白云石表面溶出Ca~(2+)、Mg~(2+)对其可浮性的影响

钙镁质磷矿石中白云石因其较高的溶解性导致矿浆中含有大量Ca~(2+)、Mg~(2+)影响浮选指标。通过测定溶出离子浓度,研究了pH对白云石表面离子溶出行为的影响。考察了酸性条件下白云石表面溶出液及添加Ca~(2+)、Mg~(2+)对其可浮性、Zeta电位和捕收剂吸附量的影响。结果表明:酸性条件下白云石表面Ca~(2+)、Mg~(2+)溶出速率快,符合二级动力学方程;自然pH及碱性条件下溶出相对缓慢,符合一级动力学方程。白云石表面溶出Ca~(2+)、Mg~(2+)抑制其浮选,与人工添加Ca~(2+)、Mg~(2+)浮选效果相同。Ca~(2+)、Mg~(2+)对白云石表面Zeta电位无明显影响,但使捕收剂在白云石表面吸附量减小,可浮性下降。     

难免金属离子对白钨矿浮选的影响

通过单矿物浮选试验、溶液化学分析、表面动电位分析以及捕收剂吸附量测试等表明,在pH=8.5弱碱性矿浆中,难免金属离子Fe~(3+),Mg~(2+),Ca~(2+)均会对白钨矿的浮选产生抑制作用;Ca~(2+)和Mg~(2+)主要以阳离子的形式吸附在白钨矿表面,Fe~(3+)主要以负电性的Fe(OH)_3(s)吸附在白钨矿表面,并且Fe(OH)_3(s)胶体与水玻璃和捕收剂TA-3在白钨矿表面形成了电负性更大的化合物,影响TA-3在矿物表面的静电吸附.Fe~(3+)对白钨矿可浮性的抑制程度明显强于Ca~(2+)和Mg~(2+).     

难免金属离子对TAB-3药剂浮选黑钨矿的影响

以脂肪酸类捕收剂TAB-3为代表,通过单矿物试验,重点研究了矿浆溶液中Fe~(3+),Ca~(2+),Mg~(2+)三种难免金属离子对TAB-3浮选黑钨矿的影响,通过金属离子溶液化学、动电位分析、吸附量测试的方法对其作用机理进行了探讨.研究表明,pH=7.5时,Fe~(3+),Ca~(2+)和Mg~(2+)均对TAB-3浮选黑钨矿产生抑制作用,分别以Fe(OH)3(s),Ca~(2+),Mg~(2+)的形式吸附在黑钨矿表面.当离子浓度低于60μmol·L-1时,金属离子对黑钨矿的抑制强弱顺序为Mg~(2+)≈Ca~(2+)Fe~(3+).当离子浓度高于60μmol·L-1时,金属离子对黑钨矿的抑制强弱顺序为Fe~(3+)Mg~(2+)≈Ca~(2+).     

高分子絮凝剂PVX对重金属的絮凝研究

研究了高分子絮凝剂PVX(聚乙烯醇黄原酸钠),对含铅、镉、锌离子废水的絮凝性能,并在pH=6的条件下,对影响处理性能的因素(Ca~(2+)和Mg~(2+))进行探讨.研究结果表明:PVX在用量分别为40,70和100mg/L时,对1000mg/L的含Pb~(2+),Cd~(2+)和Zn~(2+)水样的最高去除率均可达到99.9%;Ca~(2+)和Mg~(2+)的存在,对Pb~(2+)和Cd~(2+)的絮凝起促进作用;少量的Ca~(2+)和Mg~(2+)对Zn~(2+)的絮凝起促进作用,但大量的Ca~(2+)和Mg~(2+)对Zn~(2+)的絮凝效果降低.     

磷灰石、方解石可浮性的初步研究

C类阴离子捕收剂试验结果表明,磷灰石呈现出比方解石更好的可浮性。磷灰石、方解石具有相同的表面活性质点Ca~(2+),由于解理面上Ca~(2+)密度不同导致矿物可浮性的差异。经计算,磷灰石表面Ca~(2+)密度为5.26个/nm~2,方解石为4.96个/nm~2,故磷灰石的可浮性高于方解石。     

磁处理对Ca2+和Mg2+阻垢性能的研究

选用L16(45)进行正交试验,利用活化能的相对变化量和钙镁离子各因素最佳值的差异,研究磁场强度、离子浓度、流速和温度对循环冷却水Ca~(2+)和Mg~(2+)阻垢性能的影响。结果表明,ΔE/E0达到最佳值的磁处理因素按其主次顺序依次是离子浓度为600 mg/L、流速为0.8 m/s、温度为30℃、磁场强度为0.25 T。Ca~(2+)的最佳值依次是离子浓度为900 mg/L、温度为35℃、流速为0.2 m/s、磁场强度为0.5 T。Mg~(2+)的最佳值依次是离子浓度为900 mg/L、流速为0.8 m/s、温度为30℃、磁场强度为0.5 T。另外,负离子可削弱氢键,减小活化能,降低除垢效率。Ca~(2+)和Mg~(2+)与水分子间的氢键作用力以及二者结合生成水垢的反应程度不同,致使二者在温度和水速的最佳值出现差异,为了提高除垢效率应以Ca~(2+)的磁处理因素的最佳值为主。     

Sr~(2+)共掺杂YPO_4:Eu~(3+)发光材料的水热合成及其性能

采用水热法合成Sr~(2+)共掺杂YPO_4:Eu~(3+)发光材料,采用X射线衍射(XRD)和X射线荧光光谱对合成产物的物相结构和光学性能进行表征,对Sr~(2+)共掺杂浓度及反应体系p H值对合成样品的物相结构及发光性能的影响进行分析。结果表明,少量Sr~(2+)(≤15at%)共掺杂YPO_4:1at%Eu~(3+)均为纯相四方磷钇矿结构晶体,过量Sr~(2+)(≥20at%)共掺杂出现Sr_4P_2O_9杂相;p H值为6的反应体系可获得高结晶度的单一相Sr~(2+)、Eu~(3+)共掺杂YPO_4样品。X射线荧光光谱分析结果表明,采用水热法合成的YPO_4:1at%Eu~(3+),xat%Sr~(2+)样品可被396 nm的紫外光激发而发射出强烈的Eu~(3+)特征橙红色光,一定量的Sr~(2+)共掺杂能提高YPO_4:1 at%Eu~(3+)样品的发光性能,过量(10at%)的Sr~(2+)掺杂导致Eu~(3+)荧光猝灭。YPO_4:1at%Eu~(3+),10at%Sr~(2+)样品在396 nm紫外光激发下位于620 nm处的发射峰相对强度较YPO_4:1at%Eu~(3+)样品提高了72.6%。     

有机酸溶浸深部杂卤石工艺及机理

采用草酸、甲酸对四川块状杂卤石进行溶浸试验,研究杂卤石矿在有机酸中的溶出机理,指导深部杂卤石的溶采开发。考察了溶浸时间对K+、Mg~(2+)、Ca~(2+)浓度与溶出率的影响,并对比了溶浸前后杂卤石的物相及形貌变化。结果表明:有机酸溶浸剂有利于K+、Mg~(2+)溶出,不利于Ca~(2+)溶出;有机酸溶浸液经加热浓缩后用无水乙醇洗涤,得到的产物主要为钾、镁硫酸盐,产物成分简单,有利于后期硫酸钾产品的提纯。有机酸溶浸杂卤石矿主要通过酸解反应分解菱镁矿,生成的CO_2对矿石有崩解作用,二者作用促进内部杂卤石的暴露与溶解。     

黏土中层状硅酸盐矿物对聚羧酸减水剂的吸附

采用凝胶渗透色谱分析和比较了高岭土、伊利土、蒙脱土对聚羧酸减水剂(PCE)的吸附量。结果表明,蒙脱土对PCE有强吸附作用。当PCE为2.00 g/L的标准掺量时,蒙脱土的吸附量为7.18 mg/g,而高岭土和伊利土的吸附量仅为2.01 mg/g和4.59 mg/g。并且蒙脱土的吸附量随PCE质量浓度的增大和温度的提高而快速增大。碱性条件3种矿物的吸附量减小,其中蒙脱土表现尤为明显。体系中Ca~(2+)、Mg~(2+)特别是Mg~(2+)的存在会明显增大蒙脱土对PCE的吸附量,但对高岭土和伊利土的吸附量没有明显影响。     

基于生物阴极MFC的PRB中试系统处理AMD研究

为研究基于SRB生物阴极微生物电池(MFC)的固定化硫酸盐还原菌可渗透反应墙(PRB)对提高PRB处理酸性矿井废水(AMD)效果的影响,构建了中试系统,考察了进水不同p H值、重金属离子浓度及不同HRT对系统处理AMD效果的影响。结果表明:(1)MFC区有很好的调节p H功能,进水p H=3,仍能调节PRB生化反应区进水及系统出水稳定在6.5左右。(2)重金属离子的去除以MFC区为主,系统最终出水重金属离子去除率在95%左右;调节HRT=4~2 d,Fe~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Ni~(2+)去除速率750~1 500 mg/(m~3·h),而Mn~(2+)去除速率略低为600~1 000 mg/(m~3·h)。(3)硫酸根的去除速率随碳源减少呈下降趋势;MFC外电压随碳源以及菌量的变化而显著变化。     

胶磷矿浮选泡沫稳定性研究

以贵州福泉氟磷灰石、石英、白云石和方解石纯矿物浮选泡沫为研究对象,分析胶磷矿浮选泡沫稳定性,通过泡沫稳定性测试、三相接触角测量和泡沫光学图像观察,研究胶磷矿中四种主要矿物在不同捕收剂浓度、矿物颗粒粒度和质量浓度下的浮选泡沫稳定性,并考察白云石和方解石溶解产生的Ca2+、Mg2+对泡沫稳定性的影响。研究结果表明：氟磷灰石、白云石和方解石分散体系的三相泡沫稳定性均随着十二胺浓度的增大而增加,接触角变化幅度不大。石英颗粒的泡沫稳定性先增加后降低,接触角在十二胺浓度1.5×10-4mol·L-1后大于90°,表现出极强的疏水性;四种矿物颗粒体系的三相泡沫稳定性均随着颗粒粒度的增大而逐渐减小,随着颗粒质量浓度增大而增加。通过泡沫图像发现,矿物颗粒黏附在泡膜表面,液膜变厚,提高了泡沫稳定性;白云石和方解石溶解产生的Ca2+、Mg2+对泡沫稳定性具有促进作用。     

煤泥水中钙镁离子的吸附特性研究

针对煤泥水中金属离子含量变化,从反应时间、pH值和反应温度三方面研究了钙、镁离子对高岭石、蒙脱石、煤的吸附特性.试验结果表明:钙、镁离子对高岭石、蒙脱石、煤具有相似的吸附特点,但钙离子比镁离子吸附能力强,煤泥水的pH值决定钙、镁离子的存在状态.     

低品位白云石型萤石矿浮选抑制剂作用效果对比研究

以某萤石品位37%、白云石品位51%的低品位白云石型萤石矿为研究对象，分别以腐殖酸钠、单宁、酸化水玻璃和氟硅酸钠为抑制剂，考察在不同矿浆pH值及抑制剂不同用量条件下对原矿中各种脉石矿物的抑制效果。研究发现：腐殖酸钠在酸性条件下对方解石的抑制作用加强，在碱性条件下对白云石的抑制作用减弱；单宁在酸性条件下对方解石的抑制作用减弱，碱性条件下对白云石的抑制作用加强，对方解石的抑制作用减弱；酸化水玻璃在酸性条件下对方解石和白云石的抑制作用增强，在碱性条件下抑制作用减弱；矿浆pH对氟硅酸钠抑制白云石的效果无影响，在碱性条件下对方解石的抑制作用增强；4种抑制剂中腐殖酸钠抑制作用强于氟硅酸钠，酸化水玻璃次之，单宁抑制作用最弱，氟硅酸钠对脉石矿物的选择性优于腐殖酸钠。在磨矿细度-0.074 mm占73%、碳酸钠用量500 g/t、捕收剂BK410用量400 g/t、氟硅酸钠用量1 000 g/t条件下，经1粗1扫2精开路流程，可以得到CaF2品位86.23%、回收率61.20%的萤石精矿。     

温和条件下制备掺Ti4+磷酸铁的研究

为提高LiFePO₄的电性能，将LiFePO₄掺杂工序前置至磷酸铁的合成阶段，在磷酸铁的制备过程中添加Ti⁴⁺制备掺Ti4+磷酸铁。结果显示：Ti⁴⁺可以取代Fe³⁺进入磷酸铁晶格中；Ti⁴⁺掺入量的增加将会影响磷酸铁晶体的晶面间距，使得（002）晶面间距显著增大，且当Ti⁴⁺掺杂量为0.5%时，对磷酸铁晶面间距影响最大；晶面间距增大，有利于锂离子的脱嵌，磷酸铁锂的电性能增强；掺Ti⁴⁺的磷酸铁较未掺杂时，在600 ℃时出现了明显的晶型转变的吸热峰；掺Ti⁴⁺的磷酸铁的比表面积较未掺杂磷酸铁的比表面积显著提高，这说明掺Ti⁴⁺磷酸铁的化学活性提高，有利于提高磷酸铁锂的电性能；采用掺Ti⁴⁺磷酸铁为原料制备的磷酸铁锂，当钛含量为0.5%时，放电容量最高，即电容为0.2 C时，放电容量为160 mAh/g。     

DX-4对含Ni2+废水的处理研究

采用国产化工原料合成了DX-4水处理剂。研究了TDX-4用量、DX-4含硫量、pH值、反应时间对废水中Ni^2＋脱除率的影响。实验表明,DX-4处理含Ni^2＋废水效果明显,处理后废水可直接排放;残渣化学性质稳定,无二次污染。     

Pb2+、Zn2+、Ca2+、Mg2+对“菱锌矿—白云石、石英”体系浮选的影响试验研究

通过对菱锌矿、白云石、石英纯矿物溶液离子测定、Pb2+、Zn2+、Ca2+、Mg2+四种金属离子对各纯矿物的回收率试验研究、混合金属离子对“菱锌矿、白云石和石英”体系可浮性的研究表明，随着磨矿细度的提高，溶液pH值变化很小、对氧化铅锌矿分离影响小；随着Pb2+、Ca2+、Mg2+离子浓度的增加，菱锌矿的回收率均出现下降趋势，说明这三种金属离子的存在对菱锌矿的浮选具有抑制作用；Pb2+、Zn2+离子对石英的浮选具有活化作用，Ca2+、Mg2+离子对石英的浮选具有抑制作用。低浓度的Pb2+离子对白云石浮选具有活化作用；Zn2+、Ca2+离子对石英的浮选均具有活化作用；Mg2+对石英的浮选具有抑制作用；四种金属离子混合对“菱锌矿、白云石和石英”体系可浮性均有抑制作用，其中对菱锌矿的抑制作用最为明显，混合离子对目的矿物的抑制作用较脉石矿物强。     

白云石电子结构及油酸钠在白云石(104)面吸附作用的分子模拟研究

基于密度泛函理论(DFT),从原子层面研究了白云石的电子结构。能带分析结果表明,白云石为绝缘体,禁带宽度为4.962 eV。Mulliken电荷布居分析结果表明,Mg原子在3s、2p轨道失电子,电子数为6.29,失去1.71个电子;Ca原子在3s、4d轨道失电子,电子数为8.6,失去1.4个电子;白云石中Mg、Ca均为电子供体。Mulliken键布居分析结果表明,白云石中C-O1的布居值最大,具有较强的共价性,原子之间作用最强;O1-O1 和 O2-O2的布居值相同,表现出较弱的反键作用;O2-Mg成反键状态,表现出较弱的离子性;O-Ca表现出极弱的成键作用。电荷密度分析可知,Ca,Mg和O原子附近电荷密度较高,原子附近活性较高,容易发生物理化学反应,因此浮选过程中较易发生药剂吸附的位点为Ca,Mg和O位点。分子动力学模拟结果表明,油酸钠可以克服白云石表面H2O分子和H+的阻碍吸附在白云石矿物表面,亦即浮选体系中脂肪酸类捕收剂油酸钠可以克服水分子或氢离子在白云石表面形成的水化层,从而对白云石进行捕收。     

水分子与白云石(104)表面相互作用的第一性原理研究

为了研究白云石(104)表面吸附水分子的水化结构,利用密度泛函理论(DFT)模拟了单个及多层水分子在白云石表面的吸附。结果表明,白云石表面的Ca、Mg位点可以与水形成(Ca/Mg)—O_w键,主要是Ca 3s3d轨道、Mg 3s2p轨道及与O 2p轨道作用,水分子在白云石表面Ca位点的吸附作用强于Mg位点。多层水分子在白云石表面吸附时,水分子层结构发生了明显分层,最靠近白云石表面的水分子层中,水分子在Ca、Mg位点上有序排列,平均吸附能为-74.35 kJ/mol;随着距离的增加,矿物表面与水分子间相互作用逐渐减弱,水分子吸附能减小。     

膨润土对废水中Ni2+的吸附特性研究

为考察膨润土作为吸附剂对含Ni²⁺废水的处理效果,配制不同Ni²⁺初始浓度的溶液作为模拟废水,以山东莱阳鑫达矿业有限公司的天然钙基膨润土为吸附剂进行吸附试验。结果表明：随着Ni²⁺初始浓度的增加,膨润土对Ni²⁺的吸附率逐渐降低;膨润土对Ni²⁺的吸附率随固液比的增加而提高,但增加固液比降低了单位吸附剂的利用率,还提高了后续处理的难度;振荡速度对于膨润土吸附效果影响不大,可以忽略;随着pH值的提高,膨润土对Ni²⁺的去除率逐渐提高;Ni2+的初始浓度为100 mg/L、固液比为12.5 g/L、无振荡,自然pH时,Ni²⁺去除率可达95%以上。为考察溶液pH对膨润土吸附Ni²⁺的影响,考察了不同pH条件下膨润土对Ni²⁺的饱和吸附量,并对其机理进行了分析,结果表明：当溶液pH<7时,H+会与Ni²⁺发生竞争吸附从而降低Ni²⁺吸附率;pH值的提高有利于Ni²⁺的去除,但pH>7.5后Ni²⁺的水解成为主要去除机制;不同pH下,Ni²⁺的不同存在形态也对吸附率产生了影响。试验结果对膨润土作为吸附材料的工业化应用具有指导意义。     

碳羟磷灰石对废水中铅离子吸附研究

利用废弃蛋壳制备碳羟磷灰石（简称CHAP）,并用作去除废水中Pb^2＋的吸附剂。考查了pH值、吸附时间、温度、吸附剂用量以及Pb^2＋初始浓度等因素对吸附效果的影响。结果表明：0．6g／L的CHAP对750mg／L的Pb^2＋的去除率高达99．9％,吸附容量达到1243．75mg／g。CHAP对Pb^2＋吸附的吸附等温线均符合Freundlich和Langmuir两种模式,从Freundlich方程中的常数1／n=0．0184可知,该吸附反应为吸热自发反应,且反应速率快。