ－８６共同吸附在锡石表面上，且任一方存在都能增进另一方夜锡石表面的吸附。     

羟肟酸类捕收剂浮选金红石特性及其机理

浮选药剂的研究是金红石浮选技术发展的重要方向。通过单矿物浮选试验、扫描电镜、红外光谱分析、接触角测试及吸附量测试，研究了苯甲羟肟酸、水杨羟肟酸、辛基异羟肟酸对金红石浮选行为的影响以及三种羟肟酸在金红石表面的吸附机理。结果表明:苯甲羟肟酸、水杨羟肟酸、辛基异羟肟酸在pH值分别为6.5、6.5、5.5左右时，对金红石纯矿物具有较好的捕收性能。金红石与三种羟肟酸均发生化学吸附，但苯甲羟肟酸捕收性能最好，回收率达到82%。      

水杨羟肟酸在金红石表面的吸附特性研究

以水杨羟肟酸在金红石表面的吸附特性为研究对象,系统考察了药剂p H值、药剂浓度、矿浆温度对水杨羟肟酸离子在金红石表面的吸附动力学及热力学的影响。结果表明,水杨羟肟酸离子在金红石表面的吸附动力学符合准二级动力学方程,金红石表面活性质点在矿物表膜中的扩散是吸附过程的控制性步骤;药剂吸附等温线符合Langmuir模型,吸附过程的ΔG随温度上升而降低,但随药剂浓度的增加而增加;温度低时水杨羟肟酸在金红石表面的吸附属于离子交换吸附模式,但在温度升高时转变为化学反应吸附模式。     

硝酸铅对水杨羟肟酸浮选锡石性能的影响

水杨羟肟酸是锡石浮选的常用药剂之一,能与碱土金属离子形成稳定性较小的螯合物.本文通过实验研究了硝酸铅的添加对水杨羟肟酸浮选锡石的性能影响,结果表明:硝酸铅和水杨羟肟酸预先混合再添加得到的浮选指标比顺序添加得到的浮选指标更好,且在pH值为7,硝酸铅和水杨羟肟酸的质量比为1:2.5,用量在700 g/t时,粗精矿锡石品位为3.13％,回收率为64.02％,该回收率比同等药剂用量条件下,硝酸铅和水杨羟肟酸按顺序添加提高了6个百分点.这可能是因为硝酸铅和水杨羟肟酸预先混合反应产生的金属有机配合物在浮选时表现出更强的捕收能力和选择性,从而提高了浮选指标.     

水杨羟肟酸在独居石矿物表面的吸附特性研究

研究独居石与捕收剂水杨羟肟酸的作用过程,考察了p H值、药剂浓度、时间等因素对矿物可浮性及水杨羟肟酸离子在矿物表面吸附热力学及动力学的影响。结果表明,独居石在中性和弱碱性条件下上浮率超过90%;水杨羟肟酸离子在独居石表面的吸附符合Langmuir模型,吸附过程吉布斯自由能变化-28.5 k J/mol,理论饱和吸附量为1.94×10~(-5)mol/g,吸附平衡常数为1.11×10~5L/mol。吸附过程平均吸附能19.5 k J/mol,说明水杨羟肟酸离子在独居石表面的吸附为化学吸附,吸附过程符合准二级动力学模型,速率常数5.3×10~4 g/(min·mol),捕收剂离子在矿物界面表膜中的扩散过程是浮选过程的控制步骤。     

细粒黑钨矿捕收剂的选择及作用机理研究

以WO₃含量97%的黑钨矿为研究对象,通过单矿物实验考查了辛基异羟肟酸、苯甲羟肟酸、水杨羟肟酸等捕收剂对细粒黑钨矿的捕收性能; 通过Zeta电位、红外光谱及吸附量测试等方法研究了捕收剂与黑钨矿的作用机理。结果表明,辛基异羟肟酸、苯甲羟肟酸、水杨羟肟酸的浮选最佳pH值分别为10、9和9,捕收剂主要以阴离子形式在矿物表面发生化学吸附; 3种捕收剂中辛基异羟肟酸在细粒黑钨矿表面的吸附量最大,浮选效果最好。     

3种捕收剂对氟碳铈矿的浮选性能研究

研究了不同条件下油酸钠、水杨羟肟酸和牦牛坪稀土捕收剂（主要成分为羟基萘羟肟酸）浮选氟碳铈矿的规律,并对其浮选机理进行了探讨。试验结果表明：捕收剂、硅酸钠的用量对氟碳铈矿的浮选影响显著;油酸钠和牦牛坪稀土捕收剂较水杨羟肟酸有更好的浮选效果;在氟碳铈矿的零电点pH=8.5附近,3种捕收剂对氟碳铈矿的浮选效果最佳;羟肟酸类捕收剂在氟碳铈矿表面发生络合反应,而油酸钠可能以静电吸附和分子吸附为主;药剂在矿物表面的竞争吸附或形成配合物均破坏了缔合羟基;水杨羟肟酸和牦牛坪稀土捕收剂在红外光谱图的2356 cm-1附近有新的峰形成,可能是螯合反应形成的五元螯合环。     

水杨羟肟酸体系下磨矿介质对锡石浮选的影响

试验考察了水杨羟肟酸体系下不同磨矿介质对锡石浮选的影响。通过单矿物浮选试验可以看出,在铅离子浓度小于100mg/L的范围内,铁介质磨矿条件下锡石的产率高于80%,明显高于瓷介质;在不同的水杨羟肟酸浓度和pH值条件下,铁介质磨矿条件下锡石的产率都高于瓷介质,说明锡石在铁介质磨矿条件下的可浮性好于瓷介质;锡石-石英浮选分离试验结果表明,在pH值相近时,瓷介质磨矿条件下锡的回收率明显高于铁介质,说明锡石-石英在瓷介质磨矿条件下选择性要好于铁介质;扫描电镜及能谱分析结果表明,铁介质磨矿条件下锡石、石英矿物表面反应活性要高于瓷磨。     

铅离子对水杨氧肟酸浮选金红石的活化作用研究

水杨氧肟酸是金红石的良好捕收剂。铅离子对水杨氧肟酸浮选金红石具有强烈的活化作用。通过动电应测定、洗涤—浮选试验以及Ｘ射线光电子能谱和红外光谱分析研究认为，水杨氧肟酸是与金红石表面的钛质点生成稳定的金属螯合物而吸附，铅离子起活化作用的机理主要在于使金红石表面钛质点与水杨氧肟酸作用的活性显著提高，从而大大活化了金红石的浮选。     

锡石表面电子结构及羟基化第一性原理计算

基于密度泛函理论,采用Materials Studio 7.0软件进行了锡石{100}、{110}、{101}解理面的电子结构及表面能的第一性原理计算,并以此为基础进一步研究了氢氧根离子在锡石{100}表面上吸附的羟基化影响。计算结果表明:与{101}面相比,{100}面和{110}面具有更低的表面能,是锡石最常见的解理面;氢氧根离子主要通过带负电的氧原子与表面上五配位的锡原子发生键合形成吸附,这种具有悬挂键的锡原子是锡石表面的活性位点。理论模拟计算能为新型锡石捕收剂的开发提供指导。     

强化苄基胂酸浮选细粒锡石的研究

砷(As)作为硫化矿中共伴生的主要有毒有害元素之一,选矿过程中主要以毒砂的形式存在于选矿产品中,经过冶炼系统处理后生成各类含砷物料,将这些含砷物料产品化是冶炼系统砷开路的有效途径,苄基胂酸就是砷开路的主要产品之一,主要用作浮选捕收剂,但因其捕收性较差,在细粒锡石浮选中逐渐被浮选性能更好的羟肟酸类药剂替代。为了进一步提高苄基胂酸对锡石的浮选效果,针对苄基胂酸浮选低品位细粒锡石进行了选矿试验研究。通过单矿物浮选、吸附量测定和红外光谱分析等机理研究,查明了其对锡石的浮选捕收作用较差是苄基胂酸单一作用吸附比例较低、脉石矿物消耗了pH调整剂中的氢离子及脉石矿物直接影响了苄基胂酸在锡石矿物表面的吸附导致的。在此基础上进行了强化苄基胂酸捕收性的研究,找到了两种能明显提高苄基胂酸在锡石表面化学吸附作用效果的活化剂A和B。通过优化苄基胂酸、pH值调整剂、活化剂、抑制剂组合及用量,在给矿含锡0.54%的情况下,使用苄基胂酸+活化剂B的组合药剂,获得了锡精矿品位7.864%、作业回收率82.19%的技术指标,在浮选作业回收率相当的条件下,较生产上使用的羟肟酸类药剂精矿品位提高了1.867个百分点。试验结果为...     

锡石表面铜、铅活化及黄药吸附作用的研究：DFT计算

浮选是微细粒锡石选矿中最重要的方法,其中脱硫是选锡之前的关键作业。对于脱硫过程中所引入的Cu²⁺和丁基黄药(BX),在脱硫阶段会造成锡石的损失,而在后续浮选中残余的丁基黄药会与Pb²⁺发生协同作用捕收少量锡石。本文采用密度泛函理论(DFT)研究了Pb²⁺和Cu²⁺在锡石的活化机理,以及丁基黄药在锡石表面的吸附。DFT计算结果表明,Cu²⁺、Pb²⁺均能活化锡石,且两种离子的活化机理存在显著性差异。而丁基黄药也对Cu²⁺、Pb²⁺活化后的锡石具有捕收作用,其Pb²⁺活化后的吸附能为-264.3kJ/mol,Cu²⁺活化后的吸附能为-125.5kJ/mol,Pb²⁺活化作用更强,该现象与工业现状一致。Mulliken布居显示,在Pb²⁺活化下,丁基黄药的两个S原子与Pb形成稳定螯合结构,在Cu²⁺活化下,丁基黄药的双键S2原子与Cu形成Cu-S键。     

烷基羟肟酸与一水硬铝石作用的密度泛函研究

基于密度泛函理论,研究了非极性碳链长度对烷基羟肟酸性质和一水硬铝石作用的影响。结果表明,相比于庚基、辛基和壬基羟肟酸,癸基羟肟酸阴离子最为活跃,反应活性最高,且两个O原子给电子能力突出。在(010)表面的形成过程中,一水硬铝石晶体结构中的Al—O和Al—OH键发生断裂,使表面上的Al和O原子成为易被捕收剂附着的位点。借助分子动力学模拟构建了几种羟肟酸在一水硬铝石(010)面的吸附模型,几种羟肟酸均能稳定吸附在一水硬铝石表面,由于羟肟酸极性基中两个O原子带大量负电荷,它们容易与表面Al离子形成环状螯合物,癸基羟肟酸表现出最强的捕收能力。理论计算结果与试验结论一致,密度泛函理论和分子动力学模拟能够辅助浮选药剂分子设计。     

水杨羟肟酸的相转移催化合成及对锡石的浮选性能

为了解决水杨羟肟酸合成过程存在的收率低和盐酸羟胺消耗高的问题,研究了相转移催化剂对合成反应的影响,同时考察了新方法合成的水杨羟肟酸对锡石的浮选性能。合成试验结果表明,相转移催化剂N-十八烷基-N(1,2-二羟乙基)琥珀酰胺酸四钠盐(A-22)可以显著提高水杨羟肟酸的收率并降低合成过程中盐酸羟胺的消耗。浮选性能对比试验结果表明,两种工艺合成的水杨羟肟酸对于湖南某微细粒难选含锡浮硫尾矿的锡石回收率相近,A-22的加入对所合成的水杨羟肟酸捕收性能影响较小。     

混合甲苯胂酸对锡石的浮选作用机理

本文通过锡石Zeta电位的测定和对混合甲苯肿酸在锡石表面上吸附的考察,采用红外光谱、俄歇能谱和光电子能谱进行表面分析,详细地研究了混合甲苯胂酸在锡石表面上的吸附机理,认为混合甲苯胂酸在锡石表面上是以化学吸附为主,并存在静电和分子吸附的多层不均匀吸附。     

苯乙烯膦酸对锡石可浮性影响及其作用机理分析

通过单矿物浮选试验考察了油酸钠、苯乙烯膦酸、水杨羟肟酸3种不同捕收剂对微细粒锡石可浮性的影响,并采用动电位检测、原子力显微镜测定和X射线光电子能谱分析的方法研究了苯乙烯膦酸与锡石表面的作用机理。试验结果表明：油酸钠、苯乙烯膦酸、水杨羟肟酸均能在微细粒锡石的浮选中提高锡石的可浮性,3种捕收剂对锡石的捕收效果由强到弱为：苯乙烯膦酸>油酸钠>水杨羟肟酸。苯乙烯膦酸主要以化学吸附的形式与锡石表面发生作用,在锡石表面形成了有选择性的峰状吸附点,使锡石表面的动电位发生负移,其膦酸基上的2个O原子在矿浆中脱去H+后,能够与锡石表面的Sn原子发生结合,稳定地吸附于锡石表面。     

硫化矿－溶液界面电子转移的前线分子轨道理论讨论

本文通过半经验分子轨道法（ＣＮＤＯ／２）计算，得到了方铅矿和黄铁矿表面的电子结构、原子净电荷密度和前线分子轨道能量。用前线分子轨道理论探讨了电子在硫化矿－溶液界面转移的微观机理。硫化矿自诱导浮选涉及到电子从矿物表面转移到分子氧；硫化钠诱导浮选涉及到电子从ＨＳ－离子传递给矿物表面然后再给分子氧。研究表明，方铅矿表面电子能级较高，易给出电子，自诱导浮选好，黄铁矿表面电子能级较低，易接受电子，硫化钠诱导浮选好。     

草酸对锡石可浮性的影响及其作用机理研究

为探究苯乙烯膦酸（SPA）捕收剂体系下作为脉石抑制剂的草酸对锡石可浮性的影响，进行了浮选试验，并利用溶液化学计算、动电位检测和红外光谱分析等手段探究其作用机理。在210时，锡石无法有效回收。根据锡石、萤石、方解石的浮选行为提出了锡石反浮选除杂的新思路。溶液化学计算、动电位检测和红外光谱分析表明草酸和SPA均能化学吸附于锡石表面，草酸在锡石表面生成了稳定的草酸锡络合物，草酸与SPA在锡石表面的吸附互相受到对方存在的影响。抑制机理解释为草酸在锡石表面的吸附增加了其亲水性同时占据了活性位点，从而抑制了锡石的浮选，研究结果为草酸对锡石浮选行为影响的机理提供了参考。