矿物表面上阴离子捕收剂吸附层的形成和疏水化机理的理论分析

矿物表面的水化程度最小、捕收剂在矿物表面上化学吸附量最大、捕收剂分子及捕收剂离子对的物理吸附最佳化均在矿物表面零电点附近实现.该零电点值可由对矿物/水密闭体系平衡状态化学计算结果确定.当pH偏离这个最佳值时,矿物表面极化,捕收剂各种组分的吸附量降低,矿物可浮性变坏.矿粒表面疏水化的主要机理是捕收剂的化学吸附.化学吸附通过补偿极性键来提高矿粒向气泡上附着的几率.捕收剂的分子和捕收剂的离子对的物理吸附以液滴状态缩合在疏水的矿物表面上,它实际上不影响矿物表面的疏水性,而起到了在浮选紊流条件下使矿粒固着和保持在气泡上.借助范德华力和捕收剂疏水缔合力,保持在矿物粒上的具松散孔隙结构的价饱和的捕收剂化合物(金属黄原酸盐和油酸盐)的形成不会提高矿物表面的疏水性,但是可以阻止矿物因被疏水矿泥抑制机理而浮选.引起矿物表面疏水和决定矿物浮选所需捕收剂最小浓度随pH变化的规律性的主要反应是捕收剂化学吸附层中竞争矿物电位离子的竞争反应.此时可保证在疏水表面上形成物理吸附的液滴状的捕收剂分子和捕收剂离子对.     

用阴阳离子混合捕收剂浮选菱锌矿的研究

本文中研究了戊基钾黄药(KAX)与十二胺(DDA)混合捕收剂中的KAX与DDA重量比对菱锌矿的可浮性和捕收剂在矿物表面上的吸附量的影响.无论单用KAX还是单用DDA时.菱锌矿的浮选回收率均随捕收剂的浓度升高而增大,但此时,仍有40%的菱锌损失了.在用KAX+DDA混合物作为捕收剂时,菱锌矿的浮选回收率大幅度提高.FT-IR光谱测定结果表明,应用混合捕收剂时.胺一黄原酸盐络合物在菱锌矿表面上发生共吸附.混合捕收剂中黄药的存在使得矿物表面与氨离子之间的静电斥力减小,同时使得两种捕收剂的侧向非极性基疏水缔合程度增强.     

矿物浮选过程中铅离子的活化作用及新理论

介绍了铅离子活化对矿物浮选行为的影响及机理。经典的活化浮选理论认为:铅离子羟基络合物或氢氧化铅沉淀是有效活化组分,铅离子组分(Pb(OH)~+和Pb(OH)_2(aq))优先吸附在矿物表面活化矿物表面位点,有利于捕收剂吸附。最新研究结果表明,铅离子组分与捕收剂组分反应形成金属—有机配合物(PbCollector),其在矿物浮选过程中发挥了极大的作用,并在捕收能力和选择性方面体现了极大的潜力。总结阐述了铅离子活化的经典理论及新进展,将"金属离子配位调控分子组装"引入矿物浮选过程中金属离子活化或抑制领域,为全面理解金属离子对矿物浮选行为的影响提供参考,并为新型金属有机配合物浮选药剂的开发提供新的思路。     

用阳离子和阴离子混合捕收剂从希腊Stefania长石矿石中浮选分离钠长石

对钠长石和石英单矿物,用哈里蒙德管浮选、Zeta电位测量考查了混合的烷基二胺/磺酸盐药剂制度从石英中分离钠长石的效果,此外,还用该药剂制度进行了从希腊Stefania长石矿石中分离钠长石的实验室规模浮选试验.单矿物浮选试验结果表明,从石英中选择性浮选钠长石是可行的.当二胺的烃链长度与磺酸盐烃链长度相等时,矿物可浮性能进一步提高.由此可推测,磺酸盐以二胺一磺酸盐(1:1)络合物形式共吸附,是使钠长石在使用混合捕收剂时可浮性提高的原因.pH2时浮选和吸附行为的差别,可归因于在这些研究中分别使用了粗粒给料和细粒给料.除静电作用外,烷基铵离子通过氢键结合到表面硅醇基上可解释在钠长石和石英上的类似的吸附行为,它们的表面在pH2时分别呈微负电性和不带电.当物料在浮选前先脱泥的情况下实现了从长石矿石中选择性浮选钠长石.     

氧化矿物浮选理论基础

氧化矿物浮选受很多因素控制,其中包括矿物的表面电位和可溶性、各种无机组分的浓度和种类、捕收剂的性质、pH、离子强度和温度。这些因素所起的作用决定了捕收剂、无机物和聚合物的吸附机理。其机理包括静电作用、化学吸附、吸附的捕收剂之间的链一链作用和无机物对矿物表面的改性。在实际体系中,浮选还受到另外一些过程影响,如矿物的陈化、捕收剂在矿物表面上沉淀以及徊种捕收剂组分之间的缔合作用（如离子－分子络合）,从而改变矿物的可浮性。本文将选择适当的实例对这些影响进行评述。     

用羟肟酸类捕收剂浮选矿物

本文总结了己发表的羟肟酸类捕收剂对各种矿物的浮选结果,同时给出了采用这类捕收剂时重晶石、氟碳铈矿,方解石和硅孔雀石吸附浮选行为的新结果。用羟肟酸盐时,几乎每一种矿物的吸附和浮选特性曲线在pH约等于9时都存在最大特征值。根据捕收剂pF随近界面上离子和分子吸附——共吸附两种机理;解释了这一特征峰、以及含有水解金属离子情况下相应的金属氢氧络合物在表面的反应。作者提出了一个综合模型,以区分吸附在矿物表面的无机药剂和捕收剂属于表面反应还是化学吸附。     

用阳离子和阴离子混合捕收剂浮选菱锌矿的物理化学研究

本文中研究了戊基钾黄药(KAX)与十二胺(DDA)混合捕收剂中的KAX与DDA重量比对菱锌矿的可浮性和捕收剂在矿物表面上的吸附量的影响.无论用单一的KAX还是用单一的DDA时,菱锌矿的浮选回收率均随捕收剂的浓度升高而增大,但此时,仍有40%的菱锌损失了.在用KAX DDA混合物作为捕收剂时,菱锌矿的浮选回收率大幅度提高.FT-IR光谱测定结果表明,应用混合捕收剂时,胺-黄原酸盐络合物在菱锌矿表面上发生共吸附.混合捕收剂中黄药的存在使得矿物表面与氨离子之间的静电斥力减小,同时便得两种捕收剂的侧向非极性基琉水缔合程度增强.     

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。     

黄锑矿晶体及表面基因特性与可浮性关系研究

采用第一性原理计算了黄锑矿体相、（001）表面以及水分子在其表面吸附的结构性质,利用 XPS 和表面电位分析了黄锑矿单矿物表面特性,讨论了黄锑矿晶体结构、表面性质与可浮性之间的关系,并利用单矿物浮选试验进行了验证。结果表明,黄锑矿中氧原子的活性较强,锑原子的活性较弱,水分子容易在黄锑矿的表面吸附,导致常规阴离子捕收剂难以吸附于黄锑矿的表面,而需要通过金属阳离子活化。黄锑矿在 pH>2.4 的范围内带负电,阳离子捕收剂通过静电作用,容易在黄锑矿的表面吸附。单矿物浮选试验中,铜离子活化后的黄锑矿可以很好地被油酸钠捕收,十二胺离子也可以很好地浮选表面荷负电的黄锑矿。矿物表面基因特性与矿物可浮性有很好的对应关系。     

在长石与石英分离中阳离子捕收剂与阴离子捕收剂混合物在矿物表面上的吸附和浮选的选择性

对钠长石和石英纯矿物，用哈里蒙德浮选管、Zeta电位测定和漫射FTIR光谱评价了阳离子捕收剂与阴离子捕收剂混合物从石英中浮选分离钠长石的效果。用分批浮选试验研究了从希腊长石矿石中浮选分离钠长石的浮选药剂制度。单矿物浮选试验结果表明，在PH2时，用阳离子捕收剂二胺与阴离子捕收剂磺酸盐混合物或二胺—二油酸盐作捕收剂可以从石英中优先浮选钠长石。与在pH2时钠长石具有选择性可浮性形成鲜明对照的是，pH2时钠长石荷少量负电荷，石英的零电点位于该pH附近，Zeta电位测定和FTIR研究结果表明，混合捕收剂在两种矿物上的吸附行为类似。红外光谱不仅证明阴离子捕收剂磺酸盐或油酸盐与二胺一起在矿物表面上共吸附，而且证明，阴离子捕收剂的存在提高了二胺的吸附量。阴离子捕收剂闯入相邻表面烷基氨基离子之间降低了头—头静电斥力，由于疏水尾—尾缔合增强，而使二胺吸附量增大。pH2时矿物的可浮性与捕收剂吸附结果矛盾是由于在这两个试验中分别用粗粒矿物和细粒矿物进行试验引起的。可用除静电作用外，捕收剂中的氨离子通过氢键与矿物表面上的硅醇基团作用来解释，在pH2时捕收剂在细粒钠长石和石英颗粒上的吸附量相近。分批浮选试验结果表明，只在浮选给矿脱泥后，才可优先浮选钠长石。从含6．5％Na2O的给矿中浮选获得了含10％Na20的钠长石精矿，Na20含量高于9％的钠长石产后是有价值的。     

铁介质磨矿对锂辉石和绿柱石浮选影响的分子模拟计算研究

利用分子模拟计算方法,研究了铁球作为磨矿介质,十二胺和油酸钠分别作为捕收剂,锂辉石和绿柱石与捕收剂在磨矿前后的相互作用能。结果表明,这两种典型硅酸盐矿物经过铁球磨矿后,矿物表面吸附的铁,使阳离子捕收剂十二胺与矿物的相互作用能增大,阴离子捕收剂油酸钠与矿物的相互作用能减小,进而影响捕收剂与矿物之间的相互作用。总体来讲,锂辉石和绿柱石经过铁球磨矿后,一般会阻止十二胺阳离子捕收剂在矿物表面的吸附,而对于油酸根阴离子捕收剂,则起到一定的活化作用,有利于油酸根离子在矿物表面的吸附。     

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。     

捕收剂DCZ-2在石英表面的吸附行为及作用机理

借助Material Studio 8.0分子模拟软件,采用COMPASS Ⅱ力场,并利用密度泛函理论对新型浮选捕收剂DCZ-2在石英表面的吸附过程进行模拟计算,考察DCZ-2分子与石英表面的作用形式。结果表明：①以DCZ-2为捕收剂,4相似文献   

3种捕收剂对氟碳铈矿的浮选性能研究

研究了不同条件下油酸钠、水杨羟肟酸和牦牛坪稀土捕收剂（主要成分为羟基萘羟肟酸）浮选氟碳铈矿的规律,并对其浮选机理进行了探讨。试验结果表明：捕收剂、硅酸钠的用量对氟碳铈矿的浮选影响显著;油酸钠和牦牛坪稀土捕收剂较水杨羟肟酸有更好的浮选效果;在氟碳铈矿的零电点pH=8.5附近,3种捕收剂对氟碳铈矿的浮选效果最佳;羟肟酸类捕收剂在氟碳铈矿表面发生络合反应,而油酸钠可能以静电吸附和分子吸附为主;药剂在矿物表面的竞争吸附或形成配合物均破坏了缔合羟基;水杨羟肟酸和牦牛坪稀土捕收剂在红外光谱图的2356 cm-1附近有新的峰形成,可能是螯合反应形成的五元螯合环。     

钙镁离子对胶磷矿浮选影响机理探讨

金属阳离子因其活性易生成一些新产物,抑制、活化某种矿物而影响浮选过程。磷矿浮选中,大量钙镁离子的存在会显著影响浮选,浮选效果变差。通过添加钙镁离子浮选试验,接触角、吸附量的测定及傅立叶红外光谱测试,结果表明：一定浓度的Ca₂ 、Mg₂ 离子会显著降低胶磷矿纯矿物的回收率,原因是在碱性矿浆中,钙镁浓度太高时,易生成氢氧钙(镁)的溶胶或沉淀,吸附于矿物表面,致使矿物表面有效成份油酸络合物减少,捕收剂吸附量降低,疏水性减弱,胶磷矿浮选效果变差。     

铁矿胺浮选中矿物表面电性的影响

许多学者对胺类捕收剂与氧化物及硅酸盐矿物的作用机理曾进行大量研究,认为胺在这类矿物表面上的吸附属于物理吸附。美国学者D.W.Fuerstenau针对这种吸附作用于1956年提出了著名的浮选静电理论。由于物理作用而吸附在矿物表面的浮选捕收剂必须在矿物表面双电层中起配衡离子的作用。还表明,只有在介质pH值低于矿物表面零电点(PZC)时(此时矿物表面荷正电),阴     

用阳离子捕收剂从白云石中优先浮选磷酸盐 第一部分——捕收剂和非极性烃类的作用

用多种阳离子捕收剂研究了细晶磷灰石和白云石的浮选行为,试验结果发现唯有伯胺类是磷酸盐矿物的强捕收剂。伯胺作捕收剂也可浮选白云石,但是在选别细晶磷灰石和白云石的混合物料时,伯胺却只对磷酸盐矿物具有选择性的捕收作用。对每种矿物所进行的吸附研究表明:伯胺类捕收剂在白云石和细晶磷灰石两种矿物表面上却被强烈地吸附。然而,在浮选磷酸盐矿石时,伯胺却主要吸附在磷酸盐矿物上,这说明伯胺与细晶磷灰石之间的交互作用比伯胺与白云石之间的交互作用强。浮选时添加烃类油十分有益,它不仅可以降低捕收剂的消耗量,而且还能够加快浮选速度。     

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。     

苛化淀粉对磁铁矿和金云母浮选分离的影响及机理研究

以磁铁矿和金云母为研究对象,探讨在十二胺浮选体系下苛化淀粉对两种矿物浮选分离的影响及其作用机理。以十二胺为捕收剂,苛化阳离子醚化淀粉（CCES）、苛化羧甲基淀粉钠（CCMS）、苛化糊精（CD）为抑制剂,对磁铁矿和金云母进行浮选分离试验。采用单矿物浮选试验、Zeta电位分析、吸附量测定、红外光谱分析和人工混合矿浮选分离试验等方法分析苛化淀粉与矿物作用方式。结果表明:金云母和磁铁矿表面电性差异较小,十二胺对两种矿物选择性较差;CCES、CD、CCMS均能吸附在磁铁矿和金云母表面,苛化淀粉与磁铁矿的作用方式主要以化学吸附为主,同时存在静电吸附和氢键作用;而与金云母的吸附方式为静电吸附和氢键作用;三种苛化淀粉对磁铁矿的抑制强度为:CCES>CD>CCMS,对金云母的抑制效果较差。      

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。