巯基乙酸和巯基乙醇对黄铁矿抑制作用的DFT计算

基于密度泛函理论的第一性原理和前线轨道理论计算,通过Materials Studio 8.0软件模拟计算黄铁矿晶体结构以及(100)解理面的电子结构.探讨巯基类小分子(巯基乙酸、巯基乙醇)与水分子在黄铁矿(100)表面的吸附,研究其电子结构对抑制剂吸附的影响.通过对黄铁矿态密度以及布居研究结果显示:黄铁矿(100)解离面的原子态密度发生了变化,为表面活性质点提供了依据.通过研究巯基类小分子与水在黄铁矿表面的吸附发现:与水分子相比,巯基类小分子更易在黄铁矿表面吸附.通过前线轨道计算发现黄铁矿晶体中S原子对最高占据分子轨道(HOMO)的贡献要小于Fe原子的贡献,但对最低空轨道(LUMO)的贡献大于Fe原子.并且巯基类小分子与黄铁矿的相互作用强于水与黄铁矿的相互作用.模拟计算结果为进一步研发新型黄铁矿抑制剂提供理论依据.     

表面氧化磁黄铁矿的高效捕收研究

针对硫化铜镍矿石中有用矿物易被氧化造成浮选回收率降低的问题,选用磁黄铁矿作为研究对象,通过单矿物浮选试验、吸附量测试和X射线光电子能谱检测,揭示了羟肟酸类捕收剂和黄药类捕收剂与氧化的磁黄铁矿的作用机理.结果表明:选择能直接与矿物表面的氧化产物作用的捕收剂是浮选表面氧化硫化矿的一种可行思路.弱碱性条件下苯甲羟肟酸是表面氧化磁黄铁矿的高效捕收剂,苯甲羟肟酸与氧化的磁黄铁矿表面的氧化膜主要发生"O,O"螯合,苯甲羟肟酸作用后矿物表面亲水性的Fe(OH)_3相对含量减少了37.18%.弱碱性环境下,丁基钠黄药对表面氧化的磁黄铁矿捕收能力弱,主要是因为丁基钠黄药虽然能够较好吸附在氧化的磁黄铁矿表面,但氧化的磁黄铁矿表面的亲水性物质不会减少.     

正十二硫醇与煤油协同强化细粒辉钼矿浮选机理研究

为了改善细粒辉钼矿的浮选效果,研究了正十二硫醇(NDM)作为辅助捕收剂与煤油复配对细粒辉钼矿浮选行为的影响及作用机理.单矿物浮选试验结果表明：NDM与煤油复配(质量比2∶3)显著强化了辉钼矿的浮选效果.实际矿石浮选试验表明：复配捕收剂具有较好的捕收能力.接触角测试表明NDM与煤油复配有效改善了细粒辉钼矿表面的疏水性,红外光谱(FTIR)及X射线光电子能谱(XPS)分析证实了NDM大量吸附于细粒辉钼矿表面.密度泛函理论(DFT)计算表明NDM通过巯基(—SH)上的S 3p轨道与Mo 4d轨道杂化,在辉钼矿极性“棱”上完成吸附,NDM在001面的吸附能(E_ads=505.536 kJ/mol)远高于在100面的吸附能,而煤油更易于吸附在001面上.因此,NDM和煤油在辉钼矿不同晶面的差异化吸附,同时改善了辉钼矿“棱面”疏水性,协同强化了细粒辉钼矿的浮选回收.     

取代并五苯电子结构与光谱的密度泛函研究

用量子化学密度泛函理论(density functional theory,DFT)对并五苯和15种取代并五苯分子在B3LYP/6-31G(d)水平上进行几何构型的全优化研究,探讨给电子取代基(—OCH3)和吸电子取代基(—F、—CN)对并五苯分子净电荷分布和前线分子轨道能的影响规律,采用含时密度泛函理论(time-de-pendent density functional theory,TD-DFT)计算激发态的电子吸收光谱.结果表明,取代基团的引入显著影响了并五苯分子的净电荷分布、分子能级和光电性能.     

新型捕收剂BS—4对镍黄铁矿捕收性能及作用机理

通过单矿物试验和实际矿石试验研究了新型捕收剂ＢＳ－４对镍黄铁矿的捕收性能。结果表明：对单矿物,ＰＨ为９．０￣１１．０时,ＢＳ－４对镍黄铁矿具有很好的捕收性能,ＢＳ－４与丁基黄药混合用药能提高捕收剂的捕收能力;对实际矿石,采用质量比为１：１的ＢＳ－４与丁基黄药作为捕收剂,在加大对蛇纹石抑制作用的条件下,镍回收率为９１．４７％,铜的回收率为８８．０４％,通过动电位测试、矿物表面对药剂吸附量的测定以及对     

脂类捕收剂DLZ对黄铜矿和黄铁矿浮选的选择性作用

通过浮选实验、吸附量和红外光谱测定,考察了捕收剂DLZ对黄铜矿和黄铁矿浮选性能的影响及作用机理.结果表明:DLZ在pH=2.7～12.05时对黄铜矿的捕收能力强,最大回收率95.7%,而对黄铁矿的捕收能力弱,且PH=6.9～12.05时其回收率小于10%.用CaO作pH调整剂时,在pH=7～11时黄铜矿的回收率与用NaOH调PH相差不大,但黄铁矿可浮性被抑制,回收率低于5%.DLZ在黄铜矿上的吸附量比在黄铁矿上的大,特别是强碱条件下;其吸附量随用量的增加而增大.DLZ与矿物作用的红外光谱分析表明:黄铜矿与DLZ作用后出现了DLZ的相关特征吸收峰,而黄铁矿与DLZ以及Cu~(2+)作用前后的红外光谱曲线基本没有变化,可见DLZ在黄铜矿表面的吸附属于化学吸附,在黄铁矿表面的吸附属于物理吸附.     

六偏磷酸钠在铝土矿浮选中的作用

通过浮选试验、吸附量测试、动电位测试,研究了六偏磷酸钠对一水硬铝石和高岭石2种矿物浮选行为的影响以及其作用机理。结果表明：六偏磷酸钠对这2种矿物均有抑制作用,当捕收剂量增大时,被六偏磷酸钠抑制的一水硬铝石的可浮性逐渐变好,而高岭石则变化不大。其主要原因在于六偏磷酸钠与捕收剂油酸钠在这2种矿物表面存在竞争吸附,而油酸钠在一水硬铝石表面的吸附能力强于在高岭石表面的吸附,使得在一定捕收剂用量下,六偏磷酸钠抑制高岭石的上浮而不抑制一水硬铝石。这为2种矿物浮选分离提供了依据;此外,六偏磷酸钠对矿物表面的动电位影响较大,增大了矿物之间的静电排斥力,有利于矿泥的分散,增强了浮选分离的选择性。     

芳烃捕收剂的结构对浮选性能的影响

通过测定煤泥与药剂作用前后的Zeta电位、接触角、气-液表面张力以及红外光谱,研究了单取代苯、双取代苯和双取代萘3类芳烃捕收剂的结构对浮选活性的影响,探讨了煤与芳烃捕收剂的吸附作用机理.结果表明:3类芳烃捕收剂浮选活性大小依次为:双取代萘>双取代苯>单取代苯;当芳烃捕收剂的苯环个数相等时,其浮选活性的差异主要取决于最长取代基的碳原子个数,其它取代基起辅助作用,而且取代基越多浮选活性越强;当最长取代基碳原子个数为5时,其浮选效果最佳;芳烃捕收剂与煤中的烷基、胺基和醚键作用属于化学吸附.     

利用磷灰石实现硫化矿浮选废水回用的试验评价

出于环境的考虑，越来越多的选矿厂均利用回水以减轻废水对环境的冲击和对水资源的依赖．工业生产经验表明，回水使用量的增加会对浮选带来不利的影响，尤其是对复杂矿化矿的优先浮选．浮选选择性降低的主要原因是溶液中重金属离子对闪锌矿或黄铁矿的意外活化．本文应用微型浮选试验，吸附试验和表面测试研究了利用磷灰石来实现硫化矿浮选废水回用的可行性．试验表明，磷灰石可增强对闪锌矿的抑制而提高浮选的选择性．微型浮选和表面测试表明，磷灰石与闪锌矿竞争吸附溶液中的重金属，从而降低闪锌矿表面的重金属浓度．     

泥页岩吸附气能力评价模型——以黔南坳陷牛蹄塘组吸附气含量为例

为了定量表征泥页岩储层吸附气的能力,选取黔南坳陷黄页1井牛蹄塘组泥页岩样品为研究对象.在泥页岩样品有机碳分析、X衍射全岩分析和等温吸附实验的基础上,建立泥页岩储层有机质、黏土矿物和其它矿物等3种组分吸附气评价模型.通过计算有机质、黏土矿物和其它矿物吸附气的能力,定量评价泥页岩储层吸附气能力.研究结果表明:黔南坳陷下寒武统牛蹄塘组下部泥页岩中有机质、黏土矿物和其它矿物吸附气能力分别为36.98m3/t,3.05m3/t和0.35m3/t,它们吸附气能力各相差10倍左右;该模型可以计算埋深相近的同一套泥页岩储层中有机质、黏土矿物和其它矿物等3种组分对页岩气的吸附能力,进而定量评价泥页岩储层吸附气能力.     

利用磷灰石实现硫化矿浮选废水回用的试验评价

出于环境的考虑,越来越多的选矿厂均利用回水以减轻废水对环境的冲击和对水资源的依赖.工业生产经验表明,回水使用量的增加会对浮选带来不利的影响,尤其是对复杂矿化矿的优先浮选.浮选选择性降低的主要原因是溶液中重金属离子对闪锌矿或黄铁矿的意外活化.本文应用微型浮选试验,吸附试验和表面测试研究了利用磷灰石来实现硫化矿浮选废水回用的可行性.试验表明,磷灰石可增强对闪锌矿的抑制而提高浮选的选择性.微型浮选和表面测试表明,磷灰石与闪锌矿竞争吸附溶液中的重金属, 从而降低闪锌矿表面的重金属浓度.     

白钨矿捕收剂的温度响应机制研究

为探究不同白钨矿捕收剂对环境温度的响应差异和机制.采用单矿物浮选试验,系统研究了油酸钠和3种羟肟酸浮选白钨矿的温度响应规律,并通过接触角试验、表面张力测量、流变学研究、浊度试验、Zeta电位测试以及吸附量试验,揭示了温度对捕收剂性能影响的内在机制.结果表明：随着浮选温度的降低,所有捕收剂的捕收能力均有所减弱,其中油酸钠受温度影响更为显著.温度降低导致捕收剂表面张力增加、矿浆黏度增大、药剂溶解性变差.这些因素共同作用,使得捕收剂分子与矿粒的碰撞概率下降,药剂在矿粒表面的吸附量减少,最终导致作用于白钨矿颗粒表面的药剂分子数量减少,降低了矿粒表面的疏水性,严重恶化了浮选效果.     

过程产物硫化氢还原硝基苯替代苯胺合成2-巯基苯并噻唑的初步探索

尝试用苯胺法合成橡胶促进剂2-巯基苯并噻唑的副产物硫化氢还原硝基苯得到苯胺,产物苯胺不经分离直接与二硫化碳、硫磺合成2-巯基苯并噻唑,硫化氢在整个体系中循环利用,还原产物单质硫又作为生产2-巯基苯并噻唑的原料。实验还原反应条件为,温度80~100℃,反应时间3~4 h,在一定压力下,硫化氢可以将硝基苯部分还原成苯胺,经检测分析知苯胺的最高收率可达6.619%。在还原后产物中直接加入溶硫液制得2-巯基苯并噻唑。该法提供了一种新的低成本、环保的2-巯基苯并噻唑的生产方法。     

脂肪酸作捕收剂白云石浮选规律及其机理研究

通过单矿物浮选试验,研究了饱和脂肪酸作捕收剂时白云石的浮选规律.以肉豆蔻酸、月桂酸为捕收剂时,酸性条件下药剂用量相对较小,当回收率达到70%时,酸、碱性条件下的药剂用量相差分别为3.72,5.64倍.FTIR,XPS测试结果表明在酸、碱性条件下,捕收剂均可以吸附于矿物表面,SEM测试表明在酸性条件下泡沫产品表面存在大量固体附着物.机理研究表明,碱性条件下,捕收剂与白云石之间以化学吸附为主.在酸性环境中,脂肪酸类捕收剂主要以不溶于水的脂肪酸固体的形式在矿物表面形成固体附着物,进而导致矿物表面疏水,使得在酸性条件下白云石也具有较好的可浮性.     

药剂磁化处理对煤泥浮选效果影响的研究

研究了磁化处理对浮选药剂性能和浮选效果的影响．结果表明：经磁化处理后轻柴油的表面张力和黏度分别降低了7．91％和13．669／5，仲辛醇的表面张力和黏度分别降低了3．739／5和7．87％，磁化处理后轻柴油在煤表面吸附量增加幅度约为在煤矸石和黄铁矿表面吸附量增加幅度的1倍．磁化处理捕收剂、起泡剂对煤和煤矸石的可浮性均有影响，对煤的影响尤为显．磁化处理后水玻璃对煤矸石、黄铁矿的抑制效果增强，而对煤无明显影响．     

铝硅酸盐矿物浮选中捕收剂的设计合成及浮选机理的研究

铝土矿中脉石主要为高岭石、伊利石和叶蜡石等铝硅酸盐矿物,可以采用反浮选脱硅即通过选用合适的捕收剂将这些脉石矿物浮出.本文针对某铝土矿,结合Curis2软件中的高岭石晶体模型分析,从亲矿物基和非极性基两方面设计合成多胺类捕收剂DN12.通过浮选实验、浮选溶液化学计算、动电位测定和红外光谱测定研究该新型药剂对铝硅酸盐矿物的浮选作用及其机理.该捕收剂相对于常规捕收剂对铝硅酸盐矿物有更好的捕收效果,有效浮选pH区间为4~10.该捕收剂与铝硅酸盐矿物的作用以静电作用为主,同时也有氢键作用,从而增强了对矿物的捕收能力.     

蒙脱石吸附硝基萘的取代基位置效应

制备了两种阳离子交换量(CEC)不同的钾基蒙脱石,用其吸附两种单取代硝基萘和两种双取代硝基萘,研究了硝基取代基位置对吸附的影响.结果表明:吸附等温线能用Freundlich方程很好的拟合;硝基位置直接影响蒙脱石与硝基萘之间的电子供体给体(EDA)作用和K-NO2作用的效果.具体而言,如果化合物中硝基和萘环不共平面,则EDA作用和K-NO2作用对吸附影响不大;反之如果硝基和萘环共平面,则EDA效应和K-NO2作用有较大影响.吸附单取代硝基萘,CEC小的矿物因其层间有更多的吸附域而使吸附量更大;吸附双取代硝基萘,CEC大的矿物因其钾离子密度大,K-NO2作用相应加强而导致吸附量较大.     

四氢呋喃酯类捕收剂与低阶煤作用机理的量子化学研究

四氢呋喃酯类化合物(THF)是一种低阶煤浮选的高效捕收剂。为了探究THF与低阶煤相互作用的内在机理,本文以四氢呋喃酯类捕收剂为对象,采用量子化学方法,基于密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-311G水平下,计算得到了键长、键角、Mulliken电荷、前线轨道能量和吸附能等参数,研究了这些参数与THF捕收性能之间的内在联系,分析了THF分子与煤分子的相互作用机理.结果表明:最高占据轨道(HOMO)能量和吸附能与THF捕收性能密切相关,可以作为THF捕收性能的判据;对比THF分子与煤分子吸附前后键长、键角、Mulliken电荷的变化,发现脂肪族THF分子主要通过四氢呋喃基和酯基与煤分子发生吸附作用,苯环在芳香族THF分子与煤分子的吸附过程中发挥了重要作用.     

新型“D-π-A”香豆素荧光染料的合成及光谱性能

以刚性环取代的香豆素为电子给体,噻吩为桥键,丙二酸为电子受体,设计合成了新型"D-π-A"类香豆素荧光染料,对其紫外光谱和荧光光谱性能进行了测试.与传统荧光染料7-二乙氨基-3-苯并噁唑香豆素荧光染料比较,该新型香豆素荧光染料具有更刚性的香豆素电子给体、吸电子能力更强的丙二酸电子受体和相对较大的共轭体系,其紫外吸收波长以及荧光发射波长均红移,Stokes位移增大.同时采用了密度泛函理论和含时密度泛函理论对分子的基态和激发态进行了计算,并从分子构型以及分子轨道能级方面对其光谱性能的改进进行了分析.     

红柱石与捕收剂作用机理的量子化学研究

采用量子化学从头算起方法中的RHF(Hartree-Fock-Roothaan)方法,利用中等大小的基组6-31G(d,p),计算了红柱石晶体中各离子的电荷分布以及阴离子捕收剂十二烷基磺酸钠和阳离子捕收剂十二胺与红柱石相互作用的键级和吸附热。根据量子化学计算结果分析了红柱石与这两种捕收剂的成键机理,认为十二烷基磺酸钠为化学吸附,十二胺为物理吸附,同时预测十二烷基磺酸钠对红柱石的捕收能力大于十二胺,上述捕收能力预测与浮选试验结果相一致。