新型阴离子捕收剂DL-1反浮选齐大山铁矿混磁精

DL-1为东北大学新研制的阴离子反浮选捕收剂,为了检验其性能及效果,以齐大山铁矿选矿厂铁品位为46.02%的混磁精为试样进行了反浮选试验,并借助Zeta电位检测和红外光谱分析手段对DL-1反浮选石英的机理进行了探讨。结果表明：①以DL-1为捕收剂,采用1粗1扫、中矿返回闭路流程常温反浮选试验试样,获得了铁品位为65.38%、铁回收率为89.56%的铁精矿;DL-1对温度变化的适应能力较强,且可在CaCl₂用量较低的情况下高效捕收试样中的石英。②在pH=9～12的碱性水溶液中,石英与DL-1间存在静电斥力,CaCl₂对石英活化后可大大削弱这种静电斥力;在pH=9～11.45的矿浆中,被Ca²⁺活化的石英与DL-1间既可能发生静电吸附也可能发生化学吸附,而在pH＞11.45的矿浆中,被Ca²⁺活化的石英对DL-1有强烈的静电吸引,因而比在pH=9～11.45区间可以更好地完成对石英的吸附和捕收。③在pH=11.50时,DL-1与石英表面同时存在物理吸附、氢键及化学吸附,因而DL-1对无Ca²⁺活化的石英也有很好的捕收效果。     

稀土矿浮选中Ce3+对磷灰石的活化机理研究

通过纯矿物浮选、溶液化学计算、Zeta 电位测试、红外光谱分析测试,研究了稀土矿浮选时矿浆中Ce³⁺对磷灰石的活化机理。结果表明,Ce³⁺在碱性条件下对磷灰石具有活化作用,其活化机理为：Ce³⁺吸附提高了磷灰石表面的正电性,增强了磷灰石表面与阴离子羟肟酸捕收剂的静电吸附作用,且在磷灰石表面形成Ca-Ce(OH)₂/Ce(OH)⁺活性位点。红外光谱测试表明,无Ce³⁺活化时,辛基羟肟酸在磷灰石表面主要发生物理吸附,羟肟酸与Ca²⁺结合能小,在磷灰石表面的化学吸附作用弱; 被Ce³⁺活化后,辛基羟肟酸与磷灰石表面吸附的Ce³⁺反应生成稳定的络合物-C(==O)-Ce-O-N-,羟肟酸与Ce³⁺结合能大,化学吸附作用强,加强了羟肟酸在磷灰石表面的吸附作用,从而活化磷灰石。     

Ca(Ⅱ)-XG配合物选择性絮凝赤铁矿与石英的作用机理

Ca(Ⅱ)为凝聚剂、黄原胶为絮凝剂的赤铁矿与石英选择性絮凝分选体系中,Ca(Ⅱ)不可避免会与黄原胶形成配合物(Ca(Ⅱ)-XG),研究Ca(Ⅱ)-XG选择性絮凝分离赤铁矿与石英对赤铁矿石选择性絮凝提质具有重要意义。通过矿物沉降试验并结合显微镜观察、Zeta电位、溶液化学计算与红外光谱分析对Ca(Ⅱ)-XG选择性絮凝分离赤铁矿与石英行为规律及作用机理进行了研究。矿物絮凝沉降试验结果表明:以黄原胶为絮凝剂,赤铁矿与石英沉降差异随矿浆p H值增加逐渐减弱,Ca(Ⅱ)对赤铁矿与石英凝聚沉降差异不大;黄原胶与CaCl₂质量比为1∶9时生成的配合物对赤铁矿和石英表现出较强的选择性絮凝作用,pH值为2时两者沉降率差异最大,分别为85%和30%。显微镜观察结果证实,配合物絮凝赤铁矿颗粒可形成较大絮体,石英颗粒基本不发生团聚。Zeta电位、溶液化学计算与红外光谱分析结果表明:配合物与赤铁矿、石英间均存在静电引力与化学吸附作用,且配合物与赤铁矿间的化学作用较配合物与石英的作用强。基于试验结果与分析,绘制了配合物选择性絮凝赤铁矿与石英模型图。因此,通过调整配合物中黄原胶与Ca(Ⅱ)配比...     

某新型脂肪羧酸类捕收剂的浮选性能试验研究

通过药剂结构修饰,制备了一种新型脂肪羧酸类捕收剂CM-5。在pH调整剂、淀粉、CaCl₂、CM-5或油酸钠的浮选体系下进行了石英、绿泥石、赤铁矿单矿物浮选试验。结果表明:高碱条件下,相对于油酸钠,CM-5对经淀粉、CaCl₂作用后的绿泥石具有更好的选择捕收作用,对同条件下的赤铁矿捕收效果较弱。温度试验表明,CM-5在15~35 ℃的范围内都具有良好的选择性捕收效率。Zeta电位测定结果表明,在pH=11.5条件下,CM-5的吸附使经淀粉、CaCl₂作用后的绿泥石、赤铁矿动电位分别下降约15、10 mV,而油酸钠的吸附使同条件下的绿泥石、赤铁矿动电位分别下降8、11 mV,说明CM-5能选择性地吸附到绿泥石上。综合分析,CM-5可作为一种高效的铁矿反浮选捕收剂。      

细粒赤铁矿对淀粉与石英吸附特性影响及机理研究

通过不同粒度赤铁矿、石英单矿物及两者混合矿与淀粉抑制剂的吸附作用试验,结合FT-IR、AMF检测分析及表征,旨在分析细粒赤铁矿对石英与淀粉作用影响,为鞍山式细粒赤铁矿浮选过程的优化提供理论指导。试验结果表明:当吸附温度为35℃、矿浆p H值为11.5、淀粉浓度为3 g/L、吸附时间为5 min时,淀粉与赤铁矿、石英作用差异最大;随着淀粉浓度的增加,-0.037 mm粒级的细粒赤铁矿与其吸附作用强度明显增强;淀粉在赤铁矿表面发生了以范德华力为主的多分子层物理吸附,在石英表面的发生了多分子层的物理吸附,且存在吸附滞后现象。-0.045 mm的细颗粒赤铁矿含量为34.6%～88.4%时会削弱淀粉的抑制作用,导致铁精矿进入尾矿,降低浮选指标。     

月桂酰胺丙基甜菜碱对赤铁矿反浮选性能及机理研究

两性表面活性剂月桂酰胺丙基甜菜碱(LAB)溶解性好、毒性低,还具有优异的发泡性能,具备作为捕收剂的基本条件。将LAB作为捕收剂首次引入赤铁矿反浮选脱硅体系中。为探究LAB-35对石英和赤铁矿的浮选性能,通过单矿物和人工混合矿浮选试验,分别考察了矿浆p H值、淀粉用量和LAB-35用量对石英和赤铁矿可浮性及分选性能的影响。通过接触角、红外光谱、Zeta电位和吸附量检测分析了LAB-35与石英和赤铁矿的作用机理。结果表明:LAB-35对石英具有良好的可浮性,对赤铁矿的可浮性较弱;在p H值为6.2、LAB-35用量为20 mg/L和淀粉用量为3 mg/L的条件下,可获得铁品位为66.17%、回收率为95.34%的浮选指标;机理分析表明,LAB-35与石英表面以静电吸附的形式发生作用,且在酸性至弱碱性条件下对石英的吸附能力较强。综上所述,LAB-35作为捕收剂在铁矿反浮选领域具有巨大潜力。     

组合调整剂对铁矿物与石英的浮选分离影响

东鞍山铁矿石因矿石中碳酸盐含量高而难以选别,为寻找适宜的浮选组合调整剂及其用量,提高选别指标,分别以淀粉和CaCl₂及其组合为调整剂考察了添加调整剂对赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、铁白云石、石英单矿物可浮性的影响。结果表明：仅添加单一淀粉或CaCl₂均不能实现铁矿物与石英的分离,当淀粉与CaCl₂组合使用且pH>11时,石英与铁矿物可浮性差异较大。对东鞍山现场铁品位为50.88%的混磁精采用淀粉与CaCl₂为组合调整剂,RA715为捕收剂经1粗1精浮选试验,获得了铁品位为64.06%、回收率为61.96%的浮选精矿,与现场工艺指标相比,铁品位和回收率分别提高了1.33和6.01个百分点。     

铝离子对长石和绿帘石浮选的影响及其作用机理

通过小型浮选试验、Zeta电位测试、吸附试验、红外光谱分析和X射线光电子能谱(XPS)研究了Al³⁺对油酸钠浮选长石和绿帘石矿物的影响。浮选试验结果表明,以油酸钠为捕收剂时,长石和绿帘石在纯水中的可浮性很差,加入Al³⁺后,矿物可浮性明显增强; Zeta电位测试和XPS研究结果表明,Al³⁺在矿物表面发生了静电吸附,油酸钠通过化学吸附作用在Al³⁺吸附后的矿物表面; 吸附试验以及XPS研究结果表明,Al³⁺以Al(OH)₃形式吸附在矿物表面并改变其表面环境使得油酸钠可以通过Al(OH)₃有效地吸附到矿物表面,活化了长石和绿帘石。     

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。     

EDTA在铌铁矿和石英浮选分离中的选择性抑制作用机理

由于石英容易被金属阳离子活化,导致羟肟酸捕收剂浮选体系下铌矿物和脉石矿物石英的可浮性差异减小,增加了有用矿物和石英之间的分选难度。采用EDTA作为铌铁矿浮选中的石英抑制剂,通过单矿物试验、人工混合矿浮选试验、Zeta电位测试、接触角测试以及X射线光电子能谱仪检测等研究了铌铁矿以及石英的浮选行为和表面性质。当使用辛基羟肟酸(OHA)作为浮选捕收剂时,EDTA对活化后石英有较强的选择性抑制作用,因为EDTA对石英表面金属离子的络合溶解作用减少了OHA在石英表面的吸附,从而实现了铌铁矿和石英的有效分选。浮选试验结果表明,针对铌铁矿和石英质量比为1∶1的人工混合矿,在FeCl₃·6H₂O浓度为20 mg/L、EDTA用量为0.2 mmol/L、矿浆pH值为9.0、OHA浓度为0.05 mmol/L的条件下,可较好地实现铌铁矿和石英的浮选分离,铌铁矿精矿中Nb₂O₅的品位为56.84%,Nb₂O₅的回收率为72.54%,石英的品位为13.17%,石英的回收率为12....     

金属离子对赤铁矿、石英、绿泥石可浮性的影响

主要针对浮选过程中难免离子对赤铁矿、石英和绿泥石的可浮性的影响进行研究。研究结果表明:Ca2+对赤铁矿、石英和绿泥石均起到活化作用,作用强弱依次为赤铁矿石英绿泥石;Mg2+对赤铁矿起到抑制作用,且抑制作用较为明显,对石英和绿泥石其起活化作用;A13+对赤铁矿、石英和绿泥石均起到抑制作用,对赤铁矿抑制明显,对石英和绿泥石抑制作用较弱;Fe3+对赤铁矿都有着明显的抑制作用,对石英抑制作用较小,对绿泥石起到先活化后抑制的作用。     

赤铁矿——石英——铁离子 聚丙烯酸体系中赤铁矿的选择性絮凝 第一部份:石英的活化与去活

本研究表明:和浮选过程的活化作用一样,水解的金属阳离子能活化石英,使聚丙烯酸的吸附于其表面。对铁离子存在下的活化现象作了详细测验。添加适当的乙二胺四醋酸(EDTA)、六偏磷酸钠或者氟化钠,可以防止活化的石英的絮凝。在 pH 3到9的范围内,用聚丙烯酸可以使赤铁矿从赤铁矿—石英混合物中莸得选择性絮凝,但在有铁离子存在的情况下,该过程没有选择性。添加适量的 EDTA 或 KF,可以非常成功地防止铁离子对石英的活化,并有助于赤铁矿从石英和赤铁矿人工混合物中选择性絮凝。     

油酸钠体系下铁矿物及石英的浮选性能

为解决东鞍山铁矿高碳酸铁含量铁矿石的浮选难题,研究了油酸钠体系中假象赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿和石英纯矿物的可浮性及CaCl₂、淀粉、CaCl₂+淀粉组合对纯矿物可浮性的影响。结果表明,可通过以淀粉+CaCl₂组合作为调整剂,先在中性条件下浮选菱铁矿,部分消除菱铁矿对浮选的影响,然后在强碱性条件下反浮选石英,从而实现东鞍山高碳酸铁铁矿石的浮选分离。     

十二烷基磺酸钠和月桂酸在石英表面的吸附机理研究

通过浮选试验、QCM-D和FTIR分析, 比较研究了十二烷基磺酸钠(SDS)和月桂酸在经Ca²⁺活化后石英表面的吸附机理。浮选结果表明, 两种阴离子捕收剂均在强碱性条件下取得较好的浮选回收率, 且SDS的回收率远大于月桂酸。QCM-D结果表明, SDS和月桂酸在活化后的SiO₂表面为粘弹性吸附, 且均能迅速达到吸附平衡, 但SDS比月桂酸的吸附量大, 且两者均吸附可逆。FTIR分析表明, pH值为12.0时, SDS和月桂酸在经Ca²⁺活化的石英表面均为物理吸附。     

羧甲基酰胺在赤铁矿反浮选中的抑制机理研究

为考察羧甲基酰胺抑制剂在赤铁矿反浮选脱硅中的应用效果,分别以聚丙烯羧酸(HPAM)、复配羧甲基酰胺DWP-3（由HPAM和小分子阴离子型抑制剂DNL按7∶3的质量比配制而成）为抑制剂,考察其对赤铁矿和石英单矿物可浮性的影响。单矿物浮选试验结果表明,DWP-3对石英的抑制作用较弱,对赤铁矿抑制作用相对较强,有利于赤铁矿反浮选脱硅。动电位检测和红外光谱测定结果表明：pH<2.95时,HPAM、DWP-3在石英表面存在静电吸附,pH>2.95时,HPAM、DWP-3在石英表面存在氢键吸附;pH<3.53时,HPAM、DWP-3在赤铁矿表面存在静电吸附,pH>3.53时,HPAM、DWP-3在赤铁矿表面存在氢键吸附和化学吸附。     

磷酸酯淀粉在赤铁矿阳离子反浮选脱硅中的抑制作用及QCM-D吸附研究

以十二胺为捕收剂浮选赤铁矿和石英单矿物时,木薯原淀粉作为抑制剂选择性较差,而磷酸酯淀粉表现出较好的选择性。采用石英晶体微天平(QCM-D)测定了两种抑制剂溶液分别在Fe2O3镀层和SiO2镀层的石英晶体谐振器表面的吸附全过程,两种抑制剂在Fe2O3表面的吸附作用快、吸附紧密、吸附层质量较高、且吸附不可逆;两种抑制剂在SiO2表面的吸附层质量较低、且吸附可逆,同时吸附速度有显著差别,木薯淀粉的吸附速度快、而磷酸酯淀粉的吸附速度较慢。     

Mg2+对油酸钠捕收石英的活化机理研究

石英矿物中常伴生有Mg²⁺,为了解Mg²⁺对油酸钠浮选石英的影响,进行了石英纯矿物浮选试验,并采用Zeta电位测试、溶液化学计算和红外光谱分析方法对Mg²⁺活化石英的机理进行了研究。结果表明：①在没有Mg²⁺存在的情况下,油酸钠对石英没有捕收能力;当矿浆pH=10.5,Mg²⁺浓度为3.75×10^-4 mol/L,油酸钠浓度为6.25×10^-4 mol/L时,石英的浮选回收率可达92.40％。②Zeta电位分析表明,吸附在石英表面的Mg2+是油酸钠吸附的活性位点,因而Mg²⁺对油酸钠浮选石英有活化作用。③溶液化学分析表明,Mg²⁺活化石英的有效成分为MgOH⁺。④红外光谱分析表明,有Mg²⁺存在的情况下,油酸钠才能吸附到石英颗粒表面。     

深层页岩蒙脱石表面水化抑制机理的分子动力学模拟

井壁失稳是油气勘探开发过程中最为复杂的技术难题之一,黏土矿物水化膨胀是造成井壁失稳的关键因素,其中表面水化因水化势较大而难以去除。本文通过分子动力学模拟探测了无机盐对蒙脱石表面水化的抑制效果,以及浓度、温度和压强对水化抑制效果的影响,揭示了无机盐CaCl₂抑制蒙脱石表面水化的微观机理。研究表明：抑制阳离子通过束缚蒙脱石表面水分子和降低水分子输运传导能力,从而调控水分子侵入蒙脱石表面来实现抑制作用。无机盐抑制表面水化能力依次为CaCl₂>NaCl>MgCl₂>KCl,钙离子易吸附表面水分子形成稳定的外球络合结构。随着CaCl₂浓度增加,钙离子配位数、水化数和水化半径均降低,抑制能力减弱;温度升高和压强降低时,体系中水分子传导输运能力增强、钙离子水化数减小且力学强度降低。     

微生物技术在低品位铁矿选矿中的应用研究

生物浮选技术(Bioflotation)具有效果好、工艺简单、生产成本低和不污染环境等优点。本研究以新分离的一株芽孢杆菌(Bacillus sp.)为选矿微生物,在研究细菌生长特性和吸附性能基础上,利用多种铁矿石开展浮选试验,为开发新型微生物浮选药剂提供理论基础。结果表明,该菌可吸附于赤铁矿表面,导致矿物形成疏水的团聚物而絮凝,而石英体系中却未观察到明显变化,这一现象是由该菌和不同矿物的表面Zeta电位决定的。生物吸附实验进一步证明该菌对不同矿物的吸附作用不同,赤铁矿对该菌的吸附作用明显大于石英矿物,从显微图中可以看出,该菌大量聚集于赤铁矿周围形成强烈吸附,而在石英体系中,并未观察到明显吸附现象。生物浮选实验表明该菌对四种铁矿都有一定捕收作用,但对鲕状赤铁矿和褐铁矿的效果较小,而对赤铁矿具有较好的生物浮选作用,由此可见,该菌在以石英为主要脉石的赤铁矿中可用作生物捕收剂使用。     

微生物技术在低品位铁矿中的应用研究

生物浮选技术(Bioflotation)具有效果好、工艺简单、生产成本低和不污染环境等优点。本研究以新分离的一株芽孢杆菌(Bacillus sp.)为选矿微生物,在研究细菌生长特性和吸附性能基础上,利用多种铁矿石开展浮选试验,为开发新型微生物浮选药剂提供理论基础。结果表明,该菌可吸附于赤铁矿表面,导致矿物形成疏水的团聚物而絮凝,而石英体系中却未观察到明显变化,这一现象是由该菌和不同矿物的表面Zeta电位决定的。生物吸附实验进一步证明该菌对不同矿物的吸附作用不同,赤铁矿对该菌的吸附作用明显大于石英矿物,从显微图中可以看出,该菌大量聚集于赤铁矿周围形成强烈吸附,而在石英体系中,并未观察到明显吸附现象。生物浮选实验表明该菌对四种铁矿都有一定捕收作用,但对鲕状赤铁矿和褐铁矿的效果较小,而对赤铁矿具有较好的生物浮选作用,由此可见,该菌在以石英为主要脉石的赤铁矿中可用作生物捕收剂使用。