辛基羟肟酸与硅酸钠对氟碳铈矿和萤石的浮选效果及量化计算

基于密度泛函理论采用量子化学(DFT/B3LYP)计算,分析了捕收剂辛基羟肟酸(OHA)、抑制剂硅酸钠(SS)与氟碳铈矿、萤石矿物表面暴露金属离子M(Ce³⁺、Ca²⁺)水解组分的作用机理,并通过浮选试验进行验证。结果表明：OHA与Ce(OH)₂⁺反应生成的Ce(OHA)₃络合物结构稳定性最强,SS与Ca²⁺反应生成的Ca(SS)₂络合物结构稳定性最弱。硅酸钠SS优先与萤石表面的Ca²⁺发生反应,OHA优先与氟碳铈矿表面Ce(OH)₂⁺发生反应。在氟碳铈矿和萤石浮选体系中,辛基羟肟酸对氟碳铈矿捕收能力强于萤石,硅酸钠对萤石抑制能力强于氟碳铈矿。     

氯化钠对铝硅矿物浮选的影响及其作用机理

采用季铵盐DTAL作捕收剂,研究了氯化钠对一水硬铝石和叶蜡石浮选的影响及其作用机理.随着氯化钠浓度的增加,叶蜡石的浮选回收率显著提高,而一水硬铝石的可浮性受其影响很小.机理研究表明:氯化钠对一水硬铝石的zeta-电位没有影响,而能显著降低叶蜡石的zeta-电位,增强捕收剂与叶腊石的静电作用,促进捕收剂的吸附而活化其浮选;叶蜡石表面电位的降低是因为氯离子对叶蜡石存在选择性吸附作用并对其结构进行插层,使得叶蜡石的层间距从0.93 nm增大至1.40 nm.溶液化学计算表明:氯化钠改变溶液的离子强度,显著降低了季铵盐阳离子表面活性剂的临界胶束浓度,使得吸附了捕收剂的矿物表面更容易疏水上浮.     

DTPMP在萤石和方解石浮选分离中的应用及机理

萤石(CaF₂)是一种关键战略性矿产资源,在自然界中常与同为含钙矿物的方解石(CaCO₃)共生。泡沫浮选是分离这两种含钙矿物最主要的方法,但萤石和方解石表面的钙活性位点相似,导致其选择性分离一直是世界性难题。萤石浮选中常用水玻璃抑制方解石,实现萤石正浮选富集。然而,水玻璃选择性低且用量大,导致部分萤石被抑制无法回收,且因其分散性好会造成尾矿难以沉降、尾水难以处理等问题。本文提出了抑制萤石浮选方解石的反浮选思路,并开发了一种绿色萤石抑制剂—二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMP)。单矿物、二元混合矿及实际矿浮选试验表明,在中性pH下,以油酸钠(NaOL)作捕收剂、低用量的DTPMP作抑制剂,可实现萤石的反浮选分离。药剂吸附量检测和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表明,DTPMP在萤石表面的吸附量更多、吸附强度更大。密度泛函理论(DFT)计算结果表明,DTPMP更容易在萤石表面吸附,且DTPMP膦酸基团中的H原子与萤石表面的F原子生成的氢键作用较强。因此,DTPMP作为一种绿色高效的抑制剂,在萤石浮选领域具有较好的工业应用前景。     

组合羟肟酸下方解石和萤石中浮选氟碳铈矿的分离机理

苯甲羟肟酸(BHA)和辛基羟肟酸(OHA)以及二者组合羟肟酸(BHA+OHA)下,对氟碳铈矿、方解石、萤石三种矿物进行了浮选研究。通过红外光谱分析、总有机碳和紫外光谱吸附量测试和XPS分析研究了羟肟酸类在矿物表面的作用机理。结果表明：在pH=9.5、组合捕收剂(n(BHA)∶n(OHA)=2∶1)浓度为3×10^-4 mol/L和盐化水玻璃3×10^-3 mol/L条件下,氟碳铈矿、方解石和萤石的回收率分别为89.8%、18.5%和13.7%,人工混合矿REO品位由28.90%提升至55.41%,氟碳铈矿的回收率为80.41%,与方解石和萤石实现较好分离;组合捕收剂(BHA+OHA)在三种矿物表面发生共吸附,且组合捕收剂中每种药剂的吸附率大于相同浓度的单一药剂;盐化水玻璃阻碍捕收剂在方解石、萤石表面的吸附对捕收剂在氟碳铈矿表面吸附无影响,可以达到抑制方解石和萤石的目的,实现氟碳铈矿的选择性浮选。     

硅酸钠分解白钨矿的热力学研究

针对硅酸钠分解白钨矿的问题,对Ca-Si-W-H2O体系进行了热力学平衡分析,获得了一系列平衡关系图。理论分析表明,白钨矿可被硅酸钠分解,随着pH值升高,分解固相产物依次为CaSiO3和Ca3Si2O7。在低pH值的CaSiO3稳定区,白钨矿被硅酸钠分解,但溶液中钨浓度较低;在高pH值的Ca3Si2O7稳定区,氢氧化钠也参与了分解反应,钨浓度随pH值上升迅速增加。因此,硅酸钠分解白钨矿时可添加适量的氢氧化钠,以提高钨矿分解效果。分解实验验证了理论分析结果,实际分解效果变化的趋势与热力学分析一致。硅酸钠用量是影响浸出总体水平的重要因素,提高试剂浓度或添加氢氧化钠,能进一步提高钨的浸出率。对于WO3质量分数为55.0%白钨矿,在分解温度为180℃,分解时间为4 h,体系中硅与钨、氢氧根与钨、水与钨的摩尔比分别为2.0、0.5、35.3的条件下,钨的浸出率为96.9%。     

铁闪锌矿的浮选行为及其表面吸附机理

通过浮选实验和红外光谱测定, 考查了铁闪锌矿在无捕收剂或以乙黄药为捕收剂时的浮选行为.结果表明: 铁闪锌矿在酸性条件下, 可实现无捕收剂浮选, 硫酸铜的活化效果不明显; 在乙黄药体系下, 铁闪锌矿只能在酸性条件下可浮, 表面生成产物主要为乙黄原酸锌; 但有硫酸铜存在时, 铁闪锌矿可浮性得到大大改善, 当硫酸铜用量达到一定程度, 在整个pH值范围内铁闪锌矿均有较好的可浮性, 铁闪锌矿表面生成物为CuEX.     

黄铜矿与方铅矿在硅酸钠和亚硫酸钠体系中的浮选分离和电化学机理（英文）

通过浮选和电化学方法研究黄铜矿和方铅矿在硅酸钠、亚硫酸钠分别作为单一抑制剂以及混合抑制剂条件下选择性分离的电化学机理。浮选实验表明,黄铜矿可浮性不受抑制剂的影响,而且在实验的抑制剂用量范围内,黄铜矿的回收率基本不变(>80%)。方铅矿的浮选受到严重的抑制,抑制剂的抑制作用由强到弱的顺序为:混合抑制剂>单一硅酸钠>单一亚硫酸钠。电化学分析证明抑制剂在方铅矿表面作用强烈,产生亲水性物质,如亚硫酸铅、硫酸铅和正硅酸铅。电化学分析没有发现黄铜矿表面以及抑制剂的氧化,但发现黄铜矿的自我氧化作用被抑制。循环伏安结果与浮选结果非常吻合,表明黄铜矿主要与捕收剂O-异丙基-N-乙基硫代氨基甲酸酯作用,而方铅矿主要与抑制剂作用。     

新型季铵盐捕收剂对白钨矿和方解石的常温浮选分离

采用二辛基二甲基溴化铵(DDAB)作捕收剂,研究白钨矿、方解石单矿物的浮选行为和其人工混合矿的浮选分离以及柿竹园白钨矿的常温精选。结果表明:在单矿物和人工混合矿的浮选中,DDAB在对白钨矿的捕收能力和选择性上均显著优于油酸,其最佳的浮选pH值范围为8~10;在对柿竹园白钨矿的常温精选中,DDAB取得了开路最终浮选精矿WO3品位51.63%,回收率43.83%的良好指标。这些都证明DDAB是一种新型高效的白钨矿常温精选捕收剂。通过对白钨矿和方解石的表面动电位分析、DDAB的结构分析以及DDAB与白钨矿作用的红外光谱分析和量子化学分析,推断DDAB主要依靠静电力与白钨矿表面作用。     

一种用于白钨矿与方解石浮选分离的新型抑制剂

通过浮选试验、动电位测试、接触角测量和红外光谱分析研究一种新型环保抑制剂聚天冬氨酸(PASP)对白钨矿和方解石的抑制作用.结果表明,与传统抑制剂酸化水玻璃相比较,PA S P具有更强的抑制能力和选择性.当pH?6时,采用6 mg/L PASP和20 mg/L NaOL可以实现白钨矿和方解石的浮选分离.当PASP存在时,...     

油酸钠作用下异极矿的浮选行为及作用机理

通过纯矿物试验研究油酸钠为捕收剂体系中异极矿的浮选行为。结果表明:当油酸钠用量为3×10~(-4)mol/L、p H值为4~8和11时,异极矿浮选回收率均在80%左右。Zeta电位及红外光谱测试结果表明:油酸钠在异极矿表面主要发生化学吸附,同时也可能存在物理吸附。根据油酸钠溶液和锌离子水解组分含量化学计算,当p H值为4~8时,油酸钠溶液的优势组分为RCOO~-和(RCOO)_2~(2-);而异极矿表面锌离子主要以Zn~(2+)和少量Zn OH~+形式存在。结合异极矿在油酸钠捕收剂体系中的浮选行为,油酸钠在异极矿表面的相互作用原理是异极矿表面Zn~(2+)和羟基络合物Zn(OH)~+成为浮选的活性质点,能与油酸钠作用形成油酸盐,从而使异极矿疏水上浮;RCOOH_(aq)分子和离子-分子缔合物RCOOH·RCOO~-的物理吸附也可能存在;而在p H为11时矿物可浮性较好,可能是油酸根离子与矿物表面的形成Zn(OH)_2发生离子交换。     

樟叶提取物作为新型环境友好抑制剂在白钨矿与方解石浮选分离中的应用（英文）

采用简单的物理方法,直接榨取樟叶汁液作为白钨矿和方解石分离的抑制剂。通过接触角测量、傅里叶转换红外光谱测试和原子力显微镜研究樟叶提取物中活性成分及其抑制机理。浮选试验表明,樟叶提取物对方解石有较强的抑制作用,对白钨矿的抑制作用较小。原子力显微镜检测证实方解石表面吸附有樟叶提取物的有效成分。红外光谱结果表明,吸附在方解石表面的组分含有大量的羟基,这些羟基使方解石疏水。Zeta电位和红外光谱结果表明,樟树叶提取物在方解石表面的吸附量远大于在白钨矿表面的吸附量。樟叶提取物在白钨矿和方解石浮选分离中具有潜在的应用价值。     

以硅酸钠为抑制剂浮选回收工业硅精炼渣中的单质硅（英文）

提出一种以硅酸钠(SS)为抑制剂从工业硅精炼渣(硅酸盐)中浮选回收单质硅的新方法。通过溶液化学、接触角和zeta电位测试，研究SS与硅酸盐的相互作用机理。研究发现，添加SS后，回收的硅含量从(72.12±5.08)%(质量分数)提高至(81.14±1.77)%(质量分数)。浮选过程中，SS水解成亲水性较强的H₂SiO₃和HSiO₃^-，与硅酸盐发生物理/化学吸附，导致硅酸盐表面接触角从6.62°降至0°，从而降低了硅酸盐的可浮性。     

阴阳离子混合捕收剂对异极矿的浮选作用及机理

采用DDA(十二胺)和KAX(异戊基黄原酸钾)的阳阴离子混合药剂作为捕收剂,对异极矿进行单矿物浮选及检测,并与单独使用DDA或者KAX作为捕收剂进行比较。结果表明:采用DDA和KAX的摩尔比为1:3的混合捕收剂浮选异极矿时,比单独使用DDA或者KAX对异极矿的浮选效果要好,且在pH值为10左右时浮选效果最佳,回收率达86%;DDA和KAX混合后各自所带的阴、阳离子电性中和,降低了捕收剂分子之间的静电斥力,从而使混合捕收剂的临界胶束浓度值降低,在矿物表面吸附时形成半胶束吸附的浓度值降低,更易于在异极矿表面形成半胶束吸附,对矿物浮选捕收效果增强。     

金属离子对矿物浮选行为的影响及机理研究进展

综述金属离子对矿物浮选行为的影响及机理,总结和分析直接因素(金属离子种类、价态和浓度等)与间接因素(目的矿物类别、矿浆溶液化学条件(p H和电位)、浮选药剂等)作用下,金属离子对矿物浮选行为的影响规律。据此,探究特定矿浆溶液化学条件对金属离子活化(抑制)矿物浮选的内在原因,提出金属离子影响矿物浮选行为的直接和间接作用机理,为理解金属离子对矿物浮选行为的影响提供参考。     

硫化矿物的浮选电化学与浮选行为

研究黄铜矿、黄铁矿、方铅矿等矿物在有/无捕收剂两种情况下的浮选行为,考察浮选与矿浆电位的关系。结果表明:当pH值分别小于4.0时,黄铜矿无捕收剂浮选的电位区间为0~0.9 V;当pH值为4.0或11.0时,矿浆电位大于0.85 V以后,黄铁矿的浮选回收率低于20%;当pH值为11.0时,黄铜矿无捕收剂浮选的矿浆电位区间为0.35~0.85 V。当pH值为10.0、丁黄药浓度为5×10-5 mol/L时,方铅矿浮选的矿浆电位为0.45~0.55 V,而黄铜矿在0.45~0.80 V的电位区间具有良好的浮选性能;对闪锌矿而言,当pH值为9.0时,矿浆电位在-0.40~0.80 V区间都不具有良好的可浮性。在浮选体系中,黄铜矿表面氧化会产生元素S0,当矿浆电位从-0.2V增大至0.6 V,黄铜矿表面氧化产生的元素S的数量逐渐增大,黄铜矿的无捕收剂浮选性能越来越好。从南京和青海2个铅锌矿山的应用情况来看,采用电位调控浮选技术可以大幅度缩短铅矿石的浮选时间,减少浮选机数量。例如在南京某铅锌矿,由于采用电位调控浮选技术,原来2个系列每天处理900 t矿石,现在采用一个系列即可处理。     

六偏磷酸钠对菱锰矿与方解石浮选分离的影响

通过溶液化学计算、SEM-EDAX分析、ζ电位测试并结合浮选实验,以Na2CO3和六偏磷酸钠为调整剂,研究Ca2+存在体系中菱锰矿和方解石的浮选分离。结果表明:六偏磷酸钠对菱锰矿与方解石单矿物的浮选具有良好的选择性抑制作用,但在二者混合矿的浮选分离中,方解石溶出的Ca2+在调浆过程中可与Na2CO3反应生成CaCO3吸附在菱锰矿表面,使二者表面性质趋同,难以实现浮选分离;改变药剂添加方式,优先加入六偏磷酸钠络合溶液中的Ca2+,阻止其在菱锰矿表面吸附,避免菱锰矿表面性质改变,再加入Na2CO3调节矿浆pH,最终实现菱锰矿与方解石的浮选分离。     

硅酸钠对铝合金的缓蚀作用及对腐蚀疲劳寿命的影响

采用电化学极化曲线方法和扫描电子显微镜观察研究了硅酸钠对ＬＹ１２硬铝合金在３．５％氯化钠溶液中的缓蚀作用。通过腐蚀疲劳实验研究了硅酸钠对硬铝合金在氯化钠溶液中的腐蚀疲劳（ＣＦ）寿命及腐蚀疲劳裂纹扩展（ＣＦＣＰ）的影响。实验结果表明，硅酸钠的浓度对铝合金的缓蚀作用有很大的影响，硅酸钠的加入可提高铝合金在氯化钠溶液中抗点蚀的能力及腐蚀疲劳寿命。这样作用主要是通过抑制铝合金的点蚀，减少裂纹源来实现的，但     

N-丁氧丙基-N′-乙氧羰基硫脲对硫化矿物的浮选行为与吸附机理

通过考察N-丁氧丙基-N′-乙氧羰基硫脲(BOPECTU)对黄铜矿、黄铁矿和闪锌矿的浮选行为,研究其与Cu2+、Zn2+、Fe3+或Fe2+的作用及其在这3种硫化矿物表面的吸附机理。结果表明:BOPECTU可通过其分子中的硫和氮原子与溶液中的Cu2+作用而生成螯合物,而BOPECTU与Zn2+、Fe3+或Fe2+之间的作用较弱,实验条件下可能不存在化学作用。BOPECTU是黄铜矿的优良捕收剂,其浮选黄铜矿适宜的pH值范围为6.0~10.0,而其对黄铁矿和闪锌矿的捕收能力较弱。红外光谱结果表明,BOPECTU主要以化学作用方式吸附在黄铜矿表面,而其在黄铁矿和闪锌矿表面的吸附可能为物理吸附。     

油酸钠作用下金红石的浮选行为及作用机理

通过纯矿物试验,研究金红石在油酸钠为捕收剂体系中的浮选行为。当油酸钠用量为20 mg/L、pH值为6~8时,金红石浮选回收率均在80%以上;当pH=7.5时,金红石浮选回收率最高,为85.27%。Zeta电位及红外光谱测试结果表明,油酸钠在金红石表面主要发生了化学吸附,同时也可能存在物理吸附。根据油酸钠溶液化学计算,当pH值为6~8时,油酸钠溶液的优势组分为C17H33COO-和(C17H33COO)22-;而金红石表面Ti4+的羟基化合物主要以[Ti(OH)2]2+和[Ti(OH)3]+形式存在。结合金红石在油酸钠捕收剂体系中的浮选行为,油酸钠在金红石表面的相互作用原理是,金红石表面解离的Ti4+在水溶液中形成羟基化合物[Ti(OH)2]2+和[Ti(OH)3]+络合在金红石表面成为浮选的活性质点,再与C17H33COO-和(C17 H33COO)22-作用形成Ti(C17H33COO)4,从而使金红石疏水上浮;油酸(C17H33COOH(aq))分子和离子-分子缔合物(C17H33COOH·C17H33COO-)的物理吸附也可能存在。     

石英长石矿物结晶化学特性与药剂作用机理

根据油酸钠和十二胺在长石、石英表面的吸附作用机理,分析了矿物晶体结构特性与药剂作用机理之间的关系。发现石英和长石在晶体结构和化学组成上的相似性,使其在荷电机理上相同,荷电量上亦接近,从而决定了以静电吸附为主的胺类捕收剂在浮选分离这两种矿物时是没有选择性的。两矿物在化学组成上的差异带来了油酸吸附性质上的差异,即油酸离子与长石表面上的 Al~(3+)存在化学吸附,这种吸附所占的比重虽不大,却为油酸钠选择性活化长石提供了可能。长石和石英在结晶化学上的特性差异是实现其浮选分离的基础。