N,N-二羟乙基十二胺对赤铁矿和石英的浮选性能研究

以赤铁矿反浮选脱硅体系为载体,通过单矿物浮选试验和人工混合矿分选试验考察了N,N-二羟乙基十二胺对赤铁矿和石英浮选行为的影响。单矿物浮选试验结果表明,N,N-二羟乙基十二胺对石英具有很好的捕收能力,在矿浆自然pH、N,N-二羟乙基十二胺用量大于13.33 mg/L时,石英回收率保持在90%以上;N,N-二羟乙基十二胺对赤铁矿的捕收能力较弱,在考察的捕收剂用量范围内,赤铁矿回收率不超过70%。人工混合矿分选结果表明,在矿浆自然pH、N,N-二羟乙基十二胺用量为20 mg/L、淀粉用量为3.33 mg/L条件下,可获得精矿铁回收率为86.86%、铁品位为65.28%的分选指标;N,N-二羟乙基十二胺可应用于石英和赤铁矿矿物的浮选分离。动电位测试结果表明,N,N-二羟乙基十二胺在石英表面发生了静电吸附。     

新型常温捕收剂DX-1对石英的浮选性能研究及机理分析

为解决赤铁矿阴离子反浮选脱硅过程中矿浆加热引起的能耗高等问题, 以月桂酸和液溴为原料, 采用催化加成法合成了一种新型常温阴离子捕收剂DX-1。通过石英单矿物浮选试验、石英和赤铁矿的人工混合矿浮选试验, 考察了DX-1的捕收性能, 试验结果表明:在常温条件下, DX-1对石英的捕收能力较强, 当pH=11.5时, 石英单矿物浮选试验可以取得石英回收率99.49%的指标, 人工混合矿浮选试验可得到精矿TFe品位65.91%、回收率98%的选别指标。并通过红外光谱及动电位等测试分析方法探讨了其作用机理, 结果表明:捕收剂DX-1与石英表面主要发生了化学吸附, 除此以外可能还存在静电吸附。这说明DX-1是一种可用于铁矿反浮选的新型高效常温阴离子捕收剂。      

月桂酰胺丙基甜菜碱对赤铁矿反浮选性能及机理研究

两性表面活性剂月桂酰胺丙基甜菜碱(LAB)溶解性好、毒性低,还具有优异的发泡性能,具备作为捕收剂的基本条件。将LAB作为捕收剂首次引入赤铁矿反浮选脱硅体系中。为探究LAB-35对石英和赤铁矿的浮选性能,通过单矿物和人工混合矿浮选试验,分别考察了矿浆p H值、淀粉用量和LAB-35用量对石英和赤铁矿可浮性及分选性能的影响。通过接触角、红外光谱、Zeta电位和吸附量检测分析了LAB-35与石英和赤铁矿的作用机理。结果表明:LAB-35对石英具有良好的可浮性,对赤铁矿的可浮性较弱;在p H值为6.2、LAB-35用量为20 mg/L和淀粉用量为3 mg/L的条件下,可获得铁品位为66.17%、回收率为95.34%的浮选指标;机理分析表明,LAB-35与石英表面以静电吸附的形式发生作用,且在酸性至弱碱性条件下对石英的吸附能力较强。综上所述,LAB-35作为捕收剂在铁矿反浮选领域具有巨大潜力。     

一种新型阳离子捕收剂DCZ浮选性能研究

针对传统阴离子捕收剂需对矿浆加温才能使用的弊端,研制了一种醚胺类阳离子捕收剂DCZ。以石英、赤铁矿、磁铁矿为试样对捕收剂DCZ的浮选性能进行了试验研究,并借助动电位检测及红外光谱检测等检测手段对捕收剂DCZ与三种单矿物的作用机理进行了探讨。浮选研究结果表明:以DCZ为捕收剂,在浮选温度5℃到35℃、pH值为2~12范围内,DCZ对温度与pH值的适应力极强,最佳条件下石英、赤铁矿及磁铁矿回收率分别为99.5%,99.0%,84.0%,且在淀粉作抑制剂,DCZ用量13 mg/L,抑制剂用量16 mg/L,温度为18℃,pH值为8.0的条件下,捕收剂DCZ对石英与赤铁矿及磁铁矿之间的分选效果最好,能够实现各试验矿样间的有效分选;结合Zeta电位检测及红外光谱检测结果表明,捕收剂DCZ与石英及赤铁矿发生了氢键吸附,与磁铁矿发生了静电吸附。     

羧甲基酰胺在赤铁矿反浮选中的抑制机理研究

为考察羧甲基酰胺抑制剂在赤铁矿反浮选脱硅中的应用效果,分别以聚丙烯羧酸(HPAM)、复配羧甲基酰胺DWP-3（由HPAM和小分子阴离子型抑制剂DNL按7∶3的质量比配制而成）为抑制剂,考察其对赤铁矿和石英单矿物可浮性的影响。单矿物浮选试验结果表明,DWP-3对石英的抑制作用较弱,对赤铁矿抑制作用相对较强,有利于赤铁矿反浮选脱硅。动电位检测和红外光谱测定结果表明：pH<2.95时,HPAM、DWP-3在石英表面存在静电吸附,pH>2.95时,HPAM、DWP-3在石英表面存在氢键吸附;pH<3.53时,HPAM、DWP-3在赤铁矿表面存在静电吸附,pH>3.53时,HPAM、DWP-3在赤铁矿表面存在氢键吸附和化学吸附。     

组合捕收剂DYN-3在铁矿石浮选脱硅中的性能研究

以组合药剂DYN-3为研究对象,将醚胺(DYN-1)与十二烷基磺酸钠(SDS)进行组合(简称DYN-3),针对石英、赤铁矿、磁铁矿开展单矿物和人工混合矿浮选试验,考察DYN-3用量、矿浆pH值、温度、淀粉用量对矿物浮选行为的影响。结果表明:DYN-3对石英捕收能力很强,在矿浆pH值为8.0时,石英回收率为99.57%,且该药剂对温度适应能力强,经人工混合矿试验可得到精矿铁品位为68.29%、回收率为95.62%的选别指标。通过红外光谱、Zeta电位等表征药剂在矿物表面的吸附机理。结果表明:DYN-3在石英表面为化学吸附,DYN-3内部的十二烷基磺酸钠(SDS)与DYN-1在吸附过程中存在正协同作用,因此增强了DYN-3在石英表面的吸附强度,从而改善石英表面可浮性。综上所述,DYN-3是一种可应用于铁矿石反浮选的新型高效低温捕收剂。     

新型常温捕收剂DX-1对赤铁矿的浮选性能研究

为提高脂肪酸对赤铁矿的捕收性能,在脂肪酸的非极性基上引入新的键合原子对其进行改性,制成新型常温捕收剂DX-1,通过赤铁矿和石英的单矿物和人工混合矿浮选试验,考察DX-1对赤铁矿的浮选性能。单矿物浮选试验表明,DX-1较月桂酸对赤铁矿的捕收能力强,且矿浆pH、矿浆温度对DX-1对赤铁矿的捕收性能影响较小;人工混合矿浮选试验表明,矿浆pH=3.9~7.0,DX-1用量为250 mg/L时,DX-1对赤铁矿的捕收性能较好。Zeta电位检测表明,pH为3.9~7.0时,赤铁矿吸附DX-1后,赤铁矿表面Zeta电位下降幅度大,并改变了赤铁矿表面电位的符号,捕收剂DX-1与赤铁矿表面发生了静电吸附。红外光谱分析表明,DX-1与赤铁矿表面主要发生了静电吸附,此外还存在部分分子间作用力及化学键力。     

新型阳离子捕收剂DBA-2浮选石英的研究

针对铁矿石反浮选过程中药剂使用时所需矿浆温度高,开发了适合捕收细粒级石英的阳离子捕收剂。通过一系列浮选试验及接触角、Zeta电位和红外光谱检测考察了此阳离子捕收剂对石英的捕收性能和两者的作用机理。结果表明,温度为18℃和p H=9.45时,阳离子捕收剂DBA-2对38μm粒级石英有很高的浮选回收率;在此条件下,对74~38μm粒级石英浮选效果不佳,阳离子捕收剂DBA-2更适用于微细粒铁矿反浮选中应用。接触角测量结果说明,添加DBA-2使石英表面接触角增大,可浮性增强,在20~30°之间,接触角发生的微小变化会对回收率产生巨大影响。Zeta电位测试结果表明,在纯水中石英的零电点为p H=2.26,与DBA-2作用后,零电点偏移至9.47,说明DBA-2在石英表面有吸附作用的发生。通过红外光谱检测分析,DBA-2在石英表面的吸附主要是静电吸附和氢键吸附。     

新型捕收剂DTL-1对悬浮焙烧三水铝石的浮选试验

阴离子捕收剂DTL-1是东北大学为悬浮焙烧—磁选铁精矿反浮选脱铝而研制的新型捕收剂，通过捕收剂DTL-1对三水铝石单矿物悬浮焙烧后的铝矿样以及铝矿样和赤铁矿单矿物悬浮焙烧—磁选后的铁矿样组成的人工混合矿进行浮选试验，以检验捕收剂DTL-1的脱铝效果。结果表明：在常温条件下，DTL-1对铝矿样的捕收效果较好，当pH值为8.0时，单矿物浮选试验可获得Al2O3回收率91.21%的指标，人工混合矿（铁矿样与铝矿样的质量比为15.67∶1，Al2O3品位约为5.95%）浮选试验可获得TFe品位70.67%，TFe回收率76.11%，Al2O3品位1.93%，铝的脱除率为74.72%的选别指标。采用表面动电位和红外光谱检测对捕收剂与铝矿样的作用机理进行研究，结果表明：捕收剂DTL-1与铝矿样之间存在着静电吸附、氢键吸附和化学吸附。这说明DTL-1是一种可用于悬浮焙烧—磁选铁精矿反浮选脱铝的新型常温阴离子捕收剂。     

捕收剂 DXY-1在石英表面的捕收性能及机理研究

为研究醚胺类捕收剂 DXY-1 对石英的捕收性能和机理,首先进行了单矿 物浮选试验,之后对药剂与矿物吸附前后的 Zeta 电位进行检测并用 MS 软件模拟计算。结果表明,捕收 剂 DXY-1 在常温下对石英有良好的捕收能力,pH=10 时浮选回收率最佳,可达 98.0%。基于 MS 软件的 CASTEP 模 块计算了捕收剂 DXY-1 与石英矿物表面的吸附作用能,其值为负值且低于 OH^-在石英表面的吸附能,说明 DXY-1 在 石英表面可以发生吸附且与 OH-相比,捕收剂 DXY-1 对石英的吸附作用更强。结合药剂与矿物吸附前后的 Zeta 电位检测和 MS 模拟布居数的计算结果表明,捕收剂 DXY-1 与石英（101）表面的吸附方式为静电吸附和氢键吸附 。     

Gemini型捕收剂对石英和磁铁矿的浮选性能

通过单矿物浮选试验,考察了Gemini型捕收剂Gemini-31503和十二胺对石英和磁铁矿的浮选特性,结果表明,Gemini-31503在较宽的pH范围里对石英具有很强的捕收能力,并且对石英具有良好的选择性,其性能明显优于十二胺。用Gemini-31503对石英和磁铁矿的人工混合矿进行反浮选,在不需再添加其他任何药剂的情况下取得了良好的分选指标。动电位测定和红外光谱分析结果显示,Gemini-31503在两种矿物表面的吸附主要为静电吸附,且在相同条件下,Gemini-31503在石英表面的吸附量比在磁铁矿表面的吸附量大。     

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。      

组合调整剂对铁矿物与石英的浮选分离影响

东鞍山铁矿石因矿石中碳酸盐含量高而难以选别,为寻找适宜的浮选组合调整剂及其用量,提高选别指标,分别以淀粉和CaCl₂及其组合为调整剂考察了添加调整剂对赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、铁白云石、石英单矿物可浮性的影响。结果表明：仅添加单一淀粉或CaCl₂均不能实现铁矿物与石英的分离,当淀粉与CaCl₂组合使用且pH>11时,石英与铁矿物可浮性差异较大。对东鞍山现场铁品位为50.88%的混磁精采用淀粉与CaCl₂为组合调整剂,RA715为捕收剂经1粗1精浮选试验,获得了铁品位为64.06%、回收率为61.96%的浮选精矿,与现场工艺指标相比,铁品位和回收率分别提高了1.33和6.01个百分点。     

新型阳离子捕收剂对石英的捕收性能及作用机理

用东北大学研制的新型高效阳离子捕收剂DBA-1对石英纯矿物进行了药剂用量、浮选温度、合适酸碱度试验,并借助Zeta电位测定、红外光谱分析和接触角测定对DBA-1浮选石英的机理进行了分析,以检验DBA-1对石英的捕收性能及效果。结果表明：①0.074～0.038 mm粒级石英纯矿物在pH=8.5、矿浆温度为18 ℃、药剂用量为75 mg/L的情况下可获得97.3%的回收率。②在无DBA-1的矿浆中,石英零电点的pH=2.26,而与DBA-1作用后的零电点偏移至10.10,说明DBA-1可以以阳离子形式在石英表面发生静电吸附;DBA-1与石英作用前后的红外光谱分析表明,二者间存在氢键吸附。③DBA-1的添加可大幅度提高石英表面的接触角,增强其表面的疏水性和可浮性,接触角在12.6°～27.0°范围内的小幅增大都会引起回收率的大幅度提高。     

十二烷基胺类捕收剂的取代基基因特性对其浮选性能的影响研究

为考察取代基种类和数量对十二烷基胺类阳离子捕收剂浮选性能的影响，通过浮选试验研究了含不同取代基的捕收剂对石英、赤铁矿单矿物的捕收性能，以及对石英/赤铁矿人工混合矿的分选能力。研究结果表明，甲基取代基的引入不利于阳离子捕收剂对石英和赤铁矿的捕收，随着甲基取代基数量的增加，石英和赤铁矿的浮选回收率均逐渐降低，但赤铁矿回收率降低速率更快；甲基的引入，有助于提升阳离子捕收剂的浮选选择性；随着取代基数量的增加，人工混合矿的分选效率逐渐增大。向阳离子捕收剂分子结构中引入含羟基（-OH）或胺基（-NH2）的官能团有利于其对石英的捕收，但引入含胺基的取代基以后，赤铁矿回收率也相应提高；向十二胺极性基中引入含羟基或胺基的取代基，能够提高人工混合矿分选效率，但引入含胺基的取代基后，人工混合矿分选效率增加效果不如引入含羟基取代基时明显。对试验捕收剂分子进行量子化学计算表明：随着引入甲基数量的增加，捕收剂极性基团的横截面尺寸增加，增大了药剂与矿物表面作用的空间位阻，导致药剂的捕收能力减弱，选择性增强；含胺基取代基的引入，可以增加极性基团的总电荷量，捕收剂与矿物表面的静电引力增强；引入含羟基的取代基后，能够在增强药剂与矿物表面氢键吸附作用的同时，增加药剂极性基横截面尺寸，从而在提高药剂捕收能力的同时提高了浮选选择性。在后续研究中，结合有机化学的相关知识来提取取代基的相关参数，以定量这种影响规律，从而明确取代基参数与阳离子捕收剂浮选性能之间的基因特性，可为构建一种基于取代基效应的阳离子捕收剂设计方法奠定基础。