金属离子对浮选药剂作用的影响

通过对浮选试验、ε－电位和药剂吸附量测定结果的分析，对金属离子在混合捕收剂浮选体系中的影响进行了讨论。金属离子的存在，提高了阴离子捕收剂的吸附量，并通过阴阳离子捕收剂间的协同作用增加胺类捕收剂的吸附。金属离子水解产物的生成促使六偏磷酸盐水解向反方向进行，从而扩大其抑制作用的有效ｐＨ范围，中性金属氢氧化物溶胶的形成使长石、石英矿物表面趋同。     

萤石浮选中捕收剂的吸附机理

测定了在不同pH下不同盐和捕收剂存在时萤石和方解石的Zeta电位和红外光谱。研究结果表明，萤石的零电点为pH3．6。CaCl2降低了萤石和方解石的Zeta电位，而增大了它们的零电点值。NaCl对萤石和方解石的零电点和Zeta电位影响不大。在碱性介质中，Na2Si03和Na2CO3增大了萤石和方解石表面负电荷。红外光谱测定表明，阴离子捕收剂(如油酸和油酸钠)以化学吸附方式吸附在萤石和方解石表面上。磺酸盐特效吸附在矿物表面上，阳离子捕收剂以物理吸附方式吸附在矿物表面上。油酸和油酸钠在不同pH值下以不同吸附量吸附在萤石和方解石表面上。     

TOC分析仪测定矿物表面药剂吸附量研究

使用TOC分析仪快速测定有机药剂在矿物表面的吸附量, 并以分析纯试剂油酸钠和自制混合脂肪酸类捕收剂GJBW为研究对象, 对该测定方法进行了可靠性分析。试验结果表明, TOC分析仪法能够准确测定油酸钠、GJBW在矿物表面的吸附量, 相比于传统溶剂萃取-分光光度计法, 具有操作简便、测定快速、无毒无污染等优势, 适合测定实验室单一有机药剂体系(包括组成成分复杂的复配有机药剂)在矿物表面的吸附量。     

胺类捕收剂的应用现状及发展前景

胺类表面活性剂是矿物浮选常用的一类阳离子捕收剂,详细阐述了胺类药剂在磷矿、铝土矿、铁矿以及菱镁矿和氧化铅锌矿浮选中的应用,分析了胺类药剂对矿物表面的电性影响与吸附性能,并且对不同碳链长度、不同类型以及不同取代基位点的胺类捕收剂进行对比。评述并总结了胺类捕收剂的实际应用及其作用机理,并进一步展望了未来胺类药剂研究的发展方向。      

捕收剂 DXY-1在石英表面的捕收性能及机理研究

为研究醚胺类捕收剂 DXY-1 对石英的捕收性能和机理,首先进行了单矿 物浮选试验,之后对药剂与矿物吸附前后的 Zeta 电位进行检测并用 MS 软件模拟计算。结果表明,捕收 剂 DXY-1 在常温下对石英有良好的捕收能力,pH=10 时浮选回收率最佳,可达 98.0%。基于 MS 软件的 CASTEP 模 块计算了捕收剂 DXY-1 与石英矿物表面的吸附作用能,其值为负值且低于 OH^-在石英表面的吸附能,说明 DXY-1 在 石英表面可以发生吸附且与 OH-相比,捕收剂 DXY-1 对石英的吸附作用更强。结合药剂与矿物吸附前后的 Zeta 电位检测和 MS 模拟布居数的计算结果表明,捕收剂 DXY-1 与石英（101）表面的吸附方式为静电吸附和氢键吸附 。     

十二胺和十二烷基磺酸钠在长石石英表面的吸附

采用浮选试验、ζ-电位和FTIR光谱分析,研究了十二胺(阳离子捕收剂,DDA)和十二烷基磺酸钠(阴离子捕收剂,SDS)作捕收剂在长石石英表面的吸附。浮选结果表明,pH值在2附近时,长石和石英的浮游差最大,混合捕收剂能增大二者的浮游差,有利于长石的优先浮选。在单一捕收剂中长石和石英ζ-电位均整体向正或负方向移动,在混合捕收剂溶液中,二者ζ-电位在碱性介质中正移幅度较酸性介质明显。FTIR光谱结果表明,pH值为2时,DDA在长石和石英表面均只存在物理吸附;SDS在长石表面既存在物理吸附,还与Al-O形成化学吸附,而在石英表面仅存在物理吸附;混合捕收剂在长石表面既有物理吸附,还存在氢键作用,而在石英表面仅存在物理吸附。     

两性捕收剂在硅石和赤铁矿表面上的吸附机理

硅石是铁矿石中的主要脉石矿物.经常应用不同的表面活性剂从铁矿石中浮选出硅石.在本研究中应用两性捕收剂浮选硅石.研究了这种捕收剂在硅石和赤铁矿纯矿物表面上的吸附.试验结果表明,捕收剂在矿物表面上的吸附主要决定于溶液的pH.在酸性pH范围内捕收剂优先在矿物表面上吸附.捕收剂与矿物表面作用机理带有静电作用性质.Zeta电位测定结果表明,当矿物表面和捕收剂带有相反电荷时,通过它们之间的静电作用,捕收剂吸附在矿物表面上.     

氧肟酸高分子药剂在铝土矿反浮选中的作用

通过浮选试验，研究了氧肟酸淀粉和氧肟酸聚丙烯酰胺两种高分子药剂对铝土矿中一水硬铝石和高岭石浮选行为的影响。结果表明：氧肟酸淀粉在酸性条件下对一水硬铝石有较强的抑制作用，而对高岭石有活化现象；氧肟酸聚丙烯酰胺在整个试验pH值范围内对两种矿物均有活化作用。两种大分子药剂属于阴离子型，动电位测定结果表明，它们在带负电的高岭石、一水硬铝石表面吸附，使其动电位负性增加，表明药剂与矿物存在氢键力或化学作用力。由于在一水硬铝石表面，氧肟酸淀粉可以罩盖捕收剂十二胺，增加矿物表面的亲水性，从而对其产生抑制作用。而线型氧肟酸聚丙烯酰胺在矿物表面为卧式吸附，其分子链上的负电区能够增加阳离子捕收剂的吸附量，从而活化了一水硬铝石的浮选。     

十二胺捕收剂在三种不同矿物表面吸附的分子动力学模拟

采用Materials Studio中的Forcite模块,对水分子和十二胺捕收剂分子在锂云母、长石和石英三种不同矿物表面的吸附过程进行了分子动力学模拟研究,分析了吸附前后水分子在三种矿物表面的浓度分布。结果表明,三种矿物均具有类似的亲水特性,水分子在三种不同矿物表面吸附没有选择性。相反,比较了十二胺捕收剂在锂云母、长石和石英三种不同矿物表面的吸附情况,结果表明十二胺捕收剂能够选择性吸附在锂云母表面,从而改变其表面亲水性,达到与长石、石英分离的目的,阐明了十二胺捕收剂的吸附对于锂云母表面的亲水性改变极为有效。从理论上通过模拟接触角的变化,验证了烷基胺捕收剂浮选锂云母的这一过程。     

在长石与石英分离中阳离子捕收剂与阴离子捕收剂混合物在矿物表面上的吸附和浮选的选择性

对钠长石和石英纯矿物，用哈里蒙德浮选管、Zeta电位测定和漫射FTIR光谱评价了阳离子捕收剂与阴离子捕收剂混合物从石英中浮选分离钠长石的效果。用分批浮选试验研究了从希腊长石矿石中浮选分离钠长石的浮选药剂制度。单矿物浮选试验结果表明，在PH2时，用阳离子捕收剂二胺与阴离子捕收剂磺酸盐混合物或二胺—二油酸盐作捕收剂可以从石英中优先浮选钠长石。与在pH2时钠长石具有选择性可浮性形成鲜明对照的是，pH2时钠长石荷少量负电荷，石英的零电点位于该pH附近，Zeta电位测定和FTIR研究结果表明，混合捕收剂在两种矿物上的吸附行为类似。红外光谱不仅证明阴离子捕收剂磺酸盐或油酸盐与二胺一起在矿物表面上共吸附，而且证明，阴离子捕收剂的存在提高了二胺的吸附量。阴离子捕收剂闯入相邻表面烷基氨基离子之间降低了头—头静电斥力，由于疏水尾—尾缔合增强，而使二胺吸附量增大。pH2时矿物的可浮性与捕收剂吸附结果矛盾是由于在这两个试验中分别用粗粒矿物和细粒矿物进行试验引起的。可用除静电作用外，捕收剂中的氨离子通过氢键与矿物表面上的硅醇基团作用来解释，在pH2时捕收剂在细粒钠长石和石英颗粒上的吸附量相近。分批浮选试验结果表明，只在浮选给矿脱泥后，才可优先浮选钠长石。从含6．5％Na2O的给矿中浮选获得了含10％Na20的钠长石精矿，Na20含量高于9％的钠长石产后是有价值的。     

油酸钠和十二胺盐酸盐在长石和石英表面的吸附

对油酸钠和十二铵盐酸盐在长石和石英表面的吸附性质进行了研究。发现油酸根离子在石英表面吸附,主要是静电作用的结果,而长石表面的油酸根离子除静电吸附外,还产生了化学吸附,生成了油酸铝。加入抑制剂后,石英表面的油酸吸附层被解吸,而长石表面的吸附层却大部分保留,成为加入胺类捕收剂的吸附活性区,活化了长石的浮选,造成了石英和长石的可浮性差异。     

调整剂添加顺序对石英、长石浮选的影响

调整剂在捕收剂之前或之后添加,对石英及硅酸盐类矿物浮选产生的影响引起关注。在十二胺盐酸盐用量为70 mg/L的前提下,通过改变无机、有机调整剂与捕收剂的添加顺序,分别对石英与长石纯矿物进行了浮选试验。试验结果表明:六偏磷酸钠、淀粉先添加较后添加,对石英浮选抑制效果更好;对于长石,六偏磷酸钠先添加抑制效果更好,淀粉后添加比先添加抑制作用更强。红外光谱显示:十二胺盐酸盐与两种矿物均存在静电吸附、氢键作用,六偏磷酸钠只与长石存在吸附,淀粉对石英、长石无吸附作用。      

可溶性淀粉在长石与石英浮选分离中的作用

通过单矿物浮选实验、动电位测试及吸附量的测定，揭示了可溶性淀粉在长石与石英浮选分离中的作用。结果表明:采用十二胺（DDA）和十二烷基磺酸钠(SDS)作为混合捕收剂，可溶性淀粉对长石与石英皆有抑制作用，相对而言可溶性淀粉对石英的抑制作用较强，对长石的抑制作用较弱；动电位测试表明，长石在可溶性淀粉中的zeta电位相对于在纯水中的zeta电位只是略微向正方向移动，pH值为 5～7的范围内，石英在可溶性淀粉溶液中的zeta电位明显向正方向移动；吸附量的测定结果表明，在中性矿浆条件下，淀粉用量在20-80 mg/L的范围内，其在石英表面的吸附量大于在长石表面的吸附量，淀粉阻碍了捕收剂在石英表面的吸附，因此淀粉能够有效地抑制石英，而对长石抑制作用较弱。      

阳离子捕收剂对石英分粒级浮选行为的影响

为研究阳离子捕收剂对细粒石英浮选的影响及其与石英的作用机理,将石英纯矿物分为-74+38 μm、-38+20 μm、-20 μm共3个粒级,通过十二胺、十四胺、十八胺、醚胺C₁₀(EDA)和改性醚胺C₁₀(EDAC)等5种胺类捕收剂对石英的浮选试验,进行pH值和捕收剂质量浓度条件试验,得出5种药剂的最佳浮选条件。结果表明,EDAC针对细粒级-38+20 μm、-20 μm石英有较好的捕收效果,回收率能达到98%以上。红外光谱检测得出EDAC对石英的吸附以静电力和氢键为主; Zeta电位测试表明,不同pH值下EDAC在石英表面的吸附程度不同,在最佳pH值(pH＝10)条件下,吸附量最大。     

Gemini型捕收剂对石英和磁铁矿的浮选性能

通过单矿物浮选试验,考察了Gemini型捕收剂Gemini-31503和十二胺对石英和磁铁矿的浮选特性,结果表明,Gemini-31503在较宽的pH范围里对石英具有很强的捕收能力,并且对石英具有良好的选择性,其性能明显优于十二胺。用Gemini-31503对石英和磁铁矿的人工混合矿进行反浮选,在不需再添加其他任何药剂的情况下取得了良好的分选指标。动电位测定和红外光谱分析结果显示,Gemini-31503在两种矿物表面的吸附主要为静电吸附,且在相同条件下,Gemini-31503在石英表面的吸附量比在磁铁矿表面的吸附量大。     

新型阳离子捕收剂对石英的捕收性能及作用机理

用东北大学研制的新型高效阳离子捕收剂DBA-1对石英纯矿物进行了药剂用量、浮选温度、合适酸碱度试验,并借助Zeta电位测定、红外光谱分析和接触角测定对DBA-1浮选石英的机理进行了分析,以检验DBA-1对石英的捕收性能及效果。结果表明：①0.074～0.038 mm粒级石英纯矿物在pH=8.5、矿浆温度为18 ℃、药剂用量为75 mg/L的情况下可获得97.3%的回收率。②在无DBA-1的矿浆中,石英零电点的pH=2.26,而与DBA-1作用后的零电点偏移至10.10,说明DBA-1可以以阳离子形式在石英表面发生静电吸附;DBA-1与石英作用前后的红外光谱分析表明,二者间存在氢键吸附。③DBA-1的添加可大幅度提高石英表面的接触角,增强其表面的疏水性和可浮性,接触角在12.6°～27.0°范围内的小幅增大都会引起回收率的大幅度提高。     

新型阳离子捕收剂在磷酸盐矿反浮选中的应用及机理研究

对Georgia-Pacific公司的新型阳离子胺类捕收剂605G83在佛罗里达CF Industries公司的磷酸盐反浮选石英中的应用效果进行了研究。在不同浓度下用石英晶体微天平(QCM-D)并结合ζ—电位研究了捕收剂在石英表面的吸附机理,并在相同条件下与CF Industries目前所用的乙酸酰胺PA70进行比较。浮选试验考察了捕收剂用量、pH值以及浮选时间等参数对捕收剂浮选效果的影响,结果表明,当pH为7,捕收剂605G83用量为1.0kg/t,正浮选回收率最高可达到92.1%,品位31.5%。QCM-D测定结果显示,605G83在石英表面可以形成规则且牢固的吸附层,使石英表面的疏水性更强,从而得到较高的浮选效果,增大浓度后,吸附膜结构和吸附密度变化不大。PA70在高浓度下会生成能量耗散较高且吸附不稳定的多层结构吸附膜。     

镁离子对钼尾矿中石英和长石浮选分离的影响研究

为了回收内蒙古某钼尾矿中含量约35%的长石以及含量约35%的石英,进行了油酸钠在镁离子存在的条件下对石英和长石浮选分离的研究。通过对浮选条件的优化,在pH=11.0、镁离子用量300 g/t、油酸钠用量900 g/t的条件下,获得了产率为27.28%、SiO₂含量为94.67%的石英产品以及产率为36.47%、K₂O+Na₂O含量11.13%的长石产品。通过Zeta电位测试及镁离子的溶液化学分析表明,矿浆pH值为11.0时,Mg（OH）+的浓度较大,Mg（OH）₂沉淀刚开始生成,此时活化石英的效果最为明显,即浮选精选产率较大,且浮选精矿中长石浮选回收率较低;当矿浆pH值大于11.0时,在矿物表面生成越来越多的Mg（OH）₂沉淀可能使药剂失去选择性,从而导致大量长石开始上浮。镁离子对石英的活化作用有利于石英和长石的浮选分离。      

再论十二胺在长石石英表面的吸附作用机理

本文简要介绍了用x射线光电子能谱(XPS)对十二胺在长石和石英表面的吸附作用机理所进行的研究,发现十二胺在两矿物表面的吸附作用有一定差异,并以XPS角分辨分析法所获得的结果计算了十二胺吸附层厚度。