油酸钠作用下金红石的浮选行为及作用机理

通过纯矿物试验,研究金红石在油酸钠为捕收剂体系中的浮选行为。当油酸钠用量为20 mg/L、pH值为6~8时,金红石浮选回收率均在80%以上;当pH=7.5时,金红石浮选回收率最高,为85.27%。Zeta电位及红外光谱测试结果表明,油酸钠在金红石表面主要发生了化学吸附,同时也可能存在物理吸附。根据油酸钠溶液化学计算,当pH值为6~8时,油酸钠溶液的优势组分为C17H33COO-和(C17H33COO)22-;而金红石表面Ti4+的羟基化合物主要以[Ti(OH)2]2+和[Ti(OH)3]+形式存在。结合金红石在油酸钠捕收剂体系中的浮选行为,油酸钠在金红石表面的相互作用原理是,金红石表面解离的Ti4+在水溶液中形成羟基化合物[Ti(OH)2]2+和[Ti(OH)3]+络合在金红石表面成为浮选的活性质点,再与C17H33COO-和(C17 H33COO)22-作用形成Ti(C17H33COO)4,从而使金红石疏水上浮;油酸(C17H33COOH(aq))分子和离子-分子缔合物(C17H33COOH·C17H33COO-)的物理吸附也可能存在。     

异极矿成矿规律及浮选药剂作用机理研究现状

本文主要考察了异极矿的成矿规律、结构特征以及异极矿与浮选药剂之间的作用规律,详细分析了影响异极矿可浮性的重要因素,总结了国内外与异极矿相关的浮选药剂与异极矿之间的作用规律,研究结果表明:在成矿的前期阶段,异极矿易与粘土矿物混杂,采用浮选法进行回收时含锌矿物易损失于矿泥中,从而使得异极矿的浮选回收率较低;胺类捕收剂的极性基团—NH_2中N、H原子与异极矿表面的Zn、Si、O、H等原子之间并未形成有效的化学键,捕收剂与异极矿之间的作用方式仅为静电吸附;由于异极矿中SiO_4~-的体积比Zn~(2+)更大,在与浮选药剂发生作用时,矿物表面的Zn~(2+)往往被SiO_4~(2-)屏蔽,使得矿物溶解度降低,从而使得S~(2-)、HS~-等起硫化作用的离子很难与Zn~(2+)结合,硫化时间增长;螯合剂法有望成为异极矿浮选新的高效选别方法。     

稀土矿浮选中Ce~(3+)对萤石的活化作用机理

通过纯矿物浮选、Zeta电位测试、溶液化学计算、红外光谱分析及XPS测试,研究以羟肟酸为捕收剂浮选稀土时Ce~(3+)离子对萤石的活化作用机理。结果表明:矿浆中Ce~(3+)离子浓度低于羟肟酸时在p H 6~12对萤石都具有活化作用,其活化机理为Ce~(3+)离子吸附提高萤石表面的正电性,增强萤石表面与阴离子羟肟酸捕收剂的静电吸附作用,且在萤石表面形成F-Ce(OH)_2/Ce(OH)~+活性位点。红外光谱和XPS测试表明,无Ce~(3+)离子活化时,辛基羟肟酸在萤石表面主要生成不稳定的四元环络合物—C—O—Ca—N—,羟肟酸与Ca~(2+)离子结合能小,直接在萤石表面的吸附作用弱;被Ce~(3+)离子活化后,辛基羟肟酸与萤石表面Ce~(3+)离子反应生成稳定的五元环络合物—C=O—Ce—O—N—,羟肟酸与Ce~(3+)离子结合能大,加强羟肟酸在萤石表面的吸附作用,从而使萤石被活化。     

钙离子对红柱石浮选的影响及作用机理

通过单矿物浮选试验,考察钙离子在pH为3~9的浮选条件下对十二胺浮选红柱石的影响。通过对钙离子溶液化学分析和采用波耳兹曼理论计算红柱石表面捕收剂离子浓度变化,探讨钙离子对红柱石浮选的抑制机理。结果表明:3≤p H≤7时,钙离子对红柱石具有较强的抑制作用;7p H≤9时,钙离子的抑制作用逐渐减弱;3≤p H≤7时,钙离子主要以Ca~(2+)组分形式存在,在红柱石矿物表面吸附后降低了其表面负电性,使十二胺的静电吸附力减弱,此时界面层内RNH_+~3的浓度均小于液相内部RNH_+~3的浓度,钙离子对红柱石具有较强的抑制作用;7pH≤9时,CaOH~+组分浓度较低,活化作用并不强烈,只是在一定程度上减弱了Ca~(2+)组分的抑制作用,此时界面层内RNH_+~3的浓度大于液相内部RNH_+~3的浓度,钙离子的抑制作用逐渐减弱。     

石英长石矿物结晶化学特性与药剂作用机理

根据油酸钠和十二胺在长石、石英表面的吸附作用机理,分析了矿物晶体结构特性与药剂作用机理之间的关系。发现石英和长石在晶体结构和化学组成上的相似性,使其在荷电机理上相同,荷电量上亦接近,从而决定了以静电吸附为主的胺类捕收剂在浮选分离这两种矿物时是没有选择性的。两矿物在化学组成上的差异带来了油酸吸附性质上的差异,即油酸离子与长石表面上的 Al~(3+)存在化学吸附,这种吸附所占的比重虽不大,却为油酸钠选择性活化长石提供了可能。长石和石英在结晶化学上的特性差异是实现其浮选分离的基础。     

阴阳离子混合捕收剂对异极矿的浮选作用及机理

采用DDA(十二胺)和KAX(异戊基黄原酸钾)的阳阴离子混合药剂作为捕收剂,对异极矿进行单矿物浮选及检测,并与单独使用DDA或者KAX作为捕收剂进行比较。结果表明:采用DDA和KAX的摩尔比为1:3的混合捕收剂浮选异极矿时,比单独使用DDA或者KAX对异极矿的浮选效果要好,且在pH值为10左右时浮选效果最佳,回收率达86%;DDA和KAX混合后各自所带的阴、阳离子电性中和,降低了捕收剂分子之间的静电斥力,从而使混合捕收剂的临界胶束浓度值降低,在矿物表面吸附时形成半胶束吸附的浓度值降低,更易于在异极矿表面形成半胶束吸附,对矿物浮选捕收效果增强。     

混合捕收剂浮选锂辉石的应用及作用机理

通过浮选试验,研究十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸、731、环烷酸皂,以及油酸与十二胺的混合捕收剂对锂辉石、长石和石英单矿物浮选行为及锂辉石实际矿石浮选指标的影响。借助Zeta电位、红外光谱分析、吸附量测试及量子化学计算,探讨混合捕收剂的作用机理。结果表明:油酸与十二胺的混合捕收剂,兼有捕收性和选择性好的特点,在碱性条件下能实现锂辉石与长石和石英的浮选分离。混合捕收剂在锂辉石表面的吸附量大于长石和石英。混合捕收剂中油酸在矿物表面以化学吸附为主,十二胺则以物理吸附为主。油酸离子分别与十二胺离子(或分子)和油酸分子以缔合形态存在,油酸的头基COO^-与锂辉石表面的Al原子发生化学作用。     

组合捕收剂浮选锂辉石的作用机理

通过浮选试验、表面张力测试、Zeta电位以及红外光谱分析,考察油酸钠(NaOL)、十二烷基琥珀酰胺(HZ)两种捕收剂及其组合捕收剂对锂辉石的浮选性能和作用机理。结果表明:单一捕收剂在一定浓度下都能较好地浮选锂辉石,其中HZ的捕收性能强于NaOL,组合捕收剂浮选效果明显优于任意单一捕收剂。在药剂用量为200mg/L、pH=9.0左右、组合捕收剂的混合摩尔比n(NaOL):n(HZ)为5:1的条件下,浮选效果最好,浮选回收率达88.48%。红外光谱分析表明NaOL在锂辉石表面以化学吸附为主,HZ则以物理吸附为主,两种捕收剂组合使用后的正协同作用是由于锂辉石矿物表面的不均匀性和表面的活性质点的差异使这两种不同药剂能选择性的吸附在矿物表面的不同位置,从而提高药剂捕收性能。     

油酸在石英与长石表面的吸附

通过动电电位测定、吸附量测定、红外光谱分析及单矿物浮选等手段，研究了油酸在石英和长石表面的存在状态及吸附作用。结果表明，油酸以两种方式吸附：油酸根离子的静电吸附和油酸分子的物理吸附，在长石表面还存在油酸根离子与铝离子之间的化学吸附，因此，油酸在长石表面的吸附强度高于石英，试验还表明，在抑制剂的配合下，油酸钠可以活化阳离子胺类捕收剂对长石的捕收。     

搅拌过程铝离子溶出对微细粒一水硬铝石浮选的影响

以油酸钠为捕收剂,考察了搅拌预处理引起的铝离子溶出对微细粒一水硬铝石浮选行为的影响。浮选结果表明:添加少量铝离子能促进矿物浮选,添加铝离子浓度大于1×10~(-5)mol/L后,矿物可浮性逐渐降低;短时间搅拌预处理可提高浮选回收率,搅拌时间大于10 min后,浮选效果逐渐变差。ICP、吸附量、接触角测定结果和浮选溶液化学分析表明:铝离子添加量较小时,溶液中铝离子主要形成羟基络合物,促进油酸钠吸附,增强矿物疏水性;铝离子添加量较大时,亲水性氢氧化物沉淀逐渐增多,矿物疏水性变差,可浮性降低。Zeta电位和粒度测试结果表明:搅拌预处理后,颗粒表面负电性降低、粒度变粗,这说明颗粒形成絮团。适宜条件下搅拌预处理有助于絮团生长,这也是搅拌预处理相比于直接添加铝离子能够获得更高浮选回收率的重要原因。     

含硅抑制剂对钛辉石的抑制作用

研究了在油酸钠为捕收剂的浮选体系中,两种含硅抑制剂氟硅酸钠和水玻璃对微细粒钛铁矿与钛辉石浮选行为的影响.在实际矿石试验中,以水玻璃作为抑制剂且在弱酸性条件下(pH=5～6)成功实现钛铁矿与钛辉石的浮选分离,并通过吸附量测试、X射线光电子能谱(XPS)测试分析了水玻璃选择性分离钛铁矿的作用机理.结果表明:水玻璃对油酸钠在钛铁矿表面吸附影响小,却能在较大程度上降低油酸钠在钛辉石表面的吸附量,这为两种矿物的分离提供依据.其主要原因在于水玻璃能够与钛辉石表面的Mg、Fe和Al原子发生化学键合,增加钛辉石的亲水性,从而减少捕收剂在其表面的吸附.     

焦亚硫酸钠在氰化尾渣中硫化铜锌矿表面的活化作用

以铁闪锌矿单矿物、黄铜矿单矿物、氰化铁闪锌矿和氰化黄铜矿为研究对象,研究焦亚硫酸钠活化氰化硫化铜锌矿的活化浮选动力学。结果表明:在丁基黄药5.32×10~(-5) mol/L、2号油10 mg/L、硫酸铜8.01×10~(-5) mol/L、p H 9.8~10.2、焦亚硫酸钠添加量1.67×10~(-5) mol/L的条件下,锌回收率达到86%以上;在丁基黄药5.32×10~(-5) mol/L、2号油10 mg/L、p H 9.8~10.2,焦亚硫酸钠添加量1.33×10~(-5) mol/L的条件下,铜回收率达到95%以上;与氰化铁闪锌矿相比,焦亚硫酸钠活化氰化黄铜矿的速率常数相对较高。在此基础上,通过红外光谱和Zeta电位对活化机理进行分析,表明在溶液中焦亚硫酸钠水解生成的SO_3~(2-)能够将CN~-氧化为CNO~-,破坏Zn(CN)_4~(2-)和Cu(CN)_2~-中的Zn—C和Cu—C键,阻碍CN-在矿物表面的吸附;同时SO_3~(2-)也可以将S~(2-)氧化为单质硫,形成疏水性矿物表面。在活化过程中,由于CN~-的还原性强于S~(2-)的,焦亚硫酸钠优先与CN-发生反应。     

油酸钠在赤铁矿及磷灰石表面的吸附机理

通过浮选实验、溶液化学计算及红外光谱测试,研究油酸钠在赤铁矿和磷灰石表面吸附及其对浮选的影响。结果表明:赤铁矿在pH为7~10内有较好的可浮性,磷灰石在pH为3~12内都保持较好的可浮性。碱性条件下,磷灰石表面的Ca2+为矿物表面的活性吸附点,能与油酸钠发生化学作用形成油酸盐;在弱碱性条件下,对赤铁矿浮选起主导作用的是离子分子缔合物;pH为11.5的条件下,经油酸钠作用后的赤铁矿红外光谱研究未发现明显的油酸铁吸收峰,在磷灰石的红外光谱中有明显的油酸钙吸收峰。     

硫化矿浮选体系中辉银矿的浮选行为研究

单矿物浮选实验结果表明,辉银矿在p H为9~10的弱碱性介质下可浮性较好,而在p H大于11的强碱介质下可浮性明显降低。通过热力学计算了乙基黄药、丁铵黑药和乙硫氮浮选辉银矿的临界p H分别为9.38、9.11和11.59。上述3种捕收剂在辉银矿表面的吸附量测定结果表明,弱碱性介质中各捕收剂在辉银矿表面的吸附量已经达到最大值,进一步增加p H,吸附量会大幅降低,这可能是由于辉银矿表面在强碱性介质中先生成了氢氧化银沉淀,后进一步水解生成了亲水性的氧化银薄膜,阻碍了捕收剂与辉银矿的吸附过程,从而导致辉银矿可浮性降低。此外,弱碱性介质中3种捕收剂在辉银矿表面的饱和吸附量排序为丁铵黑药乙基黄药乙硫氮,表明丁铵黑药更易吸附在辉银矿表面,对银矿物具有更好的捕收性能。     

温度对油酸钠在一水硬铝石表面的吸附量的影响

通过吸附量的测定、热力学分析及单矿物浮选试验,揭示温度对油酸钠在一水硬铝石表面的吸附量及其浮选的影响。结果表明:在15℃时,油酸钠在一水硬铝石表面的吸附等温线为L-S型吸附曲线;在32℃时,其为L型吸附曲线。初始浓度在2 mmol/L以下时,油酸钠在一水硬铝石表面为单分子层吸附,吸附热约为-89.31k J/mol,属化学吸附,32℃时的吸附量高于15℃时的,ΘΔ15℃GΘ2Δ3℃G,温度的降低导致油酸钠的吸附量减少,主要是油酸钠的溶解度降低所致;低温下,增加矿浆温度比增大捕收剂用量能更有效地提高油酸钠吸附量及浮选回收率。     

C_8碳链烷基羟肟酸对孔雀石的浮选性能及吸附机理

通过纯孔雀石、硫化-氧化混合铜矿浮选试验、FT-IR光谱分析、Zeta电位测试、捕收剂及矿物溶液化学分析和DFT计算研究2-乙基-2-烯己基羟肟酸(EHHA)对孔雀石矿物的直接浮选性能及吸附机理。纯矿物浮选试验结果表明:EHHA是一种直接浮选孔雀石矿物的优良捕收剂,在矿浆pH值6、用量200 mg/L的浮选条件下,EHHA能直接浮选出95.33%的孔雀石。实际矿石浮选试验结果表明:EHHA在弱酸性条件下直接浮选硫化-氧化铜矿与使用异丁基黄药(IBX)捕收剂硫化浮选相比较,EHHA所取得的粗精矿中Cu回收率高了1.87%。FT-IR光谱和Zeta电位测试结果表明:EHHA通过形成五元螯合环吸附于孔雀石矿物表面。孔雀石和捕收剂的溶液化学分析表明:EHHA通过与矿物表面的Cu~(2+)螯合成沉淀而发生吸附,OHA通过与孔雀石矿物表面的水合铜离子发生表面化学反应而吸附于矿物表面,相关的FT-IR分析结果进一步证实这一结论。DFT计算结果表明:EHHA比IBX拥有更大的偶极矩,更高的Mulliken电荷,对孔雀石矿物的捕收能力更强。     

8-羟基喹啉在微细粒铝硅矿物浮选分离中的作用

通过浮选实验、动电位和红外光谱测定,考查了8-羟基喹啉对一水硬铝石和高岭石浮选分离的作用及机理。单矿物浮选结果表明:8-羟基喹啉的捕收能力较弱,选择性差。人工混合矿分离实验结果表明:8-羟基喹啉用量是油酸钠用量的1/10或更小时,可以显著提高Al2O3精矿的回收率;其中油酸钠在较低用量水平时,8-羟基喹啉可基本保持原有的选择性,实现铝硅分离。动电位测试表明:8-羟基喹啉用量在0~5×10-4 mol/L范围内,在两个不同的油酸钠用量下,高岭石的ζ电位均随着8-羟基喹啉用量的增大而负移;而对于一水硬铝石而言,结果却不一样,这说明8-羟基喹啉在铝硅矿物表面吸附的模式可能不同。红外分析结果表明:8-羟基喹啉主要通过氢键作用和络合作用被吸附在矿粒表面,造成矿物表面的初步疏水,促进捕收剂对矿物的捕收。     

油酸钠浮选钼酸钙及其吸附行为

通过浮选试验、接触角测定后矿物颗粒黏着功的计算以及芘荧光探针检测,考察捕收剂油酸钠对钼酸钙及磷灰石的浮选性能。结果表明：在碱性条件下,两种矿物的浮选行为相似,浮选回收率均可达到80%以上,油酸钠对钼酸钙和磷灰石有很好的捕收性能。六偏磷酸钠用量达到220 mg/L时,钼酸钙的回收率为62.5%,而此时磷灰石的回收率仅有20.3%,两种矿物的可浮性差异显著增加。油酸钠可以显著增加两种矿物颗粒的黏着功,使其更易向气泡粘附并上浮。六偏磷酸钠显著扩大两种矿物的表面疏水性差异,优化其浮选分离条件。油酸钠在钼酸钙及磷灰石表面未形成胶束、半胶束吸附和非静电吸附,而是化学吸附。     

油酸钠对微细粒钛铁矿的捕收机理

以油酸钠为捕收剂,通过浮选实验、溶液化学计算、动电位和红外光谱检测研究了微细粒钛铁矿的可浮性及药剂与矿物的作用机理.结果表明:当油酸钠浓度为0.2 mmol/L时,微细粒钛铁矿可浮性较好的pH值为4～10.油酸钠对钛铁矿的捕收作用主要由两方面因素控制:当pH值为4～6时,以油酸根离子与钛铁矿表面铁质点间发生化学作用为主,红外光谱分析显示作用产物为油酸铁;当pH值为6～10时,上述化学作用减弱,但油酸钠溶液中高表面活性组分离子-分子缔合物浓度增大,使钛铁矿保持了较好的可浮性.     

菱镁矿煅烧浮选除钙及其机理

对浮选脱硅后在850℃下煅烧3 h的菱镁矿精矿进行浮选试验,分别以油酸钠和十二胺为捕收剂,水玻璃和六偏磷酸钠为调整剂研究了含钙杂质的可选性。通过ζ电位测定分析了浮选机理。结果表明:以十二胺和水玻璃为捕收剂和活化剂进行的反浮选,可以得到MgO品位和回收率分别为76.48%和79.75%,CaO含量为0.24%的MgO与Mg(OH)2混合物精矿。煅烧后的白云石表面因包裹了氢氧化钙薄膜而吸附了水玻璃水解产物H2SiO3和SiO32聚合成的胶粒被活化,活化的煅烧白云石再次吸附十二胺,表面变得疏水而上浮。运用Material Studio软件模拟了十二胺对经活化后的煅烧白云石的吸附,比较了六偏磷酸钠与水玻璃两种调整剂的优劣。