溶解离子对白云石和氟磷灰石浮选及表面性质的影响研究

采用纯矿物浮选、Zeta电位和接触角测试等方法研究了溶解离子Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、PO₄^3-对白云石和氟磷灰石浮选及表面性质的影响。结果表明,溶解离子会明显改变白云石和氟磷灰石的可浮性、表面电性和表面润湿性。Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、PO₄^3-会降低白云石和氟磷灰石的接触角,导致其疏水性减弱,使其上浮率降低。Ca²⁺、Mg²⁺会使白云石和氟磷灰石表面Zeta电位升高,SO₄^2-、PO₄^3-会降低矿物Zeta电位。研究可为下一步有针对性地去除磷矿浮选中有害离子提供参考。     

高镁中低品位磷矿反浮选捕收剂的合成及其浮选性能研究

对脂肪酸进行了结构修饰和功能基团衍生, 研制了一种新型捕收剂α-磺酸基硬脂酸钠。对新型捕收剂的结构进行了表征。单矿物试验结果表明, α-磺酸基硬脂酸钠比硬脂酸钠分离胶磷矿石效果更好。采用α-磺酸基硬脂酸钠与硬脂酸钠复配的捕收剂PL-3对四川省马边磷矿实际矿物进行了单一反浮选试验, 获得了P₂O₅品位32.37%、回收率90.40%、MgO含量0.94%的浮选精矿, 浮选指标良好。     

α—乙酰氨基棕榈酸的合成及其对锡石浮选性能研究

以棕榈酸为原料合成了α—酰氨基棕榈酸,并以棕榈酸和α—乙酰氨基棕榈酸为捕收剂,对锡石、赤铁矿、方解石做了单矿物浮选性能试验和混合矿物浮选分离以及矿浆中Ca~(2+)、Fe~(2+)的存在对捕收剂浮选锡石的影响进行了考察。结果表明,α—乙酰氨基棕榈酸的浮选捕收性能比棕榈酸好,并可节省用药量,对锡—铁分离效果出较为理想。     

烷基硫酸盐捕收剂对菱镁矿和白云石的浮选性能研究

白云石是低品质菱镁矿中主要的含钙杂质,但是白云石与菱镁矿的晶体结构相似、组成相近,导致钙镁矿物浮选分离困难。开发新型高效脱钙捕收剂是提高白云石与菱镁矿分离效率的主要手段。基于此,探索性地将十二烷基硫酸钠(SDS)作为白云石的捕收剂进行钙镁分离,考察了矿浆pH值、SDS浓度以及可溶性离子Ca²⁺、Mg²⁺和Fe³⁺对菱镁矿与白云石浮选性能的影响,结果表明：在SDS浓度为20×10^-5mol/L、矿浆pH值为10时,白云石与菱镁矿有较好的浮选分离效果。Ca²⁺和Mg²⁺对菱镁矿与白云石均有抑制作用,对两种矿的浮选性差异影响较小。Fe³⁺对白云石的抑制作用较小,对菱镁矿的抑制作用较大,有利于两种矿的浮选分离。FTIR与Zeta电位结果表明,SDS在白云石表面的吸附量远远大于在菱镁矿表面的吸附量,且Fe³⁺可以促进SDS在白云石表面的吸附,抑制SDS在菱镁矿表面的吸附,从而增大白云石与菱镁矿间的可浮性差异。     

一种新型磷矿捕收剂的制备及浮选性能分析

为了改善脂肪酸类药剂浮选性能,利用乳酸对棉油酸进行改性处理,通过浮选确定药剂合成的最佳条件,并对最佳反应条件下的合成药剂进行红外光谱表征、酯化率测定以及同几种工业化药剂浮选性能对比试验。结果表明：最佳反应条件为,棉油酸与乳酸的质量比为10：3,反应温度为120℃,反应时间为120 min;红外光谱测试显示合成药剂含有官能团为羟基、羧基、酯基,表明棉油酸跟乳酸发生了酯化反应,酯化率为39.98%;合成药剂对中低品位胶磷矿有较好的选择性及捕收能力。在原矿P2O5品位21.56%、浮选温度20℃、药剂用量0.9 kg/t条件下,经过正浮选一次粗选得到精矿P2O5品位24.89%、回收率80.39%、选矿效率10.56%的浮选指标,且各项指标均远优于其它四种工业化药剂以及原料棉油酸皂;该合成药剂原料廉价易得,无毒无污染,合成工艺简单,相对于其它几种药剂用量低,浮选指标优异,有着良好的应用前景。     

阴离子对磷灰石和白云石表面性质影响的第一性原理研究

结合密度泛函理论（DFT）计算,研究磷矿反浮选脱镁过程中,三种主要阴离子（油酸根离子、SO42-和H2PO4-）在氟磷灰石和白云石吸附特性的差异。结果显示,油酸根离子、SO42-和H2PO4-均能在氟磷灰石和白云石表面发生化学吸附。氟磷灰石表面暴露的Ca原子位于磷酸根之上,表面Ca原子活性强,SO42-和H2PO4-在Ca位点的吸附能分别为-818.74~-1058.30 kJ/mol和-572.78~-709.02 kJ/mol。白云石表面暴露Ca、Mg和O原子,但O原子活性较强,不利于阴离子在白云石表面的吸附,SO42-和H2PO4-在白云石表面Ca\Mg位点的吸附能分别为-135.92 kJ/mol \ -156.30 kJ/mol和-127.03 kJ/mol \ 146.95 kJ/mol。因此,SO42-和H2PO4-更容易吸附在氟磷灰石表面形成不溶性钙盐,屏蔽了氟磷灰石表面的活性位点,导致磷灰石被抑制;白云石表面Ca、Mg原子位点密度大于氟磷灰石,存在更多的吸附位点与捕收剂结合。     

溶液离子在胶磷矿和白云石表面的吸附特性及其对分选的影响

通过ξ-电位测定、ESCA及紫外吸收光谱分析研究了在胶磷矿和白云石分离体系中溶液离子在矿物表面的吸附特性,以及溶液离子对萘磺酸盐甲醛缩合物吸附的影响。认为在这一分离体系中矿物之间存在着表面相互转换现象。这种表面转换的程度直接影响着抑制剂的选择性。要充分提高分离过程的选择性,必须设法控制溶液中Mg~(2+)的干扰。     

α-氯代脂肪酸柠檬酸单酯捕收剂合成及应用研究

工业菜籽油下脚料经皂化、酸解、氯化、酯化等单元反应合成了一种新型α-氯代脂肪酸柠檬酸单酯浮选捕收剂,进一步与其中间体α-氯代脂肪酸钠配比得到一种复合捕收剂,用于云南某中低品位难选磷矿的浮选试验,结果表明,相对于传统的脂肪酸类磷矿浮选捕收剂,该捕收剂的水溶性和常温浮选性能都得到明显改善,且药剂用量少,浮选工艺简单;其研究与应用开发对降低中低品位磷矿加温浮选选矿成本具有重要意义。     

基于餐饮废油的磷矿捕收剂性能试验研究

脂肪酸及其皂类作为重要的阴离子捕收剂,是浮选磷矿、铁矿、铝土矿等氧化矿中捕收剂的重要组成成分。价格低廉的餐饮废油中又含有大量的脂肪酸制备所需的重要原料,通过以餐饮废油为原料配制出的一种新型脂肪酸类磷矿反浮选捕收剂,并对其进行了实验室反浮选评价试验。经一系列对餐饮废油的组合复配等试验探索,该新型脂肪酸捕收剂成品作用于原矿(P₂O₅品位为24.83%)进行单一反浮选后,能得到P₂O₅品位为31.08%的精矿产品。根据药剂的比较试验进行了工业试验,现场应用结果可以得到稳定的选别指标。以餐饮废油为原料制备浮选捕收剂不仅价格低廉,有利于降低整体的选矿成本,同时也能很好地替代某些石化类及食用油类捕收剂,实现磷矿石的有效回收,更能在一定程度上遏制餐饮废油重返餐桌的趋势,为国民的饮食健康做出贡献。     

染料中间体2-磺酸基-5-β-硫酸酯乙基砜基苯胺的合成

以间－β－硫酸酯乙基砜基苯胺为原料,通过磷化、水解反应,分别得到中间体2,4－二碳酸基－5－β－硫酸酯乙基砜基苯胺及目的产物2－磺酸基－5－β－硫酸酯乙基砜基苯胺,两步产率分别为≥75％及≥77％．产物结构经1HMR谱确证无误．     

胶磷矿-白云石体系中离子的溶液化学行为研究

考察了胶磷矿-白云石体系中溶解离子对矿浆酸碱性的调控行为机理, 分析了无机阴离子在矿浆体系中的赋存状态及发挥调整作用的有效组分, 进一步解释了药剂与矿物表面的作用机理。     

新型两性捕收剂的制备及其对磷矿的浮选性能

近年来,氨基酸型两性捕收剂在磷矿选矿过程中已经取得了较好的分选效果.以丙烯酸甲酯法制备N-十二烷基-β-氨基丙酸钠(C12Giy),并采用响应面法构建回归模型和响应面曲线分析对其合成工艺条件进行优化.结果表明,反应温度对浮选磷精矿回收率的影响最显著,而反应时间对磷精矿品位的影响最显著,反应时间与反应温度的交互作用对磷精...     

钙离子对胶磷矿和白云石可浮性的影响研究

以白云石-胶磷矿体系为研究对象, 在无机阴离子存在的条件下, 研究了钙离子对胶磷矿和白云石浮选行为的影响。试验结果表明: F^-存在的条件下, Ca²⁺对两种矿物的可浮性影响并不大; 而CO₃^2-存在的条件下, 在强碱性环境中, Ca²⁺的加入使两种矿物的可浮性趋于一致。同时, 在Ca²⁺体系中, 当pH≈7时, SO₄^2-对胶磷矿的抑制效果较好; 在pH=5~7时, PO₄^3-对两种矿物有明显的选择性抑制作用。F^-和CO₃^2-混合体系中, Ca²⁺对两种矿物的浮选均有一定的活化作用, Ca²⁺对胶磷矿的活化作用要优于白云石。     

新型捕收剂的合成及其对攀西钛铁矿的浮选性能

以脂肪酸、醇胺有机物以及有机酸酐等为原料, 经酰胺化、酯化和磺化合成了一类共3种新型捕收剂。通过单矿物和人工混合矿浮选试验研究了其浮选性能。结果表明, 当3种捕收剂用量大于60 mg/L时, 在较广泛的pH范围内对钛铁矿的回收率均超过80%, 对钛辉石的回收率只有20%左右; 对于品位为20.54%的人工混合矿, 在不添加任何抑制剂的条件下一次粗选精矿品位为40%。通过红外光谱分析和动电位测试手段研究了新型捕收剂在钛铁矿和钛辉石表面的作用机理。捕收剂在钛铁矿表面既有物理吸附也有化学吸附, 以化学吸附为主; 而捕收剂在钛辉石表面的吸附较弱, 从而可以实现钛铁矿和钛辉石的有效分离。     

卤代改性月桂酸捕收剂WN-01对氟碳铈矿的捕收性能研究

为解决氟碳铈矿浮选所用羟肟酸类捕收剂价格高、用量大、毒性强、难降解且起泡性较弱等问题,研发了一种新型卤代改性月桂酸捕收剂WN-01用于氟碳铈矿浮选提纯。实验结果表明,相比改性前的月桂酸,月桂酸卤代改性捕收剂WN-01取得的最佳粗精矿REO品位和回收率可分别提高4.45百分点和36.86百分点。改性脂肪酸捕收剂WN-01浮选氟碳铈矿的适宜条件为矿浆pH为8.5,矿浆温度为30℃,捕收剂用量为150 mg/L,抑制剂水玻璃用量为120 mg/L。在该条件下,REO品位为26.57%的氟碳铈矿经1次粗选3次精选2次扫选开路浮选,可得到REO品位为49.18%、回收率为80.72%的浮选精矿。产品鉴定结果表明,浮选精矿主要成分为氟碳铈矿,含极少量萤石,浮选尾矿主要是石英和硅灰石,改性脂肪酸捕收剂WN-01表现出了优异的捕收性能和选择性,可替代羟肟酸类捕收剂,实现氟碳铈矿绿色、高效浮选。     

菱镁矿及其主要伴生矿物白云石的浮选动力学研究

为了研究不同浓度的调整剂（碳酸钠、氯化钙和氯化镁）对菱镁矿和白云石单矿物浮选回收率及浮选速率的影响,在矿浆pH值为12、油酸钠浓度为0.25 mmol/L的浮选体系下,针对-74+38 μm粒级的菱镁矿和白云石,进行了分批刮泡浮选试验,并总结出二者最佳浮选分离流程。结果表明,氯化镁（2.0 mmol/L）为调整剂时菱镁矿与白云石的浮游特性差异较显著,通过两次粗选,粗选1时间为1.0 min,粗选2时间为4.0 min的浮选流程实现二者浮选分离。对氯化镁（2.0 mmol/L）为调整剂时单矿物浮选过程模拟分析可知,分速浮选模型可较好地模拟菱镁矿和白云石的浮选过程。      

菱镁矿、白云石和方解石的浮选第一性原理研究

为了更好地实现菱镁矿的浮选脱钙，基于密度泛函理论，通过Materials Studio（MS）软件模拟优化了菱镁矿、白云石和方解石的晶体结构、解理面、与常见浮选药剂的作用模型，计算了这3种矿物的能带结构、态密度、表面能、与常见浮选药剂的前线轨道以及相互作用能等参数，从微观角度研究了钙镁碳酸盐矿物的浮选机理。理论研究表明：菱镁矿、白云石和方解石均为绝缘体，六偏磷酸钠和水玻璃比油酸钠和十二胺更容易与这3种矿物结合；菱镁矿{104}、白云石{110}、方解石{104}是这3种矿物的完全解理面；这3种矿物的钙镁离子与油酸钠的羰基氧发生了化学吸附，与十二胺是物理吸附，N-H…O氢键起了重要作用；推测出十二胺对钙镁碳酸盐矿物浮选有一定的选择性。第一性原理的推测结果基本得到了纯矿物浮选试验的验证，因此，第一性原理对浮选分离药剂的选择和机理研究有一定的指导意义。     

菱镁矿、白云石和方解石的浮选第一性原理研究

为了更好地实现菱镁矿的浮选脱钙,基于密度泛函理论,通过Materials Studio（MS）软件模拟优化了菱镁矿、白云石和方解石的晶体结构、解理面、与常见浮选药剂的作用模型,计算了这3种矿物的能带结构、态密度、表面能、与常见浮选药剂的前线轨道以及相互作用能等参数,从微观角度研究了钙镁碳酸盐矿物的浮选机理。理论研究表明：菱镁矿、白云石和方解石均为绝缘体,六偏磷酸钠和水玻璃比油酸钠和十二胺更容易与这3种矿物结合;菱镁矿{104}、白云石{110}、方解石{104}是这3种矿物的完全解理面;这3种矿物的钙镁离子与油酸钠的羰基氧发生了化学吸附,与十二胺是物理吸附,N-H…O氢键起了重要作用;推测出十二胺对钙镁碳酸盐矿物浮选有一定的选择性。第一性原理的推测结果基本得到了纯矿物浮选试验的验证,因此,第一性原理对浮选分离药剂的选择和机理研究有一定的指导意义。     

羧甲基纤维素对磷灰石与白云石浮选分离的影响及机理研究

以磷灰石和白云石为研究对象,采用纯矿物浮选实验、红外光谱分析、Zeta电位分析等方法,探讨油酸钠体系中羧甲基纤维素(CMC)对两种矿物浮选分离的影响及作用机理。实验结果表明：油酸钠为捕收剂用量100 mg/L,在无抑制剂CMC时,白云石和磷灰石的回收率均在90%以上;而CMC质量浓度5 mg/L时,白云石与磷灰石的回收率分别为4.72%、95.52%,实现了白云石与磷灰石的高效分离。机理分析表明：油酸钠在磷灰石和白云石表面主要以物理吸附为主,而CMC可能与白云石表面的Mg²⁺“桥接”,阻碍了油酸钠在白云石表面的吸附,且其阻碍油酸钠在磷灰石表面吸附的能力很小,因此CMC对白云石具有较强的选择性抑制作用;在油酸钠体系中,随着CMC质量浓度的增大,磷灰石表面电位发生轻微负偏移,而白云石表面电位出现大幅负移,说明CMC能阻止油酸钠在白云石表面的吸附,却不影响油酸钠在磷灰石表面的吸附,因此能达到选择性抑制白云石浮选的效果。