阳离子捕收剂及其分子结构设计理论研究进展

阳离子捕收剂在硅酸盐、碳酸盐、钾盐、金属氧化矿等矿物的分选中表现出巨大的应用潜力，因此，新型阳离子捕收剂的研发一直是浮选药剂领域的研究热点。综述了国内外阳离子捕收剂的研究进展，与国外相比，我国阳离子浮选研究的起步较晚，尽管近年来国内已开发出多种新型的阳离子捕收剂，但阳离子捕收剂设计研发及工业化应用缓慢，仍制约着阳离子浮选工艺的推广。概述了计算机辅助浮选药剂分子结构设计的发展，详细介绍了浮选药剂研究过程中常用的3种计算机辅助技术方法：密度泛函数理论、定量构效关系和分子动力学模拟；综述了分子动力学模拟技术在浮选药剂研发中的应用。在此基础上，分析了目前浮选药剂分子结构设计方法的不足，结合密度泛函数理论和分子动力学模拟技术，介绍了一种基于能量判据的高效浮选药剂设计方法，探讨了该方法在阳离子捕收剂分子结构设计中的应用前景，提出并阐述了提高该方法适用性的建议，为新型高效阳离子捕收剂的针对性设计提供参考。     

重晶石浮选药剂研究现状

综述了重晶石捕收剂和抑制剂的种类、特点及应用现状,指出研发低毒、高效、新型浮选捕收剂和抑制剂以及强化组合药剂之间的理论研究是重晶石浮选药剂未来的发展方向,并对重晶石浮选药剂的发展趋势进行了展望,以期对我国重晶石浮选药剂研究有所裨益。     

浮选法提纯低品位菱镁矿研究进展

简述了我国菱镁矿资源的特点,介绍了菱镁矿常见的浮选工艺流程,着重评述了近年来菱镁矿浮选提纯在浮选药剂、浮选交互影响理论和分子模拟技术方面的新成果。分析表明,针对浮选工艺流程的设计优化与高选择性阳离子捕收剂的研发可实现低品位菱镁矿的高效分选;浮选交互影响理论与分子模拟技术为探究菱镁矿浮选体系下的药剂与矿物的吸附作用本质开辟了新路径。指出未来应重视绿色环保选矿工艺及浮选药剂的研发,同时借由分子模拟技术促进菱镁矿浮选理论体系的不断完善,提高低品位菱镁矿资源的利用效率。     

铁矿石阳离子反浮选技术研究进展及应用现状

综述了近年来铁矿石反浮选阳离子捕收剂理论研究、铁矿石反浮选新型阳离子捕收剂研究以及铁矿石阳离子反浮选工艺研究的进展,介绍了铁矿石阳离子反浮选技术的工业应用现状。认为随着阳离子捕收剂合成工艺及反浮选工艺的日趋成熟,阳离子反浮选技术将被越来越多地应用于我国难选铁矿石的处理。     

典型黄铜矿酯类捕收剂分子结构设计

新型高效低毒酯类捕收剂具有选择性高、捕收力适中的特点,更适用于品位低、嵌布细、难处理硫化矿的浮选。应用分子模拟技术,通过Materials Studio软件模拟构建药剂分子与矿物表面相互作用的最低能量构型并计算相互作用能,从药剂分子与不同矿物表面相互作用能差异的角度设计黄铜矿酯类捕收剂分子结构,在实验室合成目的药剂BK-300并进行浮选验证试验。     

锂辉石浮选捕收剂及调整剂研究综述

从捕收剂和调整剂2大方面对国内外锂辉石浮选药剂进行了介绍和总结。锂辉石浮选捕收剂主要包括传统单一捕收剂、组合捕收剂和新型捕收剂3类。调整剂主要包括应用最广泛的NaOH-Na2CO3-CaCl2“三碱”组合调整剂,同时难免金属阳离子、无机阴离子、有机酸等调整剂对浮选过程的影响、对锂辉石活化作用及其选择性抑制作用的影响及对浮选机理的影响研究都是研究的热点。研发新型高效、高选择性、环保、耐低温、经济的捕收剂和调整剂将成为锂辉石浮选药剂未来发展的主要趋势。综合述评可以为锂辉石浮选药剂的研究提供参考。     

黄铜矿和黄铁矿高选择性捕收剂计算机辅助分子设计

将计算机辅助分子设计应用到选矿药剂分子设计中,对黄铜矿和黄铁矿高选择性捕收剂进行设计,得出了合适的极性基团和非极性基,即目的新型捕收剂。在实验室合成了目的药剂,进行了黄铜矿和黄铁矿纯矿物浮选试验,浮选分离效果显著。初步验证了计算机辅助分子设计在选矿药剂分子设计中的可行性。     

复杂铜硫矿浮选分离技术现状及发展趋势

从优先浮选流程、等可浮流程、混浮流程等方面介绍了铜硫矿的常用选别流程研究及应用现状;着重介绍了新型高效捕收剂、新型高效抑制剂（包括无机组合抑制剂和新型有机抑制剂）的研究与应用情况,简述了起泡剂的研究与应用现状;并对铜硫矿浮选电化学理论研究进展进行了总结,指出新型高效无毒浮选药剂的研发和电化学浮选研究是铜硫矿浮选技术发展的重要方向。     

在阳离子浮选过程中起泡剂和有机抑制剂的活化作用研究

以矿物分离选择性高为特点的，使用烷胺及其衍生物作为捕收剂的阳离子浮选工艺，近年来已得到越加广泛的工业应用。在最近几年间，几种新型的阳离子捕收剂——烷基吗啉已开始得到工业应用。阳离子表面活性剂作为捕收剂的分选效果，主要取决于它们的胶体性质和吸附性质以及矿石中的硅酸盐一碳酸盐造岩矿物的含量，后者能吸附阳离子捕收剂。研究了几种具有不同成分的起泡剂和抑制剂，对烷胺和烷基吗啉物理化学和浮选性质的影响。在这些研究的基础上。明确了对有机抑制剂的一些要求．并推荐提出了几种新型的浮选药剂(V-1起泡剂和KS-MF抑制剂)。使用这些新型浮选药剂能较大幅度地降低昂贵的阳离子捕收剂的用量．并能提高较粗矿粒的可浮性。文中还介绍了这些新型浮选药剂的工业应用结果。研制的这几种浮选药剂也可用于其它矿石的浮选工艺中。     

经典分子动力学模拟在矿物浮选研究中的应用

随着矿物浮选研究的深入发展以及计算机性能的不断提升,分子动力学模拟已逐渐成为研究矿物浮选的重要手段。经典分子动力学模拟可以从分子或原子层面展示矿物界面的相互作用,从微观角度研究浮选现象,深入分析矿物表面及界面相互作用,并为浮选药剂筛选和药剂分子设计提供理论依据。其在矿物浮选研究中的应用,主要包括在矿物表面结构、矿物与药剂相互作用,以及药剂筛选和药剂分子设计研究中的应用。      

十二烷基胺类捕收剂的取代基基因特性对其浮选性能的影响研究

为考察取代基种类和数量对十二烷基胺类阳离子捕收剂浮选性能的影响，通过浮选试验研究了含不同取代基的捕收剂对石英、赤铁矿单矿物的捕收性能，以及对石英/赤铁矿人工混合矿的分选能力。研究结果表明，甲基取代基的引入不利于阳离子捕收剂对石英和赤铁矿的捕收，随着甲基取代基数量的增加，石英和赤铁矿的浮选回收率均逐渐降低，但赤铁矿回收率降低速率更快；甲基的引入，有助于提升阳离子捕收剂的浮选选择性；随着取代基数量的增加，人工混合矿的分选效率逐渐增大。向阳离子捕收剂分子结构中引入含羟基（-OH）或胺基（-NH2）的官能团有利于其对石英的捕收，但引入含胺基的取代基以后，赤铁矿回收率也相应提高；向十二胺极性基中引入含羟基或胺基的取代基，能够提高人工混合矿分选效率，但引入含胺基的取代基后，人工混合矿分选效率增加效果不如引入含羟基取代基时明显。对试验捕收剂分子进行量子化学计算表明：随着引入甲基数量的增加，捕收剂极性基团的横截面尺寸增加，增大了药剂与矿物表面作用的空间位阻，导致药剂的捕收能力减弱，选择性增强；含胺基取代基的引入，可以增加极性基团的总电荷量，捕收剂与矿物表面的静电引力增强；引入含羟基的取代基后，能够在增强药剂与矿物表面氢键吸附作用的同时，增加药剂极性基横截面尺寸，从而在提高药剂捕收能力的同时提高了浮选选择性。在后续研究中，结合有机化学的相关知识来提取取代基的相关参数，以定量这种影响规律，从而明确取代基参数与阳离子捕收剂浮选性能之间的基因特性，可为构建一种基于取代基效应的阳离子捕收剂设计方法奠定基础。     

氧化铅锌矿浮选法研究进展

随着易选硫化铅锌矿石资源的日渐减少，市场对铅锌金属的强烈需求推动了难选氧化铅锌矿石浮选技术的进步。为了系统展示难选氧化铅锌矿石浮选技术的进展，从硫化钠硫化浮选法和硫磺硫化浮选法等2方面总结了硫化浮选技术的进展情况，从重选-浮选联合工艺和选冶联合工艺等2方面总结了联合工艺技术的进展情况，从絮凝浮选法、螯合剂浮选法、组合捕收剂浮选法和组合抑制剂浮选法等4方面总结了基于新药剂的浮选技术进展情况，最后对氧化铅锌矿石浮选技术发展的方向展望。     

复合捕收剂在铁矿石反浮选中的协同作用

为提升齐大山铁矿浮选指标,研制出一种高效既含N-H又含O-H基团的新型捕收剂DJW-II,用于齐大山铁矿磁选混合精矿反浮选脱硅研究,并考察了JW系列辅助捕收剂对浮选效果的影响。结果显示：在浮选温度21 ℃,pH值为9.0,捕收剂DJW-II粗选用量125 g/t、精选用量50 g/t,辅助捕收剂 JW-4用量0.6 g/t,抑制剂羧甲基淀粉钠用量250 g/t的条件下,采用1粗1精的浮选流程得到产率50.98%、精矿铁品位68.08%、铁回收率69.85%的精矿。添加辅助捕收剂可以改善浮选过程所产生泡沫的体积、半衰期及泡沫黏度,进而提高浮选指标。构建了所采用辅助捕收剂JW-4的主要成分、水分子及Ca2+离子、Cl-离子的结构,通过Materials Studio软件构建泡沫膜结构的分子模型,并采用Forcite模块,对构建的分子模型进行结构优化及动力学计算。结果表明,加入辅助捕收剂后,捕收剂分子的活性基团与中间的水分子的吸附更为紧密,与气泡性能测试中加入辅助捕收剂后泡沫黏度变大的结果相吻合。     

Surface chemistry features in the flotation of KCl

Despite the successful industrial practice to recover KCl by flotation, the adsorption state of collectors at KCl salt surfaces is still not fully understood. In this paper, the flotation behavior of KCl and NaCl using different collectors and captive bubble contact angle measurements at KCl and NaCl crystal surfaces in their saturated solutions are reported. The influence of collector concentration and collector structure is considered. The results show that both cationic and anionic collectors produce a hydrophobic state at the structure breaking KCl salt surface, with finite contact angle values of between 30° and 60°. In contrast, the contact angle at the structure making NaCl salt surface is zero at all collector concentrations, suggesting that no collector adsorption occurs, a supposition that is supported by results from molecular dynamics simulation (MDS). Further, it appears that the presence of surface defects such as edges and corners promote the adsorption of collectors at the KCl surface, and that the flotation is achieved by bubble attachment at the edges/corners of KCl particles with the formation of aeroflocs.     

阴阳离子捕收剂反浮选褐铁矿试验研究

针对某褐铁矿性质相对较简单的特点，采用单一反浮选工艺选别褐铁矿。研究了脱泥、单一阳离子及阴阳离子联合等技术方案对反浮选指标的影响。试验结果表明，采用添加新型阳离子表面活性剂DTL脱泥、石灰活化含硅矿物、淀粉抑制铁矿物、油酸及十二胺联合使用的新工艺方案，取得了良好的分选指标。经脱泥和反浮选后，得到含铁品位为57．18％、铁回收率74．9％的褐铁矿精矿。     

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。     

钛铁矿浮选药剂作用机理及进展

针对我国钛铁矿日益难选的现状,从捕收剂和调整剂两方面对钛铁矿浮选药剂进行了梳理和总结。针对捕收剂,研究其化学组成及矿物表面的作用机理,并且阐述了脂肪酸类、膦酸类和羟肟酸类等单一的捕收剂与新型组合捕收剂各自的优缺点,单一捕收剂存在一定的局限性,新型组合类捕收剂是未来发展的方向;针对调整剂,分析了活化剂和抑制剂对浮选分离的作用,活化剂一是增强矿石表面金属质点的活性,二是增加矿物表面的活化位点达到活化钛铁矿的目的;抑制剂主要是在脉石矿物表面生成某种选择性的胶体从而阻隔捕收剂与脉石矿物发生反应。通过对钛铁矿浮选药剂种类及作用机理分析,为选矿生产实践提供技术参考。      

铁矿浮选工艺的发展

从我国钢铁工业发展的形势论述了铁矿选矿技术发展的迫切性。主要介绍了国内铁矿的浮选工艺及浮选药剂方面的进展,认为今后应加强阳离子捕收剂和生物药剂的研究,以实现铁矿资源利用技术的整体提高。     

浮选药剂与矿物作用机理研究方法探讨

浮选过程中药剂与矿物的作用机理十分复杂,明确浮选药剂与矿物的作用机理可以为浮选药剂的分子设计提供理论指导。近年来通过试验研究及分析测试技术对浮选药剂与矿物表面作用的研究,取得了很多成果。总结了浮选药剂与矿物作用机理的研究方法,并介绍了几种主要研究方法的应用实例。单矿物试验、动电位、接触角、吸附量等方法可明确药剂与矿物的作用强度及矿物可浮性;通过IR、UV、XPS、SIMS、AES等手段可分析浮选药剂与矿物的作用方式;利用分子模拟技术可以从微观层面模拟药剂与矿物的作用过程,得出作用规律。借助各种研究测试方法为研究矿物表面的结构,理解矿物与浮选药剂之间作用过程,探讨作用机理提供了有力的工具。指出分子模拟技术必将广泛地应用于浮选药剂作用机理的研究中,在提高研究效率及新型浮选药剂的开发中起到重要作用。