不同胺类捕收剂泡沫性能及其机理研究

为了研究十二胺、十四胺、十六胺与癸醚胺中不同的分子结构对泡沫浮选性能的影响,借助高速摄像机等检测设备,对气-液两相体系下气泡大小,气-液-固三相体系下捕收剂的起泡性、单位体积泡沫带矿量和泡沫水回收率等参数进行测量。结果表明：① 在15 ℃、pH=6.0及药剂用量低于临界兼并浓度的条件下,达到临界兼并浓度时气泡索特直径由小到大依次为：十二胺＜癸醚胺＜十四胺＜十六胺;② 随药剂用量的增加,十二胺、十四胺、癸醚胺与石英作用后产生的泡沫体积先增大后减小,十六胺产生的泡沫体积随药剂用量的增加而减小;③ 十二胺的单位体积泡沫带矿量几乎不随药剂用量的改变而改变,十四胺、十六胺、癸醚胺单位体积泡沫带矿量呈先增加后下降的趋势,其中十六胺的变化速率最快,明显高于十二胺和十四胺;④ 随着药剂用量的增加,十二胺、十四胺、十六胺与石英矿物颗粒形成的泡沫水回收率逐渐增加,癸醚胺逐渐下降。⑤ 碰撞几率Pc随气泡索特直径的减小而增加,减小气泡直径是增加浮选回收率的有效手段,但泡沫水回收率随之增加,使得脉石夹带现象严重。     

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。     

超声波强化菱镁矿与石英浮选分离及其机理研究

在十二胺浮选体系下,研究了超声处理对菱镁矿与石英浮选行为的影响,并开展了菱镁矿和石英混合矿超声—浮选同步处理分离试验研究。通过Zeta电位分析、药剂吸附量测试以及XPS检测分析了超声—浮选同步处理强化菱镁矿与石英分离的机理。试验结果表明:适宜的超声处理条件下,石英浮选回收率提高,而菱镁矿浮选回收率降低;超声-浮选同步处理可改善菱镁矿与石英的反浮选分离效果,使菱镁矿回收率提高3.89百分点。在超声同步浮选过程中,超声后石英表面氧原子含量增加,十二胺吸附量增多,使石英回收率增加,而超声作用破坏了菱镁矿与十二胺之间的静电作用,进而降低了菱镁矿浮选回收率。     

十二胺与十二烷基磺酸钠组合捕收剂对赤铁矿浮选的优化及其泡沫性能调控北大核心

采用十二胺进行微细粒级赤铁矿反浮选时具有泡沫产品黏、难消泡的问题。选取赤铁矿和石英两种纯矿物,分别在十二胺(DDA)以及十二胺与十二烷基磺酸钠(SDS)的组合捕收剂体系下,研究了pH值、捕收剂用量及其配比、淀粉用量等对赤铁矿和石英单矿物和混合矿浮选的影响,并进行了泡沫稳定性试验。研究表明,不加入矿物颗粒时,十二胺溶液的气泡平均尺寸小于组合捕收剂(DDA∶SDS=2∶1)的气泡平均尺寸;采用十二胺作捕收剂浮选赤铁矿和石英时,泡沫量更多,气泡小且密集,气泡破裂速度较慢,泡沫更黏更稳定。与单一十二胺捕收剂相比,十二胺和十二烷基磺酸钠组合捕收剂在浮选指标和泡沫性能均体现出了优势。在适宜的药剂制度条件下,十二胺与十二烷基磺酸钠在一定比例条件下组合使用,不仅能够提高浮选指标,还能优化泡沫性能,大幅度降低泡沫黏性。研究对克服阳离子浮选工艺存在的泡沫问题和微细粒级赤铁矿石的浮选具有一定的参考价值。     

十二胺反浮选胶磷矿的消泡机理研究

为了解决十二胺反浮选胶磷矿浮选泡沫量大、不易消散等问题, 通过在浮选过程中添加泡沫调整剂磷酸三丁酯(TBP)和CA-2035对浮选泡沫进行调整, 结果表明, 添加泡沫调整剂CA-2035对十二胺的浮选泡沫具有较好的消泡效果, 综合考虑泡沫量和精矿产率之间的关系, 确定了CA-2035的最佳用量为800 g/t。为了进一步研究泡沫调整剂CA-2035的消泡机理, 以石英纯矿物为研究对象, 采用表面张力、Zeta电位、红外光谱对浮选体系进行了分析, 发现表面张力的减小和Zeta电位的升高是浮选泡沫消散的主要原因; 红外光谱分析结果表明, CA-2035不会在石英表面发生吸附。     

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 。     

极性基电性不同的3种辅助捕收剂对十二胺体系中石英可浮性的影响研究

组合浮选药剂是利用不同浮选药剂组合后产生的协同效应实现更好浮选性能的一类浮选药剂,是选矿药剂的重要研究方向之一。选取非离子型的正辛醇、阴离子型的十二烷基磺酸钠和阳离子型的十六烷基三甲基溴化铵3种价格低于十二胺的浮选药剂,分别考察各药剂对石英在十二胺体系中可浮性的影响。结果表明:3种药剂均能与十二胺产生协同作用;使用相同用量的3种药剂分别与十二胺组成组合捕收剂浮选石英,可获得与单独使用十二胺相近的浮选效果;3种药剂与十二胺在石英表面均发生了共吸附;原子力显微镜分析结果显示,组合捕收剂吸附后石英表面形貌与单独使用十二胺浮选时相似;分子模拟结果显示,3种组合捕收剂以及单一十二胺在石英表面吸附形成的疏水膜的厚度大小顺序为十六烷基三甲基溴化铵+十二胺>单一十二胺>十二烷基磺酸钠+十二胺>正辛醇+十二胺,稳定性大小顺序为十二烷基磺酸钠+十二胺>单一十二胺>十六烷基三甲基溴化铵+十二胺>正辛醇+十二胺。     

阴阳离子组合捕收剂在锂云母浮选气液界面的协同作用机理

以某含Li₂O 1.09%的锂云母矿石为研究对象,将三种阴离子捕收剂油酸钠(NaOl)、十二烷基磺酸钠(SDS)和环烷酸钠(NA)分别与阳离子捕收剂十二胺(DDA)进行复配,借助浮选试验、表面张力、泡沫物化性质测试及协同作用参数计算等手段,从气-液界面研究了阴/阳离子组合捕收剂在锂云母浮选中的协同作用机理。浮选结果表明,三种阴/阳离子组合捕收剂对锂云母的浮选效果均优于单一捕收剂,且当DDA与SDS摩尔比为1∶1时达到最佳浮选效果,精矿中Li2O品位和回收率分别为2.24%和61.88%。而此时浮选泡沫的稳定性达到最低,有利于锂云母的浮选,其浮选泡沫层的高度、半衰期和含水量分别为33 mm,86 s和48.72%。结合表面张力和协同作用参数计算结果可知,在阴/阳离子组合捕收剂体系中,由于正、负电荷相互吸引,致使阴离子捕收剂插入到DDA之间的空隙中,两种捕收剂通过静电力和碳链间的疏水缔合作用相互交织。而由于磺酸基较强的电负性,其降低DDA之间静电斥力的能力更强。相比DDA/NaOl和DDA/NA,DDA/SDS在气-液界面的饱和吸附值增加,捕收剂分子所占的平均最小面积...     

仲辛醇在十二胺反浮选磁铁矿中的效果研究

为了省去十二胺的酸化环节,同时保持药剂的分散性、选择性和耐低温性,将其与仲辛醇复配为十二胺-仲辛醇,分别以石英和磁铁矿为分选对象,进行了十二胺盐酸盐、十二胺盐酸盐+仲辛醇和十二胺-仲辛醇的对比试验。试验结果表明:仲辛醇的加入,明显提高了石英的浮选回收率和磁铁矿的选矿效率;三种药剂对温度的适应性由好到差依次为十二胺盐酸盐+仲辛醇,十二胺-仲辛醇,十二胺盐酸盐;在20℃时,相同药剂用量配比下,十二胺-仲辛醇与十二胺盐酸盐+仲辛醇对石英和磁铁矿的捕收性能相近,但十二胺-仲辛醇对磁铁矿的选择性能较好,选矿效率比十二胺盐酸盐+仲辛醇高约2个百分点。十二胺-仲辛醇的配制为十二胺的使用提供了一种新的方法,并为其在工业上应用于铁矿反浮选提供技术支持。     

新型阳离子捕收剂DHPA的浮选及泡沫性能研究

研究了新型阳离子捕收剂DHPA的浮选及泡沫性能, 并与十二胺、十二烷基二甲基叔胺及十二烷基三甲基氯化铵进行了对比。粗铁精矿反浮选试验表明, DHPA和十二胺均取得了较好的浮选指标, 十二烷基二甲基叔胺和十二烷基三甲基氯化铵的浮选指标不太理想, 捕收能力强弱顺序为: 十二胺＞DHPA＞十二烷基二甲基叔胺＞十二烷基三甲基氯化铵。三相泡沫试验表明, 十二胺的泡沫量最丰富, 而且最不容易消泡, 其它3种药剂泡沫性能相差不大, 消泡速度快慢顺序为: 十二烷基三甲基氯化铵＞DHPA＞十二烷基二甲基叔＞十二胺。综合浮选和泡沫性能表明DHPA是一种较好的阳离子捕收剂。     

胶磷矿浮选泡沫稳定性研究

以贵州福泉氟磷灰石、石英、白云石和方解石纯矿物浮选泡沫为研究对象,分析胶磷矿浮选泡沫稳定性,通过泡沫稳定性测试、三相接触角测量和泡沫光学图像观察,研究胶磷矿中四种主要矿物在不同捕收剂浓度、矿物颗粒粒度和质量浓度下的浮选泡沫稳定性,并考察白云石和方解石溶解产生的Ca2+、Mg2+对泡沫稳定性的影响。研究结果表明：氟磷灰石、白云石和方解石分散体系的三相泡沫稳定性均随着十二胺浓度的增大而增加,接触角变化幅度不大。石英颗粒的泡沫稳定性先增加后降低,接触角在十二胺浓度1.5×10-4mol·L-1后大于90°,表现出极强的疏水性;四种矿物颗粒体系的三相泡沫稳定性均随着颗粒粒度的增大而逐渐减小,随着颗粒质量浓度增大而增加。通过泡沫图像发现,矿物颗粒黏附在泡膜表面,液膜变厚,提高了泡沫稳定性;白云石和方解石溶解产生的Ca2+、Mg2+对泡沫稳定性具有促进作用。     

混合药剂对浮选柱中气泡性质及其分散特征的影响

为研究十二胺和仲辛醇对浮选柱内气泡性质及其分散特征的影响,利用图像分析法测定了气泡的粒径分布,分别采用表面张力仪和量筒法测定了表面张力和充气量,并进一步分析了气泡的吸附密度和表面积通量。研究表明,随着十二胺和仲辛醇药剂浓度的增大,气泡粒径逐渐减小并在达到临界兼并浓度后分别稳定在0. 630 3和0. 602 0 mm,其中气泡粒径衰变程度为99%时,十二胺L,相同药剂浓度时,十二胺溶液中的气泡尺寸大于仲辛醇溶液的;溶液的表面张力随着药剂浓度的增大而线性减小,相同药剂浓度时,十二胺溶液的表面张力低于仲辛醇溶液;充气量随着药剂浓度的增大而逐渐增大,相同药剂浓度时,十二胺溶液的充气量大于仲辛醇溶液。在临界兼并浓度时,十二胺和仲辛醇在气泡表面吸附密度分别为/m2,仲辛醇的气泡表面积通量大于十二胺。随着仲辛醇溶液中十二胺添加量的增大,气泡临界兼并浓度和稳定粒径均逐渐减小,其中十二胺添加量为0. 032 4 mmol L,气泡稳定粒径也达到最小值为0. 583 3 mm;表面张力和吸附密度均随着十二胺添加量的增大而逐渐减小,其中十二胺添加量为L时,气泡表面药剂吸附密度达到最小值0. 154 0μmol量均随着十二胺添加量的增大而逐渐增大,当添加量为0. 032 4 mmol最大值7. 734 s~(-1)。     

硫化-胺盐浮选体系中矿泥对泡沫稳定性的影响

矿泥和过稳定泡沫一直是困扰氧化锌矿硫化-铵盐浮选过程的难题。在硫化-胺盐浮选体系中开展了气-液两相和气-液-固三相的泡沫稳定性试验,选取石英、方解石和褐铁矿作为典型矿泥,考察了十二胺用量、硫化钠用量、pH值、矿泥种类和粒度对泡沫稳定性的影响,分析了矿泥对泡沫稳定性影响的内在机理。结果表明:随着十二胺用量的增大,最大泡沫高度和半衰期逐渐增大,泡沫稳定性逐渐增强;随着硫化钠用量的增大,最大泡沫高度和半衰期先增大后减小,泡沫稳定性先增强后变差;相同条件下三相泡沫的最大高度和半衰期明显大于两相泡沫,矿泥对泡沫稳定性具有显著的强化作用,而且这种强化作用随着矿泥的粒度减小而逐渐增强,不同种类矿泥对泡沫稳定性增强作用大小关系为褐铁矿方解石石英。     

疏水碳链长度对胺类捕收剂起泡性能的影响研究

为了研究疏水碳链中碳原子数目对胺类捕收剂起泡性能的影响,采用充气法对十二胺、十四胺和十六胺产生的泡沫体积、泡沫半衰期和泡沫大小分布等参数进行了测量。结果表明：在溶液pH=6.0时,具有最大发泡体积的捕收剂种类由高到低依次是十四胺>十六胺>十二胺;在药剂用量均为1.0 g/L时,起泡能力由强到弱为十四胺>十六胺>十二胺;随着捕收剂疏水碳链中碳原子数的增加,分子间的相互作用增强,溶液黏度增大,泡沫半衰期也大幅增加,t1/2由高到低依次是十六胺>十四胺>十二胺;气泡索特直径达到最小值时的药剂用量由低到高依次为十六胺<十四胺<十二胺;胺类捕收剂中疏水碳链越长,其最大发泡体积和CCC也更容易在低浓度下达到,在试验药剂用量范围内,药剂溶液黏度由低到高依次为：十二胺<十四胺<十六胺,药剂溶液黏度越大,产生的泡沫稳定性越好。     

动力煤反浮选试验研究

针对亚烟煤煤泥反浮选过程中阳离子捕收剂耗量大的缺陷，自制DTAC(十二烷基三甲基氯化铵)/脂肪酸(正辛酸、正癸酸、月桂酸、十四酸、十六酸)复配型捕收剂替代传统阳离子捕收剂DTAC。研究了各复配型捕收剂的界面性质，并通过单元浮选试验对DTAC和复配型捕收剂浮选性能进行了比较。表面张力测试和捕收剂在气泡表面的吸附量测试表明复配型捕收剂具有更高的表面活性且更容易吸附在气液界面；复配型捕收剂具有更强的捕收能力且随着复配捕收剂中脂肪酸碳链长度的变化而变化；分别采用DTAC和复配捕收剂进行浮选试验。试验结果表明，当C12(DTAC/十二酸)型复配型捕收剂用量为1.66 kg/t(不考虑脂肪酸)时，浮选指标与单独使用3.32 kg/t的 DTAC时相近，降低了约50%DTAC耗量，大大降低了浮选成本。     

N,N-二羟乙基十二胺对赤铁矿和石英的浮选性能研究

以赤铁矿反浮选脱硅体系为载体,通过单矿物浮选试验和人工混合矿分选试验考察了N,N-二羟乙基十二胺对赤铁矿和石英浮选行为的影响。单矿物浮选试验结果表明,N,N-二羟乙基十二胺对石英具有很好的捕收能力,在矿浆自然pH、N,N-二羟乙基十二胺用量大于13.33 mg/L时,石英回收率保持在90%以上;N,N-二羟乙基十二胺对赤铁矿的捕收能力较弱,在考察的捕收剂用量范围内,赤铁矿回收率不超过70%。人工混合矿分选结果表明,在矿浆自然pH、N,N-二羟乙基十二胺用量为20 mg/L、淀粉用量为3.33 mg/L条件下,可获得精矿铁回收率为86.86%、铁品位为65.28%的分选指标;N,N-二羟乙基十二胺可应用于石英和赤铁矿矿物的浮选分离。动电位测试结果表明,N,N-二羟乙基十二胺在石英表面发生了静电吸附。     

N-十二烷基-1，3-丙二胺捕收性能研究

通过浮选试验研究了N-十二烷基-1,3-丙二胺对石英、赤铁矿、方解石、菱锌矿和菱镁矿的捕收性能,并与十二胺进行了比较。试验结果表明：N-十二烷基-1,3-丙二胺对石英具有比十二胺更强的捕收性能,在很宽的pH值范围内,对石英的回收率均在90%以上,当pH=10.02时,石英回收率高达98.38%;N-十二烷基-1,3-丙二胺对赤铁矿的捕收能力与十二胺相差不大;N-十二烷基-1,3-丙二胺对方解石的捕收性能明显比十二胺差,而且对菱锌矿和菱镁矿基本无捕收能力。基团电负性计算结果表明,N-十二烷基-1,3-丙二胺比十二胺具有更好的选择性。     

白云母、电气石、磷灰石对白钨矿浮选过程中矿浆流变性的影响

通过矿浆流变性测试、人工混合矿浮选试验和泡沫稳定性测量研究了白云母、电气石、磷灰石等3种常见伴生脉石矿物分别对白钨矿和石英人工混合矿矿浆流变性和白钨矿浮选指标的影响。流变测试表明：白云母在矿浆中会形成端面-层面和端面-端面结合的三维网状结构,具有较大的表观黏度,而电气石、磷灰石在矿浆中仅为简单的堆砌型结构,其黏度略有增加。浮选试验和泡沫稳定性测量表明：在白钨矿-白云母-石英的人工混合矿浮选体系中,随着白云母质量浓度的增大,其较高的黏度会使浮选泡沫的半衰期和最大高度增加,使得“二次富集”作用明显提高,浮选指标在一定范围内变好,但较高的矿浆黏度同时会抑制气泡和颗粒之间的碰撞以及气泡-颗粒聚集体的流动性,导致浮选指标变差;在白钨矿-电气石-石英的人工混合矿浮选体系中,随着电气石在水中溶解出的Fe³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等金属阳离子增加,抑制了白钨矿的浮选,使得精矿品位和回收率下降;在白钨矿-磷灰石-石英的人工混合矿浮选体系中,磷灰石溶解出的PO₄^3-在白钨矿表面的吸附会导致矿物的表面...     

泡沫溶胶液配制的正交试验研究

为了研制出起泡力强,附着力好的泡沫溶胶液的最佳配方,运用正交试验的方法,对构成泡沫溶胶液的阴离子表面活性剂A,阳离子表面活性剂B,附加剂C,与交联剂D复配体系进行了四因素三水平2项考察指标的正交试验研究。试验得出,构成泡沫溶胶液的最小表面张力值为29.94 m N/m组合为A1B3C3,最大黏度值为109 m Pa·s组合为A3B3C3D1。研究结果表明,既满足表面张力最小,又满足黏度最强的泡沫溶胶液的最佳组合为A1B3C3D1。     

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。