疏水草分枝杆菌对矿物颗粒间相互作用的影响分析

通过理论计算分别得到了在无草分枝杆菌存在时赤铁矿与石英颗粒、赤铁矿颗粒之间、石英颗粒之间以及在有草分枝杆菌存在时赤铁矿颗粒之间的总作用势能V_T与颗粒距离h的关系曲线, 并对曲线进行了分析。分析表明: 在无草分枝杆菌存在时, 赤铁矿与石英颗粒之间、赤铁矿颗粒本身之间均存在着强烈地吸引作用, 且赤铁矿与石英颗粒之间的吸引作用明显大于赤铁矿颗粒本身之间的吸引作用, 而石英颗粒之间则存在着强烈地排斥作用。草分枝杆菌这种疏水性微生物的存在, 明显增大了赤铁矿颗粒本身之间的吸引作用, 使得它的吸引作用较赤铁矿和石英颗粒的吸引作用大得多。草分枝杆菌的加入, 有利于增强赤铁矿和石英颗粒之间的分离能力。     

高压下页岩吸附特性及吸附异常原因分析

从分子学角度出发,探讨了页岩吸附量随压力变化趋势可能的内在原因。并结合模拟实验数据,分析了页岩在吸附后期出现吸附异常现象的原因。研究认为,甲烷分子在页岩表面的吸附与分子间引斥力的相互作用密切相关。在吸附初期,页岩表面能相对较大,甲烷分子和页岩表面分子间作用力以吸引力为主且逐渐增大,页岩吸附量随压力升高而增大且增加较快;在吸附中期,页岩表面能减小,甲烷分子和页岩表面分子间作用力由吸引力向排斥力转变,页岩吸附量随压力升高增加变缓达到最大值,此时吸附速率与解吸速率动态平衡;在吸附后期的超高压下,页岩表面能趋于零,甲烷分子和页岩表面分子间作用力以排斥力为主且增加较快,页岩吸附量随压力的升高而降低,甚至出现负值。页岩吸附异常的原因主要有两点:一是页岩具有相对低的吸附量,而且甲烷分子直径大于氦气,致使实验所用自由体积值偏大,造成计算结果"负吸附";二是高压下页岩中甲烷处于超临界吸附且具有较大的分子间斥力。     

草分枝杆菌在赤铁矿表面的吸附能力

微生物在矿物表面的吸附能力是决定微生物能否用作选矿药剂的基础。通过单矿物试验和显微镜观察研究了草分枝杆菌对-30μm微细粒赤铁矿的浮选行为,结果表明：赤铁矿在草分枝杆菌浮选体系中均以絮团形式存在,草分枝杆菌用量和浮选pH值影响絮团的大小和紧密程度,进而影响赤铁矿的上浮率;pH值应控制在5～7、草分枝杆菌用量应控制在16mg／L左右。利用热重分析法分析了草分枝杆菌在赤铁矿表面的吸附情况,得出单位质量-30μm赤铁矿对草分枝杆菌的吸附量为0．0212g／g,草分枝杆菌在赤铁矿表面的包覆率为17．6％。     

新型常温捕收剂DX-1对赤铁矿的浮选性能研究

为提高脂肪酸对赤铁矿的捕收性能,在脂肪酸的非极性基上引入新的键合原子对其进行改性,制成新型常温捕收剂DX-1,通过赤铁矿和石英的单矿物和人工混合矿浮选试验,考察DX-1对赤铁矿的浮选性能。单矿物浮选试验表明,DX-1较月桂酸对赤铁矿的捕收能力强,且矿浆pH、矿浆温度对DX-1对赤铁矿的捕收性能影响较小;人工混合矿浮选试验表明,矿浆pH=3.9~7.0,DX-1用量为250 mg/L时,DX-1对赤铁矿的捕收性能较好。Zeta电位检测表明,pH为3.9~7.0时,赤铁矿吸附DX-1后,赤铁矿表面Zeta电位下降幅度大,并改变了赤铁矿表面电位的符号,捕收剂DX-1与赤铁矿表面发生了静电吸附。红外光谱分析表明,DX-1与赤铁矿表面主要发生了静电吸附,此外还存在部分分子间作用力及化学键力。     

草分枝杆菌在硫化矿物表面的选择性吸附规律

研究了草分枝杆菌在黄铁矿、方铅矿、黄铜矿和闪锌矿表面的吸附情况。试验结果表明，草分枝杆菌可以在4种硫化矿物表面发生明显的选择性吸附，在黄铁矿表面吸附情况较好，而在其他3种矿物表面则较差；pH值是影响草分枝杆菌在4种硫化矿物表面发生选择性吸附的关键因素，在pH为4～12之间时选择性吸附现象明显；矿浆浓度在6g／L以上和菌液浓度在0．5—4g／L之间有利于选择性吸附；温度对吸附影响不大；扫描电镜结果显示，草分枝杆菌细胞外膜表面的荚膜是重要的吸附位。研究结果表明，可以在浮选分离中利用草分枝杆菌抑制黄铁矿而优先浮选其余3种硫化矿物。     

菱铁矿与赤铁矿和石英间相互作用能研究

鞍山式含碳酸盐铁矿石"分步浮选"体系中存在的主要矿粒有赤铁矿、菱铁矿、石英,各种矿物颗粒间的相互作用力导致微细粒菱铁矿粘附在粗粒赤铁矿和粗粒石英表面,这些矿粒间的相互作用决定了其在精矿和尾矿中的归属。浮选试验表明,大量-0.010 mm微细粒的菱铁矿吸附在粗粒赤铁矿和粗粒石英表面,改变了矿粒的表面性质,严重恶化了赤铁矿反浮选的选别指标。在不同质量分数-0.010 mm菱铁矿与赤铁矿和石英的三元混合矿浮选试验基础上,进行了微细粒菱铁矿和粗粒赤铁矿、粗粒石英间的相互作用能计算,从力学层面对浮选过程中精矿与尾矿的归属问题进行分析,为微细粒菱铁矿和粗粒赤铁矿、粗粒石英的有效分散提供理论依据。     

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。     

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。     

三种分散剂对微细粒赤铁矿、石英分散行为的影响

充分的分散是实现选择性絮凝的重要前提条件。本文研究了六偏磷酸钠、水玻璃、多聚磷酸钠三种无机分散剂对赤铁矿和石英沉降率的影响,试验结果为当pH为10.5,加入50mg/L的六偏磷酸钠,可使赤铁矿的沉降率降到64.32%,此时石英的沉降率为38.91%,两者相差25.41%。此条件下赤铁矿的Zeta电位为-29.31mV,六偏磷酸钠在水中电离出的阴离子增加了赤铁矿颗粒之间的静电排斥力,并且颗粒之间产生强烈的空间位阻排斥力,因此当赤铁矿在颗粒间距离大于12nm时,赤铁矿稳定地分散,符合扩展DLVO理论。     

油酸钠浮选体系中蓝晶石族矿物与石英的交互影响

对蓝晶石族矿物和石英进行浮选交互影响的规律研究,运用扩展DLVO理论分析、显微镜观察和TOC法测定药剂吸附量等手段对浮选交互影响的机理进行分析。结果表明：在pH值为8、FeCl₃·6H₂O用量20 mg/L、油酸钠用量150 mg/L时,随着各粒级蓝晶石族矿物与石英颗粒间的界面力相互作用距离越小,总E-DLVO势能的负值越大,说明各粒级石英与不同粒级蓝晶石族矿物的作用力为吸引力,相互之间存在着粘附罩盖作用,又通过显微镜观察进一步验证了不同粒级蓝晶石族矿物与石英之间确实发生了粘附现象。蓝晶石族矿物与石英之间E-DLVO作用能顺序为：硅线石与石英>红柱石与石英>蓝晶石与石英。颗粒之间的粘附罩盖是造成蓝晶石族矿物与石英浮选过程中交互影响的主要原因之一,包括细粒级石英可以向粗粒级蓝晶石族矿物粘附,表现为矿泥罩盖;细粒级蓝晶石族矿物可以向粗粒级石英粘附;细粒级蓝晶石族矿物可以与细粒级石英粘附聚集。在油酸钠体系中,可以利用柠檬酸来有效削弱石英与蓝晶石族矿物之间的粘附罩盖作用。     

草分枝杆菌与常规捕收剂对微细粒赤铁矿捕收能力的比较

草分枝杆菌是一种无毒且在自然界广泛存在的微生物, 它的细胞壁的组成和性质类似于常规赤铁矿捕收剂, 可作为赤铁矿捕收剂使用。草分枝杆菌与常规赤铁矿捕收剂的对比试验表明:草分枝杆菌对微细粒赤铁矿的捕收能力明显比常规赤铁矿捕收剂强, 因此, 它较常规赤铁矿捕收剂更适合作为微细粒赤铁矿的捕收剂使用。     

多羧基有机大分子抑制剂在赤铁矿反浮选脱硅中的应用

本文考察了HAPMA和ASPMA两种新型多羧基有机大分子抑制剂对赤铁矿和石英浮选行为的影响,同时考察了其对人工混合矿浮选分离的影响。研究发现当pH大于9时,80 mg/L的HAPMA和ASPMA均能够有效的选择性抑制赤铁矿纯矿物,且对石英纯矿物可浮性的影响不大;在pH 11时,60 mg/L的HAPMA和ASPMA即可实现人工混合矿的浮选分离,铁精矿Fe品位分别为58.25%和61.76%、回收率分别为90.8%和81.4%。基团电负性计算和Zeta电位测试结果证实HAPMA和ASPMA能够与赤铁矿作用并吸附于赤铁矿表面从而起到抑制赤铁矿的目的。     

新型赤铁矿反浮选大分子抑制剂MOD应用研究

利用设计合成的新型赤铁矿反浮选大分子抑制剂MOD对赤铁矿反浮选脱硅进行了纯矿物单矿物和人工混合矿试验研究,单矿物试验表明在阳离子反浮选工艺中,大分子抑制剂MOD对赤铁矿表现出良好的高选择性,同时对石英的可浮性影响不大。人工混合矿试验表明,在p H值11左右时,MOD用量5 mg/L,赤铁矿品位可达65.24%,回收率为98.29%。另外,Zeta电位测试及红外光谱检测结果表明抑制剂MOD在赤铁矿表面形成了吸附,从而使得赤铁矿得以抑制。     

腐殖酸钠对石英分散性能影响的机理研究

采用沉降试验、zeta电位、FTIR光谱和颗粒间相互作用分析,研究了介质pH值和腐殖酸钠对石英分散性能的影响及作用机理。结果表明,随着pH值升高,石英在水介质中的分散性随之提高,表面zeta电位随之下降。当pH值为11.5,腐殖酸钠用量为0.5 g/L,进一步提高了石英的分散性,表面zeta电位则下降至-67.5 m V;光谱结果表明,石英谱线在2923 cm-1处出现了-CH2的不对称伸缩振动吸收峰,2855 cm-1处出现了-CH2的对称伸缩振动吸收峰,说明石英与腐殖酸钠发生了物理吸附作用;颗粒间相互作用结果表明,当pH值为11.5,颗粒间双电层排斥能高于范德华吸引能,同时腐殖酸钠增强了石英表面的亲水性,提高了水化膜作用势能。     

异凝聚理论及应用研究─—异类颗粒间相互作用及异类矿粒的凝聚

本文系统研究了异类颗粒间范德华、静电及界面极性相互作用。这３种相互作用均有可能是吸引或是排斥，取决于体系性质。亲水颗粒表面间水化排斥，疏水颗粒表面间疏水吸引及疏水表面与亲水表面间的水化或疏水作用，对矿粒的凝聚与分散起主导作用，可由界面极性相互作用确定。根据异类颗粒间范德华、静电及界面极性相互作用总势能曲线，确定了赤铁矿／石英及方解石／锐钛矿的凝聚、分散行为。     

改性淀粉抑制赤铁矿反浮选石英的作用机理研究

通过矿物浮选试验、动电位测定以及吸附量测试,考察了4种淀粉抑制剂对赤铁矿和石英浮选性能的影响,并探讨了其作用机理。在碱性条件下,改性淀粉抑制剂对赤铁矿抑制效果明显,且以改性玉米淀粉效果最佳,改性磷酸酯淀粉、改性羧甲基淀粉的抑制效果次之,而普通淀粉抑制作用一般。同时4种淀粉抑制剂对主要脉石矿物石英的抑制效果均不明显。pH=10~12.5条件下,改性玉米淀粉因其羟基氧和裸露在赤铁矿表面的铁元素发生了化学键合,因而选择性抑制能力最佳。分子动力学模拟表明,改性玉米淀粉片段与赤铁矿作用更为紧密,验证了改性淀粉能更好地抑制赤铁矿。     

一种高效的脱硅浮选捕收剂

系统地研究了Ｎ－烷基－β氨基丙酸甲酯（ＳＦ８）的结构与性能，对其紫外光谱特性，等电点，表面一及起泡性能进行了检测，浮选试验结果表明，在自然ＰＨ条件下，ＳＦ６对石英和石榴子石具有较镪捕收能力，而对萤石和赤铁矿捕收能力很弱；对萤石－石英－石榴子石及郝铁矿－我工混膈矿进行浮选分离，获得满意结果，表明ＳＦ６是一咱高选择的性的脱硅硅浮选捕收剂，机理研究表明，ＳＦ６在硅酸盐矿物表面的吸附，是以静电力为主并附有