基于Washburn法的辉钼矿尺度效应分析及浮选响应

辉钼矿是典型各向异性矿物,其表面性质显著影响矿物的浮选行为.为了研究不同粒级辉钼矿表面性质差异及浮选响应,本文采用Washburn动态法分析了-74+38,-38+20,-20μm 3个粒级辉钼矿表面热力学性质,进而研究了不同粒级辉钼矿颗粒的浮选行为,并计算了烃类油捕收剂分子与辉钼矿不同解理面作用差异.研究结果表明:辉钼矿"面"和"棱"亲疏水差异显著,随着粒度减小,辉钼矿表面的疏水性明显降低,且颗粒表面能增加显著,非极性分量降低,极性分量增加明显,-20μm粒级辉钼矿升至高表面能表面,极性强.随着粒度减小,辉钼矿浮选速度及产率均下降,对于-20μm粒级尤为明显;C₁₂H₂₆分子优先在(001)面吸附,而水分子则优先在(010)面吸附,C₁₂H₂₆在(001)面的吸附能远高于(010)面.因此常规烃类油难以有效改善微细辉钼矿表面疏水性,对微细粒辉钼矿浮选性能改善有限.     

酸对捕收剂在胶磷矿和白云石表面吸附的影响

浮选过程中抑制剂会使矿物表面亲水,还可能与捕收剂存在竞争吸附. 硫酸和磷酸是钙（镁）质磷矿石反浮选工艺常用的抑制剂. 通过单矿物和人工混合矿浮选试验及吸附量测定,研究了胶磷矿 - 白云石反浮选体系中,抑制剂硫酸或磷酸浓度对捕收剂 GJBW 在矿物表面吸附量的影响. 结果表明,酸浓度对矿物上浮率影响较大,但对捕收剂在胶磷矿和白云石表面吸附量影响均较小,说明该体系中抑制剂和捕收剂在矿物表面不是竞争吸附而是共同吸附,综合决定表面亲/疏水性,进而影响其上浮率. 于是建立了两者在矿物表面共同吸附的双电层模型,其中不溶油酸分子（HOl）作为主要捕收剂组分在白云石 - 水界面起主导作用使表面疏水,而胶磷矿酸溶释放出的或磷酸电离出的 H ₂ PO ₄ ^- 做为主要抑制组分在胶磷矿 - 水界面起主导作用使表面亲水.     

细粒黑钨矿絮团浮选的研究

本文以聚丙烯酸为絮凝剂、油酸钠为捕收剂,进行了细粒黑钨矿(-20μ)絮团浮选的研究。系统地研究了细粒黑钨矿的絮团浮选行为,进行了细粒黑钨矿与石英的絮团浮选分离,研究了金属离子(Mn~(2+)、Fe~(2+))对黑钨矿絮团浮选的影响,通过(?)电位、红外光谱和捕收剂吸附量的测定,揭示了聚丙烯酸与油酸钠在黑钨矿表面的吸附机理及其相互作用;通过絮团粒度及结构分析讨论了在絮团浮选中聚合物与捕收剂所产生的联合团聚效应;进行了黑钨矿絮团浮选动力学研究;探讨了细粒黑钨矿的絮团浮选机理.并根据聚合物与捕收剂的联合选择性团聚作用,提出了一种新的絮团浮选工艺——CPC絮团浮选.     

磁化蒸馏水体系下水玻璃对辉钼矿浮选行为的影响

为揭示水玻璃对磁化水性质及其对磁化水改善辉钼矿浮选效果的影响规律,分析了磁化蒸馏水介质中辉钼矿的单矿物浮选试验,并采用表面张力、红外光谱、XPS,SEM和EDS等方法对磁化蒸馏水和辉钼矿进行了表征.结合溶液化学分析讨论了磁化蒸馏水中水玻璃与辉钼矿的作用机理.结果表明:在磁化蒸馏水体系中,当煤油的质量浓度为80 mg/L,2~#油的质量浓度为40 mg/L时,辉钼矿的回收率为79.92%;而在相同试验条件下,玻璃的质量浓度为120 mg/L时,辉钼矿的回收率减少了9.63%.水玻璃弱化磁化蒸馏水改善辉钼矿浮选效果的原因在于,水玻璃可使磁化蒸馏水中游离水比例降低,减少磁化蒸馏水中增强辉钼矿浮选效果的有效组分.水玻璃在磁化蒸馏水中的亲水性SiO(OH)~-_3选择性吸附在辉钼矿断裂面上的局部正电区,并覆盖在辉钼矿表面,从而提高辉钼矿的亲水性.此外,水玻璃还可使辉钼矿的ζ电位总体呈负向增大趋势,不利于煤油在辉钼矿表面的吸附.     

白钨矿捕收剂的温度响应机制研究

为探究不同白钨矿捕收剂对环境温度的响应差异和机制.采用单矿物浮选试验,系统研究了油酸钠和3种羟肟酸浮选白钨矿的温度响应规律,并通过接触角试验、表面张力测量、流变学研究、浊度试验、Zeta电位测试以及吸附量试验,揭示了温度对捕收剂性能影响的内在机制.结果表明：随着浮选温度的降低,所有捕收剂的捕收能力均有所减弱,其中油酸钠受温度影响更为显著.温度降低导致捕收剂表面张力增加、矿浆黏度增大、药剂溶解性变差.这些因素共同作用,使得捕收剂分子与矿粒的碰撞概率下降,药剂在矿粒表面的吸附量减少,最终导致作用于白钨矿颗粒表面的药剂分子数量减少,降低了矿粒表面的疏水性,严重恶化了浮选效果.     

微细粒疏水矿物表面微泡强化浮选的作用机理

微泡在微细粒矿物浮选中,体现了较高的回收率和较好的选择性.相比较大气泡而言,微气泡对浮选的显著改善主要是由于气泡-颗粒之间碰撞频率和附着概率的增加.研究结果表明：矿物表面的微气泡,即已经附着在颗粒上的气泡,可增加浮选回收率;细辉钼矿颗粒(D₅₀=21.8μm)的微泡浮选试验表明,通过流体空化产生的表面微泡可以实现更高的回收率.辉钼矿可浮性的提高主要原因是：矿物表面微泡引起的颗粒团聚和颗粒与浮选气泡之间的诱导时间减少.Zeta电位分布的分析表明微泡在矿物颗粒表面空化.经光学显微镜观察,发现矿物颗粒是通过表面微泡形成团聚.通过动态力装置(Dynamic Force Apparatus, DFA)观测到了表面微泡和浮选气泡之间液膜的快速排液过程.本文拓展了微细粒浮选中表面微泡的理论深度,对实际生产具有一定的指导意义.     

几种捕收剂在磷矿浮选脱硅中的性能评价

为了考查几种捕收剂用于磷矿浮选脱硅的效果,以云南海口磷矿擦洗尾矿为试验样品,进行了正浮选和反浮选脱硅对比试验.结果表明,对于硅质矿物受钙镁离子污染活化的细粒含硅磷矿,采用常规脂肪酸和胺类捕收剂,无论是正浮选或反浮选脱硅,其选择性都不好.通过对脂肪酸进行复配改性,降低捕收剂中脂肪酸组分的含量,并利用混合药剂的协同作用,可以明显改善捕收剂浮选磷酸盐矿物的选择性,提高正浮选脱硅的选矿效率.     

水系结构变化对石墨浮选过程的影响

本文探索了在海水中浮选石墨。从理论上分析了海水中电解质离子对水系结构的影响及水系结构变化对石墨浮选过程的作用。实验结果及理论分析表明,水系结构的加强,增大了水系与石墨表面的力场差异,从而提高了可浮性,提高了煤油和2~#油作用的有效性。而氯离子在石墨表面的吸附,使吸附点周围的水系结构变得松懈,增强了石墨表面的疏水性,从而提高了可浮性。     

中低品位胶磷矿复配低温捕收剂作用机理研究

利用胶磷矿的粗选试验筛选出SDS和十二醇作为棉油皂脚的增效剂,并将这两种药剂与棉油皂脚复配成低温捕收剂DWB9-3用于宜昌丁东磷矿正-反浮选闭路试验中,13～15℃时,获得了P2O530.40%,回收率81.36%的优良指标.表明这种捕收剂使温度对胶磷矿浮选的影响减弱,有利于冬季胶磷矿的浮选.通过表面张力、相对接触角、ξ电位和吸附量研究表明:此种捕收剂能显著地降低矿浆溶液的表面张力,有利于药剂的分散;在T=13～15℃,pH=10.5的条件下,容易在矿物表面发生化学吸附,有利于磷矿物的浮选.     

DTAC对不同粒级高岭石浮选行为的影响

通过浮选试验、Zeta电位测试、Materials Studio模拟研究了十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)对不同粒级高岭石浮选行为影响及吸附机理.结果表明:高岭石浮选回收率随矿浆pH值升高反而下降,0.1~0.075mm粒级的高岭石在酸性pH值内回收率大于90%,而-0.045mm粒级高岭石的回收率小于10%.pH>4时,(001)面荷负电;pH<6时,(001)面荷正电。通过分子动力学模拟计算发现,(001)面比(001)面更易吸附DTAC分子,而端面(010)和(110)对DTAC分子的吸附能力比(001)小.     

阴离子淀粉对一水硬铝石和伊利石浮选行为的影响

通过浮选实验、动电位和吸附量测定,考察了阴离子淀粉在一水硬铝石和伊利石浮选分离中的效果与作用机理.单矿物浮选实验表明,在阳离子捕收剂(DTAC)体系中,阴离子型淀粉(LSDZ)在pH=4～11的范围内抑制了一水硬铝石的浮选.当pH=6,c(DTAC):3×10-4 mol/L时,随着阴离子淀粉LSDZ用量的提高,一水硬铝石被抑制;当c(LSDZ)＜40 mg/L时,活化伊利石的浮选,继续提高淀粉用量,则伊利石被抑制.结果表明:阴离子淀粉是反浮选分离一水硬铝石和伊利石的有效调整剂,LSDZ通过氢键与静电力作用吸附在铝硅矿物表面,阳离子捕收剂使矿物表面ζ-电位正移,阴离子淀粉使矿物表面ζ-电位负移,且阴离子淀粉的加入能促进捕收荆DTAC在矿物表面的吸附.     

石英与长石在酸性介质中的浮选分离研究

以十二烷基磺酸钠(SDS)和N-十二烷基-1,3-丙二胺(DN12)作为混合捕收剂,采用单矿浮选实验分离石英与长石,探究DN12和SDS对长石和石英浮选回收率的影响及其浮选分离的机理。结果表明,在p H为2.0,DN12浓度为4.739×10-4mol/L,SDS浓度为2.38×10-4mol/L时,长石和石英回收率的差值最大,达62.3%。紫外光谱的分析得出,SDS和DN12捕收剂在长石表面仅存在物理吸附,在石英表面不仅存在物理吸附,还存在化学吸附,表明该捕收剂对石英具有更强的捕收能力。     

磷矿反浮选捕收剂的评价方法

磷矿反浮选捕收剂大多数是由天然脂肪酸制成的,种类繁多,性能各异.从市场快速、准确地选择磷矿反浮选捕收剂,对浮选实践和浮选研究十分重要.浮选捕收剂的评价有助于掌握捕收剂的浮选性能,了解其在浮选过程中的作用.浮选法是浮选捕收剂的传统评价方法,程序复杂,耗时耗力.提出了一种新的浮选研究方法:燃烧-吸附量评价法,通过燃烧无机的矿石样品来测定其表面吸附的有机捕收剂量,评价磷矿反浮选捕收剂的性能.通过对油酸、硬脂酸和软脂酸这些结构明确且浮选工作者熟悉的脂肪酸的浮选性能和在白云石上的吸附量,建立了一个评价模型,验证燃烧-吸附量评价法的可行性.     

新型复合棉油脂肪酸捕收剂的制备及其浮选性能

以碘值为135的棉油脂肪酸与苹果酸为原料,合成一种含有多官能团的药剂,皂化后与不同表面活性剂复配,获得的产物做为捕收剂,用于四川清平地区的胶磷矿的浮选分离。试验结果表明,苹果酸与棉油脂肪酸的质量比、反应温度、反应时间对药剂的浮选性能有影响,通过试验确定了苹果酸与棉油脂肪酸的质量比、反应温度、反应时间分别为0.06、100℃~110℃、45 min,同时在合成药剂中复配不同的表面活性剂对浮选产生不同的效果。以NP-4和OP-4为混合表面活性剂,其复配比分别为6.25%,复配在合成药剂中,获得的捕收剂称为MPON-135,在原矿品位(P_2O_5)为21.78%、浮选温度为10℃的条件下,采用正浮选一粗一精一扫,反浮选一粗一扫的工艺流程,获得了最终磷精矿P_2O_5品位30.70%,精矿产率62.90%,精矿回收率88.66%浮选指标。通过化学改性及与混合表面活性剂NP-4和OP-4复配,有效改善了棉油脂肪酸皂的浮选性能。     

中低品位胶磷矿新型捕收剂的浮选性能

以碘值135的棉油脂肪酸作为原料通过合成与复配方法获得一种新型磷矿选矿捕收剂;首先将脂肪酸与酰胺药剂进行酰胺化,然后在合成的药剂中复配一定量的烷基酚聚氧乙烯醚表面活性剂.通过气相色谱分析了该脂肪酸的组成,以贵州磷矿为对象,利用常温浮选试验研究了该捕收剂的选矿特性.试验结果表明,碘值135脂肪酸中油酸、亚油酸含量较高,在碳链结构中双键、三键数目多.经过酰胺化和复配15%的表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚,提高了脂肪酸对磷酸盐矿物的浮选效果,在常温浮选过程中,降低了捕收剂的用量.在磨矿细度为-0.074 mm 79.83%,采用常温正反浮选工艺,获得了五氧化二磷为30.12%精矿,产率为71.20%,回收率为92.90%的选矿指标.     

脂肪酸作捕收剂白云石浮选规律及其机理研究

通过单矿物浮选试验,研究了饱和脂肪酸作捕收剂时白云石的浮选规律.以肉豆蔻酸、月桂酸为捕收剂时,酸性条件下药剂用量相对较小,当回收率达到70%时,酸、碱性条件下的药剂用量相差分别为3.72,5.64倍.FTIR,XPS测试结果表明在酸、碱性条件下,捕收剂均可以吸附于矿物表面,SEM测试表明在酸性条件下泡沫产品表面存在大量固体附着物.机理研究表明,碱性条件下,捕收剂与白云石之间以化学吸附为主.在酸性环境中,脂肪酸类捕收剂主要以不溶于水的脂肪酸固体的形式在矿物表面形成固体附着物,进而导致矿物表面疏水,使得在酸性条件下白云石也具有较好的可浮性.     

李楼铁矿常温阴离子捕收剂反浮选

为了得到常温反浮选铁矿脱硅脂肪酸阴离子捕收剂,实现常温反浮选,通过植物油脂肪酸原料的选取,磺化、氧氯化反应再复配阴离子表面活性剂,制备阴离子型捕收剂.以李楼铁矿工业生产的二段强磁尾矿试验样品,进行了常温反浮选脱硅.试验结果表明,以棉油脂肪酸为原料合成的捕收剂的浮选性能优于米糠油脂肪酸和玉米油脂肪酸;在药剂中复配少量的表面活性剂MES能提高药剂的捕收性能;采用反浮选工艺流程,在矿浆温度为17℃条件下,获得了铁精矿全铁质量分数65.91%,产率62.76%,回收率91.61%的浮选指标.     

碳酸钠对黄铜矿与辉钼矿分散行为的影响机制

为了探明碳酸钠促进黄铜矿(CuFeS₂)和辉钼矿(MoS₂)分散的机制,采用沉降试验、溶液化学分析、红外检测、Zeta电位测试、DLVO理论分析等手段研究了碳酸钠(Na₂CO₃)对黄铜矿与辉钼矿分散行为的影响.沉降试验结果表明：黄铜矿、辉钼矿以及混合矿(黄铜矿与辉钼矿质量比为1∶1)的分散率受pH值与碳酸钠用量的影响,当未添加碳酸钠时,分散率随着pH值的升高而升高,但远小于理想状态(50%),表现出同相或异相凝聚行为;加入碳酸钠后,黄铜矿、辉钼矿及混合矿的分散率得到显著提升.黏度试验与浮选试验结果表明：碳酸钠可以显著降低铜钼实际矿的矿浆黏度,提高钼精矿的浮选指标.溶液化学分析、红外检测、Zeta电位测试与DLVO理论分析表明：碳酸钠主要通过溶液中CO■化学吸附在黄铜矿和辉钼矿表面,降低二者表面电位,增大二者同相或异相之间的静电斥力,从而达到改善分散效果的目的.     

油酸钠浮选高岭石的溶液化学机理研究

通过单矿物浮选实验、浮选溶液化学计算、Zeta电位测试和红外光谱分析研究了油酸钠对高岭石浮选行为的影响以及溶液化学作用机理,旨在为阴离子捕收剂高效浮选高岭石以及铝土矿正浮选提供理论指导.通过高岭石溶解组分的浓度对数图(lg c-pH)理论推算出高岭石零电点PZC=4.52,较Zeta电位所测值(PZC=3.9)偏高,与文献利用AFM所测的高岭石PZC=4～5一致.通过油酸钠溶液各组分的浓度对数图(lg c-pH)可知,形成最大浓度离子-分子缔合物的pH值为8.44,其与最佳浮选pH一致,此时高岭石表面Zeta电位负移也最显著,说明离子-分子缔合物的浮选活性最大.加入阴离子捕收剂油酸钠后高岭石表面Zeta电位整体向负移,说明油酸钠通过非静电力吸附在高岭石表面.结合红外光谱测试结果推断油酸钠与高岭石可能发生化学吸附.     

表面氧化磁黄铁矿的高效捕收研究

针对硫化铜镍矿石中有用矿物易被氧化造成浮选回收率降低的问题,选用磁黄铁矿作为研究对象,通过单矿物浮选试验、吸附量测试和X射线光电子能谱检测,揭示了羟肟酸类捕收剂和黄药类捕收剂与氧化的磁黄铁矿的作用机理.结果表明:选择能直接与矿物表面的氧化产物作用的捕收剂是浮选表面氧化硫化矿的一种可行思路.弱碱性条件下苯甲羟肟酸是表面氧化磁黄铁矿的高效捕收剂,苯甲羟肟酸与氧化的磁黄铁矿表面的氧化膜主要发生"O,O"螯合,苯甲羟肟酸作用后矿物表面亲水性的Fe(OH)_3相对含量减少了37.18%.弱碱性环境下,丁基钠黄药对表面氧化的磁黄铁矿捕收能力弱,主要是因为丁基钠黄药虽然能够较好吸附在氧化的磁黄铁矿表面,但氧化的磁黄铁矿表面的亲水性物质不会减少.