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。     

组合捕收剂浮选菱锌矿的分子头基尺寸响应

通过单矿物浮选、动电位测试以及荧光探针检测对比研究了不同头基尺寸捕收剂组合油酸钠/十二胺和油酸钠/溴代十六烷基吡啶在菱锌矿表面的吸附特性及其对矿物浮选行为的影响。单一捕收剂体系浮选试验结果表明,3种捕收剂体系下,随着捕收剂浓度增加,矿物浮选回收率均呈现先增加后下降的趋势,油酸钠、溴代十六烷基吡啶、十二胺分别在pH值为5.8、8.4和10.1处达到最大回收率,3种捕收剂对菱锌矿的捕收能力顺序为油酸钠>溴代十六烷基吡啶>十二胺。混合捕收剂体系中,固定油酸钠浓度为2×10^-4 mol/L,加入适量的十二胺可以大幅促进矿物浮选,而加入溴代十六烷基吡啶几乎没有影响。动电位测试结果表明,在pH=6时经2×10^-4 mol/L油酸钠溶液处理的菱锌矿表面电位为-30.5 mV,随着十二胺用量增加,已吸附油酸钠的菱锌矿表面电位逐渐上升,在十二胺浓度2×10^-4 mol/L时其表面动电位升高到接近菱锌矿在纯水中的动电位值22.3 mV,这是由于十二胺阳离子在已吸附了油酸钠阴离子的菱锌矿表面发生吸附;而溴代十六烷基吡啶的加入对菱锌...     

新型酯基季铵盐阳离子捕收剂的泡沫性能研究

为探究新型酯基季铵盐阳离子捕收剂M-3、M-N与传统药剂十二胺的泡沫性能,由微观泡沫兼并试验测试两相泡沫性能。以石英纯矿物和磁铁矿纯矿物为试样,对比药剂在不同矿物粒度、浓度条件下产生的三相泡沫性能差异;采用表面张力测试,衡量各药剂形成泡沫的难易程度。通过三相接触角测试,研究药剂种类对石英界面疏水性的影响。结果表明:药剂浓度为3×10~(-3) mol/L,灌注速度为1.30mm/s时,M-3兼并时间最短为0.050s,M-N为0.100s,十二胺为0.141s;三相泡沫稳定性随着矿物粒度的减小、浓度的增加而加强。当粒度为-25μm,浓度为6%时,3种药剂的消泡顺序由快至慢为M-3M-N十二胺;表面张力表明,3种药剂起泡性有强到弱顺序为M-3M-N十二胺;三相接触角表明,各药剂浓度为3×10~(-3)mol/L时,十二胺的石英接触角为102.49°,M-3与M-N的石英接触角分别为116.00°和109.50°。综合对比可知,M-3与M-N是具有良好泡沫性能的阳离子捕收剂。     

季铵盐和十二胺对云母类矿物浮选行为和泡沫稳定性的影响

通过单矿物浮选试验方法研究了3种季铵盐捕收剂和十二胺阳离子捕收剂对白云母、金云母和锂云母浮选行为的影响.利用亲水-疏水平衡值(HLB)分析比较了不同捕收剂的性能.采用二相泡沫试验方法比较了不同捕收剂的浮选泡沫稳定性.研究表明,十四烷基三甲基氯化铵(1431)可以作为浮选锂云母和金云母的有效捕收剂,并可降低浮选泡沫黏度.     

石英与长石在中性介质中的浮选分离研究

用阴离子捕收剂油酸钠和阳离子捕收剂十二胺作为浮选捕收剂,在近中性条件下浮选分离长石和石英,研究了浮选条件对分离效果的影响以及捕收剂在矿物表面的吸附行为。实验结果表明,最佳浮选条件为:浮选温度为40℃、p H值为8、阴离子捕收剂浓度为3×10-3 mol/L、阳离子捕收剂浓度为6.25×10-4 mol/L。在最佳浮选条件下,长石回收率为70.99%,石英回收率为1.09%,差值达69.9%,分离效果显著。Zeta电位和红外光谱分析表明,油酸钠对长石不仅有物理吸附还存在化学吸附作用,对石英仅有物理吸附,因而对长石有更强的捕收能力。     

酸性条件下十二胺体系中Fe~(3+)对白云母可浮性的影响

通过单矿物试验、溶液化学计算、动电位测试、红外光谱分析以及XPS分析,研究了在酸性条件下十二胺体系中Fe~(3+)对白云母的抑制作用机理。结果表明,浓度为3×10-3mol/L的Fe~(3+)可使白云母的零电点从1.6增加到2.4。在pH=4时,随着Fe~(3+)浓度的增大,白云母动电位正向移动。十二胺在白云母表面的吸附状态为物理吸附。Fe~(3+)在白云母表面产生静电吸附,并以Fe(OH)_3沉淀的形式罩盖在白云母表面并减少白云母表面暴露的Si原子数目,导致十二胺在白云母表面的吸附量减小从而抑制白云母的浮选行为。当Fe~(3+)的浓度为1×10-3mol/L时,可使白云母的回收率降低12%。     

十二胺聚氧乙烯醚对石英的捕收性能

通过石英单矿物浮选试验和实际磁铁矿石磁选精矿反浮选试验,比较了十二胺聚氧乙烯醚与十二胺和十二烷基丙基醚胺对石英的捕收性能,并通过吸附热、吸附量和吸附过程焓变的测定比较了3种捕收剂与石英表面作用的强弱。单矿物浮选试验结果表明,3种捕收剂最适宜的矿浆pH条件均为6~8,但无论矿浆pH如何变化,十二胺聚氧乙烯醚对石英的捕收能力都强于另两种捕收剂。实际矿样反浮选试验结果显示,十二胺聚氧乙烯醚可在比另两种捕收剂更低的用量下获得比另两种捕收剂更好的分选指标,说明十二胺聚氧乙烯醚不仅捕收能力强,而且选择性好。吸附热、吸附量和吸附焓变测定结果显示,不同pH下3种捕收剂在石英表面的吸附都是自发进行的,且均为物理吸附,但十二胺聚氧乙烯醚在各pH下与石英表面的吸附作用都比另两种捕收剂强,从而有力地支持了浮选试验所得结果。     

菱镁矿脱硅中分子结构特征对胺类捕收剂选择性捕收效应的影响研究

为研究胺类阳离子捕收剂结构特征对菱镁矿反浮选脱除石英效率的影响规律,通过浮选试验对比考察了十二胺、十六胺、十八胺、十六烷基三甲基氯化铵(HTAC)和十八烷基三甲基氯化铵(STAC)等5种不同结构的胺类捕收剂对菱镁矿和石英可浮性的影响。结果表明,不同条件下,菱镁矿与石英可浮性差异大小顺序为:HTAC体系>STAC体系>十二胺体系>十六胺体系>十八胺体系;且在矿浆p H值7.0、HTAC用量30mg/L时,菱镁矿和石英的可浮性差异最大。Zeta电位、表面接触角和XPS检测得出,不同条件下菱镁矿与石英表面零电点正移量、接触角、结合强度和吸附量的差异顺序为:HTAC>STAC>十二胺>十六胺>十八胺。由此得出,随着碳原子数量的增加,伯胺(R—NH₂)和季铵(R—N(CH₃)₃)阳离子捕收剂在菱镁矿脱硅中的效应逐渐降低;同等烷基条件下,带支链阳离子捕收剂在菱镁矿脱硅中的效应优于无支链阳离子捕收剂。     

季铵盐捕收剂对铝硅矿物的浮选行为

通过单矿物浮选试验、动电位测定及红外光谱分析研究了十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基二甲基苄基氯化铵3种季铵盐捕收剂对铝硅矿物一水硬铝石、高岭石、叶蜡石和伊利石的浮选行为和作用机理.结果表明:在碱性条件下,以季铵盐为捕收剂可实现一水硬铝石与3种硅酸盐矿物的反浮选分离;一水硬铝石、高岭石、叶蜡石及伊利石的等电点分别为pH6.0、3.4、2.3、3.2,随着矿浆pH值提高,这些矿物的表面动电位均呈负增加;季铵盐捕收剂主要靠静电作用吸附在一水硬铝石、高岭石、叶蜡石及伊利石表面.     

十二烷基三甲基溴化铵在磷灰石与钾长石浮选分离中的捕收作用与机理

为了有效去除磷灰石中的长石矿物,考察了季铵盐十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)为捕收剂时磷灰石与钾长石的浮选行为,并采用Zeta电位、微量热、XPS、红外光谱和分子模拟等方法研究了药剂在矿物表面的选择性吸附机理。试验结果表明,在矿浆pH值为5~11区间,DTAB对钾长石具有优异的捕收性能,而磷灰石可浮性较差。在DTAB用量为3×10-5 mol/L、pH=9.0时单独浮选钾长石与磷灰石,二者的回收率分别为93%和2%。针对磷灰石与钾长石质量比3:1的人工混合矿,利用DTAB可以获得P₂O₅品位34.85%、回收率91.46%的磷精矿,其中Al₂O₃含量为1.52%,表明DTAB可以实现钾长石和磷灰石的选择性分离。机理分析表明,DTAB可以通过静电作用的方式选择性吸附在钾长石表面,其在钾长石表面的吸附能力和作用强度明显高于在磷灰石表面,从而实现了二者的浮选分离。      

Flotation and adsorption of mixed cationic/anionic collectors on muscovite mica

The adsorption of dodecylamine acetate (DAA), sodium oleate (NaOL) and DAA–NaOL mixtures on muscovite mica were investigated through flotation tests, zeta potential measurements, and pyrene fluorescence tests. The results show that the muscovite mica has a negative charge over the pH range 2–12. The muscovite mica did not float in the presence of NaOL alone. However, the recovery of muscovite mica ranged from ca. 80% (at pH 2) to 50% (at pH 11) using DDA alone. In the presence of mixed DAA–NaOL, recovery ranged from ca. 80% (at pH 2) to 90% (at pH 11). The individual cationic collectors DAA can be adsorbed strongly onto the muscovite mica, but no significant adsorption of anionic collectors NaOL can be detected by zeta potential measurements. In the mixed systems, the adsorption of both the cationic and anionic collectors are enhanced due to co-adsorption. The presence of NaOL in the mixture decreases the electrostatic head–head repulsion between the surface and ammonium ions and increases the lateral tail–tail hydrophobic bonds. Molecular dynamics (MD) simulations were conducted to further investigate the adsorption of DDA, NaOL, and DAA–NaOL on the (0 0 1) basal planes of muscovite using Materials Studio 5.0 program. The conclusions drawn from theoretical computations are in good agreement with experimental results.     

油酸钠体系下SiO2-3对白云母的抑制机理研究

为研究油酸钠体系下SiO2-3对白云母浮选行为的作用机理,采用浮选溶液化学、ζ 电位、EDS和FTIR等方法对白云母样品进行了表征.结果表明,在矿浆pH值为6、油酸钠浓度为9.20×10-4 mol/L、SiO2-3浓度为3.53×10-5 mol/L的条件下,白云母仅有0.10%的回收率,SiO2-3可明显降低白云母的可浮性.     

电化学预处理提高柠檬酸对白云母可浮性的抑制效果

利用电化学预处理前后的柠檬酸进行白云母纯矿物浮选试验，采用XPS、Zeta电位和FITR等方法对白云母样品进行表征，在此基础上研究了油酸钠体系下电化学预处理的柠檬酸与白云母浮选行为的作用机理。结果表明，电化学预处理可明显改善柠檬酸对白云母选别效果，且在矿浆pH值为7、油酸钠浓度为9.20×10-4 mol/L的条件下，对浓度为2.38×10-6 mol/L的柠檬酸溶液进行电化学预处理，白云母回收率仅为3.4%。柠檬酸强化白云母抑制能力的原因在于:电化学预处理增大了柠檬酸的水解及电离程度，使溶液中有效抑制成分C₆H₇O₇-和C₆H₆O₇2-的含量升高，强化其在白云母表面的吸附，削弱油酸根在云母表面的静电吸附，导致白云母可浮性下降。研究可为改善提高白云母的分选效率提供一种新思路，也为电化学预处理药剂在浮选中的应用提供一定的参考。      

白云母与石英的浮选分离行为

预分选-湿法提取是石煤提钒工艺最具潜力的发展方向。石煤中的钒主要存在于白云母中，预分选主要是采用浮选方法分离石煤中含钒白云母与石英等脉石矿物。为此，分别以十二胺、十八胺、LU-1、LU-3为阳离子捕收剂考察其对白云母、石英的浮选效果。结果表明：捕收剂浓度对白云母浮选有较大影响，但对石英无明显影响；在酸性条件下，十二胺、十八胺和LU-1对白云母有良好捕收作用，其中十二胺的捕收效果最好；在弱碱性条件下，LU-3对石英的捕收效果良好。石煤提钒预分选中可在酸性条件以十二胺为捕收剂浮选白云母或碱性条件下以LU-3为捕收剂浮选石英，分离白云母和石英，以提高钒入浸品位，并减少进入浸出工序物料量，从而降低浸出剂消耗。这有利于降低成本，提高钒回收率。     

利用铜离子改善油酸钠体系下白云母的可浮性

采用组分分布图、ζ电位、SEM-EDS和XPS等手段对白云母浮选试样进行了表征,在此基础上研究了油酸钠体系下Cu2+对白云母浮选行为的影响机理。结果表明:在矿浆pH值为12、油酸钠浓度为9.20×10-4 mol/L的条件下,当Cu2+浓度为1.18×10-4 mol/L时,其活化白云母的效果达到最佳,白云母的回收率可达到55.70%。继续增加Cu2+浓度,其活化效果减弱。Cu2+改善白云母可浮性的主要原因在于:溶液中油酸根离子与吸附在白云母表面的Cu（OH）₄2-作用,形成了疏水的油酸铜。此外,当Cu2+浓度为1.18×10-4 mol/L时,白云母表面的ζ电位达到-4.08 mV,导致白云母表面局部正电区域增加,此时Cu2+可增强油酸根等离子在白云母表面的静电吸附作用,并且Cu2+还可提高白云母表面Al和Si与油酸根等离子的反应几率,因而也会改善白云母的可浮性。Cu2+活化效果减弱的原因在于:过量的Cu2+会逐渐弱化油酸根等离子在白云母表面的静电吸附作用,并且过量的Cu2+会消耗部分捕收剂,也会降低捕收剂与矿物表面作用的概率。      

Flotation of sylvite with dodecylamine and the effect of added long chain alcohols

In the potash production industry, sylvite is selectively floated from halite with the use of cationic collectors. Due to the high solubility of the KCl and NaCl minerals, the process has to be conducted in saturated brines of these salts and at very high collector concentration. The understanding of the mechanisms involved in this peculiar selective flotation process has progressed well in the recent years and is briefly discussed herein.Studies of the effect of the addition of long chain alcohols on the dodecylamine adsorption and flotation of KCl were undertaken and the results are presented. Potassium chloride flotation with dodecylamine was enhanced by the addition of hexyl and octyl alcohol with the best results in the concentration range of from 6 to 8 × 10⁻³ M. Decyl alcohol had a less effective influence on KCl floatability. The surface tension of dodecylamine solution as a function of KCl concentration and the lowering of the amine critical micelle concentration in KCl saturated solution were also studied and the role of the long chain alcohol addition on the flotation recovery of potassium chloride with dodecylamine is discussed.     

Influence of bromine modification on collecting property of lauric acid

Bromine atom with strong electronegativity was introduced to α-carbon position of lauric acid (LA) by solvent-free method (Hell–Volhard–Zelinski reaction) at ambient pressure in laboratory, and the synthesized product α-Bromolauric acid (CH₃(CH₂)₉CHBrCOOH, α-BLA) was used as a new type collector for the flotation of quartz mineral. The flotation properties of pure quartz using α-BLA as a collector were investigated by single mineral flotation tests. The adsorption mechanism of α-BLA collector on quartz surface was established by zeta potential measurements, Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), in conjunction with the results of quartz micro-flotation tests. Pure mineral flotation results showed that the collector α-BLA exhibited an excellent performance at alkaline conditions (pH ⩾ 11.50), activator CaCl₂ concentration 1.0 × 10⁻⁴ mol/L, and collector concentration 1.5 × 10⁻⁴ mol/L in a relatively lower temperature 15 °C, where about 99.8% of the quartz could be floated out. Compared with collector LA, the new synthesized collector α-BLA is more tolerant to lower pulp temperature and fluctuations of the reagents dosages. The study revealed that the α-BLA collector had adsorbed on the surface of pure quartz in the forms of chemical interaction, electrostatic adsorption and hydrogen bonding adsorption based on the results of zeta potential measurements, FT-IR spectra, and XPS.     

淀粉对蓝晶石矿物浮选行为影响及机理研究

通过浮选试验、吸附量测定、动电位和红外光谱分析,考查了淀粉对蓝晶石、石英及黑云母浮选行为的影响及作用机理。单矿物浮选实验表明,在阳离子捕收剂十二胺体系中,淀粉在中性条件可以较好地抑制蓝晶石的浮选,当淀粉用量为22.5mg/L时,蓝晶石的浮选回收率仅为2.78%。结果表明:淀粉是蓝晶石反浮选的有效调整剂,淀粉对蓝晶石除了静电作用外,同时淀粉能与矿物表面的Al 3+发生化学键合作用,使淀粉吸附于蓝晶石矿物表面,从而使矿物表面亲水化,同时淀粉与十二胺能在蓝晶石矿物表面发生竞争吸附而减少捕收剂在矿物表面的吸附量。     

某复杂难选低品位锂辉石矿综合回收工艺

根据矿石性质研究某锂辉石矿产资源高效综合利用的工艺流程。采用硫酸作pH调整剂,十二胺作捕收剂优先浮选云母,以NaOH作调整剂、CaCl2作活化剂,油酸作捕收剂浮选锂辉石矿物,浮选粗精矿经再磨后以Na2CO3为调整剂精选,获得含Li2O 6.04%、回收率76.77%的锂辉石精矿和纯度较高的云母精矿。     

石英粉去除铝、钾、钠的研究

采用浮选法和超声波酸浸法去除石英粉中的铝、钾、钠杂质,用原子吸收分光光度计分析经浮选和酸浸处理的样品中铝、钾、钠杂质的含量。结果表明,较佳的除杂工艺参数是:在pH=2,十八胺浓度范围为8.0×10-7～8.0×10-6mol/L,十二烷基磺酸钠的浓度为4×10-6mol/L时浮选;浸出的混合酸为18%的盐酸和2%的氢氟酸,浸出温度为50℃,超声波酸浸处理1h。在此条件下,可使石英中铝含量从128×10-6下降到14×10-6,钠含量从114.7×10-6下降到1.2×10-6,钾含量从8.6×10-6下降到0.4×10-6,达到高纯石英砂的标准。