十二烷基磺酸钠浮选重晶石的作用机理

以重晶石单矿物为研究对象,捕收剂选用十二烷基磺酸钠、油酸钠、733及十二胺,通过pH值、捕收剂类型及用量条件试验发现,四种捕收剂中十二烷基磺酸钠对重晶石捕收能力最强,其次是油酸钠,733与十二胺对重晶石捕收能力相对较弱.通过Zeta电位测试、红外光谱检测试验及Materials Studio软件模拟发现,重晶石在溶液中解离时,沿(001)面完全解离.由于重晶石晶体结构中Ba—O键(键长0.2814 nm)相比S—O键(键长0.1448 nm)要长,因此其容易断裂,导致矿物表面主要暴露大量带正电的Ba~(2+)离子和荷负电的O~(2-)离子,带正电的钡离子Ba~(2+)与十二烷基磺酸根离子(C_(12)H_(25)OSO_3~-)容易发生化学吸附而生成十二烷基磺酸钡,使矿物疏水上浮.     

用分子轨道法对十二烷基胺同石英相互作用的解析—捕收剂和抑制剂在金属及矿物上的吸附作用

应用CNDO/2方法从理论上研究了石英上十二烷基胺的电子状态及键合状态。在PZC附近带有硅醇的石英表面转入碱性区域时其质子从表面上脱离并且表面上氧的负电荷增大。十二烷基胺离子上氮的电荷分布呈现出中性状态,而十二烷基胺分子上的却带有负电荷。与胺离子上氮键合的氢的正电荷要比胺分子上的大得多。十二烷基胺同石英问的相互作用主要归因于H(十二烷基胺离子)-O(石英)、N(十二烷基胺分子)-Si(石英)及N(十二烷基胺分子)-H(硅醇)等的库仑键,其强度几乎是水的二聚物氢键的一半。进而,同石英形成强键的胺离子上的原子与胺分子上的不同。基于吸附系的胺离子与石英间的成键强度和吸附稳定能判断,十二烷基胺离子在碱性区域要比在PZC附近更易于吸附在石英上。十二烷基胺离子和胺分子在与石英表面上或双电层中水分子或钠离子交换后都能有力地吸附在石英上。     

金属离子对红柱石与绢云母可浮性的影响

研究了Al3+、Fe3+、Ca2+、Mg2+及其组合离子对红柱石和绢云母可浮性的影响,并通过动电位测试及热力学计算探讨了其作用机理。研究结果表明:组合金属离子在整个试验pH范围内对红柱石、绢云母有抑制作用;组合金属离子使红柱石和绢云母表面的动电位显著正移,矿物与十二胺之间的静电吸附作用减弱,Al3+、Fe3+、Ca2+、Mg2+因生成对应的氢氧化物沉淀,使红柱石和绢云母的浮选受到强烈抑制。     

氢氧化铜沉淀浮选中十二烷基硫酸钠作用机理的研究

本文利用红外光谱和动电位方法研究了十二烷基硫酸钠(记为SDS)与氢氧化铜沉淀的作用机理。测定结果表明SDS与氢氧化铜沉淀的作用是以化学吸附为主。SDS与铜离子的化学反应以及铜离子的羟基化合物生成反应的溶液化学计算与浮选实验结果一致,表明氢氧化铜沉淀的浮选行为与化学吸附的发生和十二烷基硫酸铜的形成有密切关系。     

十二烷基硫酸纳在活化和未活化SnO_2上的吸附

本文研究了在介质pH值为2.9—4.2下,在10~(-3)M氯化钠溶液中,十二烷基硫酸钠在合成二氧化锡上的吸附作用。研究指出,十二烷基硫酸盐离子是通过与氯离子交换而大量地吸到SnO_2表面的。溶液中硝酸鑭或硝酸钍的存在,增加了十二烷基硫酸盐吸附的能力。在十二烷基硫酸纳低浓度下,SnO_2用硝酸鑭或硝酸钍预先处理,会导致一种表面活化离子的“活化”吸附。     

油酸钠作用下红柱石和石英的浮选行为及作用机理

采用单矿物浮选试验、Zeta电位测量、红外光谱、荧光探针以及溶液化学分析, 研究了油酸钠作用下红柱石和石英的浮选行为及作用机理。结果表明, 在油酸钠作用下红柱石在pH值6～7范围内具有较好的可浮性, 石英可浮性较差;Fe³⁺能够显著提高红柱石和石英的可浮性。红柱石和石英浮选行为差异的主要原因在于红柱石表面的Al³⁺可化学吸附油酸根, 石英难以吸附油酸根离子, 因此以油酸钠作捕收剂可实现红柱石和石英的浮选分离。Fe³⁺主要以氢氧化物沉淀形式吸附于红柱石和石英表面促进油酸根在矿物表面的吸附。     

油酸钠在红柱石与粉石英表面的吸附机理

本文通过Zeta电位测定、红外光谱分析等手段,研究了油酸钠在红柱石、粉石英表面的吸附机理及pH值对吸附的影响。结果表明,离子-分子缔合物是浮选过程中的重要活性组分。Zeta电位以及红外光谱分析表明,油酸钠对红柱石和粉石英均有吸附作用,其对红柱石吸附作用较强,存在化学吸附,对粉石英的吸附较弱,从而可以实现二者的浮选分离,浮选条件为油酸钠的浓度为3×10~(-3) mol/L,pH值=9。     

砷、铬在羟基铁-蛭石复合体表面的竞争吸附研究

在模拟的氧化及酸性土壤条件下,用制备的羟基铁-蛭石复合体进行了竞争吸附铬酸根、砷酸根的试验,研究了铬酸根离子和砷酸根离子不同用量及不同添加顺序对竞争吸附的影响,并与蛭石原样进行对比.试验结果表明,羟基铁-蛭石复合体对铬酸根离子和砷酸根离子有不同的吸附能力;在试验条件下铬酸根离子和砷酸根离子在低聚合羟基铁-蛭石复合体表面不发生竞争吸附;铬酸根和砷酸根的添加顺序对其吸附量有一定的影响.并对吸附机理进行了讨论.     

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。     

由分子轨道能级考察乙基黄原酸盐在固体上的吸附趋势

用扩展的休克尔(Hükel)分子轨道方法结合矿物的共价(或离子)性质对乙基黄原酸盐在模拟硫化矿和氧化矿上的化学吸附进行了研究。乙基黄原酸根离子对离子型矿物不产生附着,而能够沿共价型矿物的赫姆霍兹(Helmholtz)面吸附。乙基黄原酸根离子与共价型矿物间的化学键随着药剂与矿物表面距离缩短而增强。在矿物表面上毗邻黄原酸根附着的氢离子与黄原酸根离子之间可形成强的键,而氢氧根离子则没有这样作用。吸附在矿物上的氧分子和离解氧分子均为电子接受体,带负电,使矿物的最高被占轨道能级降低。因此,氧的存在使乙基黄原酸根离子在共价型矿物上的吸附更容易。     

金属离子对红柱石的吸附与活化

研究了Ｆｅ＾３＋、Ａｌ＾３＋、Ｍｇ＾２＋、Ｃａ＾２＋四种金属离子在红柱石上的吸附行为及其对红柱石可浮性的影响。发现Ｆｅ＾３＋对红柱石－十二烷基磺酸钠浮选体系具有活化作用，而Ａｌ＾３＋、Ｍｇ＾２＋、Ｃａ＾２＋三离子对红柱石的浮选起抑制作用。认为金属离子吸附在矿物表面上是其具有活化作用的前提条件。提出用吸附沉淀百分数（ＰＡＰ）表示金属离子对矿物的活化能力，ＰＡＰ越大，活力能力越强，ＰＡＰ小到一定程度，     

硅线石与捕收剂作用机理的量子化学研究

用量子化学ＣＮＤＯ／２法计算了硅线石晶体中各离子的电荷分布以及捕收剂油酸钠、十二烷基磺酸钠和十四胺与硅线有相互作用的双原子能及吸附热．根据量子化学计算结果分析了硅线石与捕收剂的成键机理，认为油酸钠为化学吸附，十二烷基磺酸钠为物理吸附．同时预测了这三种捕收剂的捕收力：油酸钠＞十四胺＞十二烷基磺酸钠，这一预测结果在浮选试验中得到了证实．     

不同中矿处理方式对红柱石浮选回收的影响

通过浮选试验研究了两种不同中矿处理方式对某红柱石矿浮选的影响。结果表明,中矿集中返回粗选能够得到高质量的红柱石精矿产品。以石油磺酸钠与十二烷基硫酸钠为混合捕收剂,在酸性矿浆环境中采用1次粗选,1次扫选,4次精选,2次强磁选的流程,闭路试验得到Al2O3品位为55.56%、Al2O3回收率为27.58%的红柱石精矿。采用中矿集中再磨再返回的工艺流程,提高了红柱石精矿的质量和回收率,获得Al2O3品位为56.29%、Al2O3回收率为28.35%的红柱石精矿。     

组合捕收剂强化红柱石浮选回收试验研究

对Al2O3品位为25.05%、 SiO2品位为57.10%、TFe品位为6.50%的某红柱石矿进行了试验研究。结果表明，采用组合捕收剂石油磺酸钠和十二烷基硫酸钠强化对红柱石的捕收，能够显著提高红柱石回收率。闭路试验能够得到Al2O3品位为56.29%，Al2O3回收率为28.35%的红柱石精矿。     

铝离子对油酸钠浮选石英的影响及作用机理

为了揭示铝离子对油酸钠浮选石英的影响,并探讨影响机理,以0.038～0.074 mm的石英纯矿物为研究对象,进行了油酸钠浮选石英试验,并从Zeta、溶液化学和红外光谱分析角度对影响机理进行了分析。结果表明：①在无Al³⁺活化的情况下,油酸钠对石英没有捕收能力;Al³⁺过量会消耗油酸钠,进而影响对石英的捕收。②在有Al³⁺活化的情况下,油酸钠适宜在偏碱性矿浆中捕收石英,提高油酸钠的用量有利于石英浮选回收率的提高。③在矿浆pH=8,Al³⁺浓度为3×10^-4 mol/L,油酸钠浓度为6.25×10^-4 mol/L情况下,石英的浮选回收率可达93.4%。④未加入Al³⁺时石英在pH=2.0～12.0时表面带负电,因而阴离子捕收剂油酸钠不能使石英上浮;Al³⁺的活化使石英表面的Zeta电位明显上升,大约在pH=3.8～9.2时石英表面的Zeta电位为正值,石英表面吸附的Al³⁺成为石英吸附油酸钠的活性点,从而提高了石英的可浮性。⑤石英浮选回收率较高时溶液中Al³⁺主要赋存状态是Al(OH)_3（S）,铝离子羟基络合物的含量很低,说明Al(OH)₃沉淀是活化石英的主要成分。⑥石英+油酸钠的红外光谱曲线与石英的红外光谱曲线相似,只是吸收峰的强度有所减弱,出现的也仅为Si-O键的特征峰。石英+Al³⁺+油酸钠的红外光谱曲线上新出现了-CH₂-的伸缩振动吸收峰和弯曲振动吸收峰,以及-CH₃和-C=O-的伸缩振动吸收峰,这些都是油酸根的特征峰,说明油酸根在石英表面发生了吸附。     

阴离子捕收剂浮选—水硬铝石溶液化学机理

利用激光动电位测定一水硬铝石的等电点为pH=6.2。用阴离子捕收剂十二烷基磺酸钠和油酸钠浮选一水硬铝石,十二烷基磺酸钠与一水硬铝石以静电作用为主,并发生半胶束吸附,最佳浮选范围为pH<6.2;而油酸钠浮选一水硬铝石时为化学吸附,当油酸钠浓度为1×10     

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。     

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。      

组合助磨剂对石英粉磨的影响及其作用机理研究

为了提高石英的磨矿效率,将助磨剂硅酸钠和六偏磷酸钠组合使用,研究其对石英粉磨的影响机理。磨矿过程中,组合助磨剂在最佳添加量为0.5%时,与无助磨剂和添加硅酸钠及六偏磷酸钠相比,磨矿产品中-0.043mm粒级的含量分别提高了9.90个百分点、3.34个百分点和2.23个百分点,明显提高了石英的磨矿效率。矿浆黏度检测发现,组合助磨剂明显降低了矿浆的黏度,提高了矿浆的分散性与流动性;红外光谱、XPS表面元素分析以及溶液化学表明,在矿浆pH=9.89时,石英被磨矿用水中钙离子活化,组合助磨剂以HPO_4~(2-)和HSO~(3-)为主要活性物,在被钙离子活化石英表面的Si-O-Ca~+活性位点上产生化学吸附;量子力学计算表明,组合助磨剂在活化石英表面的吸附作用更强,其通过吸附作用会明显降低石英的比表面能,因此与两种单一助磨剂相比,组合助磨剂能明显提高石英的磨矿效率。