常见金属离子对白云母和石英浮选特性的影响

为给白云母和石英浮选分离提供理论基础,在Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+作用下,分别考察了十二胺和油酸钠作捕收剂时,纯矿物白云母和石英的浮选特性,并测定了其Zeta电位。试验结果表明:（1）金属离子能够提升白云母、石英表面的Zeta电位,从而影响捕收剂在矿物表面上的吸附;（2）十二胺作捕收剂时,Ca2+、Mg2+能提高矿物Zeta电位而减弱十二胺的静电吸附强度,抑制二者上浮;Fe3+、Al3+在矿浆pH=4~6时,可使白云母、石英表面Zeta电位由负变正,极大地削弱十二胺的吸附,抑制浮选;（3）油酸钠作捕收剂时,金属离子均能活化白云母、石英浮选,且金属离子价态越高,活化作用越强;碱性越强,活化作用越明显;Ca2+、Mg2+在强碱性条件下活化作用极强,远强于Al3+、Fe3+。      

酒石酸与白云母作用机理研究

为揭示油酸钠体系下酒石酸与白云母的作用机理,采用SEM及XPS等手段对不同白云母样品进行了表征。结果表明,C_4H_5O_6~-、C_4H_4O_6~(2-)等主要吸附在白云母解理面上,导致白云母表面ζ电位负向增大,进而使得C_(17)H_(33)COO_-在白云母表面的物理吸附作用减弱,并且吸附在白云母表面的C_4H_5O_6~-、C_4H_4O_6~(2-)等离子,还会覆盖白云母表面暴露的Al等活性点,导致C_(17)H_(33)COO~-与白云母表面Al等活性点结合几率减小,也使得C_(17)H_(33)COO~-在白云母表面的化学吸附作用减弱。此外,含有羟基等亲水基团的C_4H_5O_6~-、C_4H_4O_6~(2-)等吸附在白云母表面会使其表面强烈亲水。     

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...     

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。     

油酸钠与十二胺作用下黑云母的浮选行为及作用机理研究

通过纯矿物浮选试验,研究了黑云母在油酸钠和十二胺为捕收剂时的浮选行为。结果表明,油酸钠单独作用时,对黑云母基本没有捕收作用;十二胺在强酸性条件下对黑云母有较强捕收作用;二者混合使用对黑云母的捕收作用最强,在中碱性条件下的浮选回收率可达80%以上。Zeta电位、红外光谱测试及溶液化学计算结果表明,十二胺在黑云母表面发生了物理吸附作用;单一油酸钠在黑云母矿物表面不发生吸附作用;十二胺主要以RNH_3~+离子和离子-分子缔合物RNH_3~+·RNH_2的形式吸附于黑云母表面;油酸的水解组分都不与黑云母矿物作用;油酸钠与十二胺水解组分的电性中和,降低了捕收剂的临界胶束浓度,二者的共吸附效应可以改善黑云母表面的疏水性,从而使浮选效果变好。     

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。     

无机阴离子调整剂对蓝晶石矿物浮选行为及溶液化学研究

通过蓝晶石、石英及黑云母的浮选试验,研究了无机阴离子调整剂对矿物浮选行为的影响。试验结果表明:以十二胺为捕收剂时,氟化钠与十二胺加入的顺序的不同对石英、黑云母两种矿物的浮选基本没有影响,对蓝晶石有活化作用;Na2SiO3与十二胺的添加顺序不同对黑云母的影响较小,对蓝晶石起到强的抑制作用,且Na2SiO3在十二胺之后添加对矿物的抑制作用更强;(NaPO3)6的添加对蓝晶石及石英均起到较强的抑制作用,对黑云母的抑制较弱;Na2S除了对蓝晶石起到轻微的活化作用外,对石英及黑云母两种矿物的浮选基本没有影响。通过浮选溶液化学计算,分析了Na2SiO3、Na2S、(NaPO3)6对蓝晶石、石英及黑云母矿物的抑制或活化作用的机理。     

混合捕收剂在锂云母表面吸附行为的分子动力学模拟研究

采用Materials Studio中Forcite模块,对十二胺和油酸钠两种捕收剂分子在锂云母表面的吸附过程进行了分子动力学模拟研究,分析了水分子在吸附前后相应的排布变化。吸附形貌的结果表明,十二胺与油酸钠用量在2∶1时吸附效果最好。通过对捕收剂头基以及碳原子分布函数的分析,其协同作用的机理可能是十二胺首先在锂云母表面进行有效吸附,油酸钠"间接"地通过头基间的静电吸引或是碳链之间的疏水作用,从而增加表面碳链密度和高度并使得吸附层更加稳定。表面水分子自扩散系数的分析也显示,吸附了单层DDA和混合捕收剂的自扩散系数相较纯云母表面的值分别下降了20%和25%左右,表明混合捕收剂的吸附使得锂云母表面更加疏水,从而有利于浮选的进行。     

蓝晶石和石英浮选行为的研究（待续）

通过表面张力测试、浮选试验和红外光谱的测定，研究了蓝晶石和石英在阴／阳离子混合表面活性剂系统中的浮选行为。研究结果说明了表面活性剂混合物引起的表面张力下降中的协同作用。在浮选系统中，由于这一协同作用的存在，油酸钠／十二胺的添加导致在很宽的ｐＨ范围内，浮选回收率提高。文中还分析了在阴／阳离子混合表面活性剂系统中捕收剂的吸附机理。     

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.     

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。     

Preparation and performance of 4-alkyl-4,4-bis(hydroxycarbamoyl) carboxylic acid for flotation separation of diaspore against aluminosilicates

The existed collector for the flotation of diasporic bauxite in China is poor in selectivity. To look for a collector with high selectivity and strong collecting capacity on the diaspore flotation, novel 4-alkyl-4,4-bis(hydroxycarbamoyl) carboxylic acids (ABHC) including 4,4-bis(hydroxycarbamoyl) dodecanoic acid (HCDA), 4,4-bis(hydroxycarbamoyl) tetradecanoic acid (HCTA), and 4,4-bis(hydroxycarbamoyl) hexadecanoic acid (HCHA) were designed and synthesized for the beneficiation of diasporic bauxite by selective flotation. The results of flotation experiments for the single minerals showed that by using these compounds as collectors, the pulp pH value has significant influence on their collecting performance as the floatability of diaspore varies sharply with its change. The appropriate pH value for the flotation of diaspore gets close to neutral condition at which diaspore presents good floatability while kaolinite and illite exhibit poor floatabilities. HCDA, HCTA, and HCHA, especially HCDA, show good selectivity for the flotation between diaspore and aluminosilicate around pH 7. A satisfactory mass ratio of Al₂O₃ to SiO₂ (A/S) and recovery of Al₂O₃ were obtained from the flotation separation of artificially mixed minerals and the flotation desilication of diasporic bauxite by using HCDA as a collector, proving that the selectivity of HCDA is better than that of the traditional collector oleate. Moreover, adsorption amount, zeta-potential, DFT calculation, XPS, and FTIR were performed to study the mechanisms. The results indicated that the adsorption of HCDA on the surface of diaspore is dominantly chemisorption in the form of three chelate rings. The oxygen atoms contained in carboxyl and hydroxycarbamoyl of the polar group have the highly negative charges and stereo conditions to form five- to eight-membered ring, resulting in the coordination of carboxyl and hydroxycarbamoyl to the metal aluminum atoms to form chelate rings. By contrast, the adsorption of HCDA on the surface of kaolinite or illite is mainly physical adsorption.     

有机螯合剂对活化石英的抑制及其作用机理

通过单矿物试验和吸附量测定,研究了以油酸钠为捕收剂时,Fe3 离子及有机螯合剂柠檬酸、酒石酸、草酸、EDTA和茜素红S对石英浮选行为的影响,结果表明:Fe3 离子能够在中性和弱碱性范围内很好地活化石英的浮选,而5种有机螯合剂能够很好地抑制Fe3 离子活化后石英的浮选.经X射线光电子能谱分析,查明Fe3 离子对石英的活化机理是Fe3 离子能够在石英表面产生特性吸附,增加石英表面吸附油酸钠的活性点;5种有机螯合剂对活化石英的抑制机理是这些有机螯合剂都能够与石英表面特性吸附的Fe3 离子螯合生成水溶性的螯合物,使石英表面失去吸附油酸钠的活性点.     

几种硫酸盐矿物可浮性的晶体化学研究

在油酸钠和水杨羟肟酸浮选体系中3种矿物的可浮性大小为重晶石＞天青石＞石膏;在十二胺浮选体系中为石膏＞天青石＞重晶石。利用XPS和红外光谱测试探讨了捕收剂与矿物的作用机理。油酸钠与3种硫酸盐矿物之间的作用是化学吸附,十二胺为物理吸附,水杨羟肟酸则是与矿物发生螯合反应。对矿物晶体结构中的化学键进行了理论计算,发现3种硫酸盐矿物晶体结构中Mⁿ⁺-O^2-键断裂程度与矿物可浮性密切相关。     

Substituent effects in kaolinite flotation using dodecyl tertiary amines

The flotation behavior of kaolinite was investigated using a series of tertiary amines (DRN, DEN, DPN and DBN). Maximum recoveries of kaolinite were 93%, 88% and 84% for DEN, DPN and DRN, respectively. The recovery for DBN was very low. On the basis of the Zeta potential and FT-IR spectra, the ionization of surface hydroxyl and the isomorphic exchange of surface ions accounts for the charging mechanisms of the kaolinite surface. The adsorption mechanism of tertiary amines onto the kaolinite surface was mainly electrostatic. We determined that the IEP of kaolinite increased from 3.4 to higher values after the interaction of kaolinite with the four tertiary amines. FT-IR spectra of kaolinite changed to include sharp peaks of tertiary amines. Inductive electronic effects and space-steric effects of –CH₃, –C₂H₅, –C₃H₇ and –C₇H₇ bound to the N atom result in different collecting powers for the four tertiary amines.     

油酸钠浮选体系中硅线石与石英的分离机理

通过硅线石与石英的浮选规律试验、浮选药剂的溶液化学分析、矿物表面的动电位测定、红外光谱(FTIR)分析和X射线光电子能谱(XPS)分析,探讨硅线石和石英的分离机理.结果表明,在弱碱性矿浆中,元素Fe以形成氢氧化物沉淀形式在硅线石和石英表面吸附,与油酸根阴离子能够产生化学作用,说明元素Fe能够活化油酸钠与硅线石、石英表面...     

Gemini型捕收剂对石英和磁铁矿的浮选性能

通过单矿物浮选试验,考察了Gemini型捕收剂Gemini-31503和十二胺对石英和磁铁矿的浮选特性,结果表明,Gemini-31503在较宽的pH范围里对石英具有很强的捕收能力,并且对石英具有良好的选择性,其性能明显优于十二胺。用Gemini-31503对石英和磁铁矿的人工混合矿进行反浮选,在不需再添加其他任何药剂的情况下取得了良好的分选指标。动电位测定和红外光谱分析结果显示,Gemini-31503在两种矿物表面的吸附主要为静电吸附,且在相同条件下,Gemini-31503在石英表面的吸附量比在磁铁矿表面的吸附量大。     

油酸钠或十二胺体系中菱镁矿及其伴生矿物的浮选特性

为了给低品级菱镁矿矿石的选矿提纯提供参考,通过单矿物浮选试验考察了捕收剂油酸钠和十二胺用量、矿浆pH以及调整剂六偏磷酸钠和水玻璃对菱镁矿及其伴生矿物白云石、蛇纹石、滑石、石英可浮性的影响。根据试验结果,指出可以采取先在自然pH条件下通过十二胺反浮选除去石英、滑石和部分白云石,再在pH=11并添加适量六偏磷酸钠条件下通过油酸钠正浮选将菱镁矿与蛇纹石和剩余白云石分离的方法来有效降低菱镁矿矿石中杂质伴生矿物的含量。