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。     

硫化矿物浮选理论基础

本评述的目的是为了对硫化矿物的浮选效果进行预测和根据实验室试验进行按比例放大。化学参数和物理参数之间的交互作用和不平衡影响使完成这些任务更为困难。硫化矿物从开采到破碎的磨矿，一直到以精矿离开浮选槽的过程中都发生着物理变化和化学变化。本文对这变化进行了叙述。讨论了近年来新发明的测试技术，鉴定和估计矿物表面组分数量的优点。     

矿物表面药剂吸附层水稳定性理论研究

以物质结构理论为基础，分析研究了双原子分子、三原子分子、矿物表面药剂吸附层的水稳定性。提出了异核双原子分子、异核三原子分子、矿物表面药剂吸附层的水稳定性假说。建立了矿物表面药剂吸附层水稳定性理论模型。     

矿物表面金属离子组分与糊精的相互作用（Ⅰ）

通过矿物表面糊精吸附量的测定、电动电位测定及在不同ｐＨ值下矿物表面羟基浓度的测定，系统探索了糊精在赤铁矿，金红石、方解石、萤石、重晶石、磷灰石及硅灰石等氧化矿和盐类矿和的表面附吸的规律，发现糊精的吸附主要是由于与矿物表面金属羟基化合物发生了程度不同的化学作用。     

TOC分析仪测定矿物表面药剂吸附量研究

使用TOC分析仪快速测定有机药剂在矿物表面的吸附量, 并以分析纯试剂油酸钠和自制混合脂肪酸类捕收剂GJBW为研究对象, 对该测定方法进行了可靠性分析。试验结果表明, TOC分析仪法能够准确测定油酸钠、GJBW在矿物表面的吸附量, 相比于传统溶剂萃取-分光光度计法, 具有操作简便、测定快速、无毒无污染等优势, 适合测定实验室单一有机药剂体系(包括组成成分复杂的复配有机药剂)在矿物表面的吸附量。     

捕收剂在矿物表面吸附的结构研究

采用 x 射线衍射技术研究了三种硫化矿物浮选的结构方面的某些问题。浮选实验中采用了θ—θ溶液衍射仪。结果表明,浮选活性与矿物的特定晶体解理面有关。也就是,这个解理面朝向气相。对方铅矿而言,浮选活性只与(1,0,0)解理面有关;对闪锌矿,为(1,1,0)解理面,而对黄铁矿,则以(1,0,0)面为主,其它解理面有一定影响。在所研究的矿物中,都发观活性表面亦即自然形成的解理面。了解浮选过程中实际矿物表面的取向,对建立捕收剂分子与矿物表面分子间的相互作用模型及进一步研究表面化学有重要意义。     

浮选药剂与矿物表面相互作用的光谱化学研究

在电化学控制下用表面增强拉曼散射(SERS)光谱法解释巯基捕收剂的吸附.在熔铸的金属电极上对乙基黄药、三种异构黄药(O-异丙基-乙基硫代甲酸盐、2-巯基苯并噻唑、二异丁基二硫代亚磷酸盐)及丁基乙氧基羰基硫脲进行了SERS光谱化学研究.对每一种捕收剂而言,通过电荷转移形成金属-硫键发生了吸附,在电位不足时形成的混合相具有反向电位.     

铁矿浮选药剂现状综述

概述了铁矿浮选基本流程及铁矿浮选药剂种类。介绍了铁矿浮选药剂的的研究开发状况，对新型铁矿浮选药剂的性能进行了评述并指出铁矿浮选药剂的发展趋势。     

弱可溶性矿物的表面性质及其选择性浮选

本文列举了使弱可溶性矿物实现选择性浮选的七种方法。对其中三种方法进行了更为详细的研究:(1)控制定位离子,(2)使用专属性捕收剂,(3)利用浮选速率的差别。要实现这类矿物中两种不同矿物的选择性浮选,后两种方法显得更有希望。利用非常规捕收剂(比常规捕收剂的排列面积更大和/或与表面阳离子的亲和力不同),同时控制pH值和捕收剂浓度,为实现选择性提供了可能的途径。全面研究弱可溶性矿物的浮选是非常必要的。     

磷酸盐矿石浮选药剂的评述

磷块岩矿石需要选矿,以降低脉石矿物(如硅酸盐矿物、碳酸盐矿物和黏土)的含量,满足磷酸盐工业的要求.自20世纪20年代到今天,浮选法成为选别磷矿石的主要选矿方法,世界市场上销售的磷酸盐产品有一半以上是由泡沫浮选生产的.本文对有关磷块岩浮选的文献进行了评述.文中列出了在磷酸盐矿石浮选中常用的捕收剂、抑制剂、辅助药剂和混合捕收剂.评价了不同种类药剂(如离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂)的优缺点.根据文献评述可得到以下结论表面活性剂混合物的应用比应用单一表面活性剂有一些优点,因为在表面张力、接触角、吸附和浮选试验中已观察到了表面活性剂混合物之间具有的协同作用.     

分子力学在研究浮选药剂与矿物表面作用中的应用

简要回顾了分子力学方法的基本原理以及常用的UNIVERSAL分子力场,并综述了其在浮选药剂与矿物表面作用研究方面的应用进展。     

可溶于水的矿物资源的浮选

讨论了在电解质饱和溶液(KCl-NaCl-H2 O和KCl-NaCl-MgCl2 -H2 O)中浮选分离钾盐(KCl)、石盐(NaCl)和光卤石(KCl·MgCl2 ·6H2 O)的问题。在常温下用特殊的有机聚合物和表面活性物质可以高的选择性分离不同结晶化学性质的盐类矿物。此时应该降低铝硅酸盐和碳酸盐矿泥的负面影响。应该根据钾矿石和含镁矿石的种类、加工它们的条件和最终产品所要求的质量,选择浮选药剂的组成和性质。提出了浮选盐类矿物和抑制铝硅酸盐和碳酸盐矿泥杂质的新型药剂。本文介绍了应用新型药剂的工艺在工业上的应用实例     

浮选药剂亲固基团的设计

利用基团电负性,ＳＨＢＡ原理讨论了浮选有机药剂分子结构与其性能的关系,提出了浮选有机剂分子亲固基计算公式,研究结果表明,对于硫化矿药剂的亲固基团的电负性值要小于３．５,且电负性越小,其与矿物表面作用越强;对于氧化矿药剂的亲固基团的电负性值要大于３．５,且电负性越大,其与矿物表面作用越强。     

利用成像X射线光电子能谱法分析浮选过程中的矿物表面化学性质

国际镍公司比塞默冰铜熔炼厂(IBMPP)在浮选分离辉铜矿与黄镍铁矿过程中,在后面的几个粗选槽中辉铜矿的浮选选择性降低了.给料、精矿和尾矿样品的能谱分析结果表明,在通过一排粗选槽时Cu的回收率降低了,而Ni的回收率相应的有所提高.尾矿样品中大约含有7%Cu.这项研究工作的目的是考查由于表面化学反应,致使粗选流程浮选选择性的降低情况.提出以下几种机理:不合适的活化作用以及由于溶解作用和Cu与Ni离子的转移而产生的抑制作用;捕收剂缺少选择性,以及在吸附捕收剂以前可能需要先使辉铜矿表面发生反应.扫描电镜/能谱分析、X射线光电子能谱分析和X射线光电子能谱成像结果查明了粗选过程中下述一些表面化学反应机理的问题和控制因素:1)粗选回路给料中的辉铜矿似乎没被氧化,也就是说全都是Cu(Ⅰ)表面化合物,而黄镍铁矿看来已完全氧化成氢氧化物;2)粗选回路尾矿中的辉铜矿已发生较大程度氧化,并且明显地出现了成分和形态都与附着在它们表面上的Cu(OH)2相类似的沉淀物;3)DPG(二苯胍)的吸附主要出现在未氧化的辉铜矿表面的Cu(Ⅰ)质点上;4)在后面的几个粗选槽中,DPG捕收剂在辉铜矿表面上的吸附作用,似乎因细粒Cu(Ⅱ)氢氧化物沉淀物的生成和富集而受到抑制;5)某些离散粒状的附着在辉铜矿上的Cu(Ⅱ)氢氧化物结晶,是在循环水中生成的,而不是由于辉铜矿通过浮选回路时发生氧化而形成的,虽然这并不是在C和D浮选槽辉铜矿表面上Cu(Ⅱ)氢氧化物的唯一形式;6)黄镍铁矿的浮选看来是与附着或包裹未氧化的细粒辉铜矿有关,而不是与直接吸附DPG有关.细粒黄镍铁矿附着或包裹在精矿中的一些辉铜矿颗粒上,因而降低铜精矿铜品位(也就是说黄镍铁矿没有达到完全解离);7)尾矿中的黄镍铁矿颗粒上,附着了较高浓度的已发生较强氧化的细粒辉铜矿,因而降低了铜精矿的铜回收率.     

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。     

矿物表面疏水性在糊精吸附过程中的作用

采用吸附量测定及光电子能谱技术研究了糊精在改性的石英表面和金红石表面的吸附机理。发现糊精并不像文献中所报道的因疏水键合作用而吸附，而是通过与矿物表面金属羟基络合物作用而吸附，因此其吸附最随溶液ｐＨ值而变化。矿物表面疏水性在糊粗吸附过程中不起主要作用，但有提高精吸附同作用。