羟（氧）肟酸（盐）浮选氧化铜矿研究

用Hallimond管进行了羟(氧)肟酸(盐)纯矿物浮选试验。结果表明,在pH9—9.5时,庚基羟(氧)肟酸(钾)是孔雀石、硅孔雀石以及其常见脉石方解石的有效捕收剂,但对石英捕收能力很弱。吸附结果与浮选试验结果吻合。庚基羟(氧)肟酸(钾)与矿物表面吸附物的红外光谱分析表明,在pH9—9.5时庚基羟(氧)肟酸(钾)能在孔雀石、硅孔雀石、方解石表面发生化学吸附,但没有发现庚基羟(氧)肟酸(钾)在石英表面发生化学吸附的痕迹,六偏磷酸钠被证明是方解石但不是硅孔雀石的有效抑制剂。     

氧肟酸高分子药剂在铝土矿反浮选中的作用

通过浮选试验，研究了氧肟酸淀粉和氧肟酸聚丙烯酰胺两种高分子药剂对铝土矿中一水硬铝石和高岭石浮选行为的影响。结果表明：氧肟酸淀粉在酸性条件下对一水硬铝石有较强的抑制作用，而对高岭石有活化现象；氧肟酸聚丙烯酰胺在整个试验pH值范围内对两种矿物均有活化作用。两种大分子药剂属于阴离子型，动电位测定结果表明，它们在带负电的高岭石、一水硬铝石表面吸附，使其动电位负性增加，表明药剂与矿物存在氢键力或化学作用力。由于在一水硬铝石表面，氧肟酸淀粉可以罩盖捕收剂十二胺，增加矿物表面的亲水性，从而对其产生抑制作用。而线型氧肟酸聚丙烯酰胺在矿物表面为卧式吸附，其分子链上的负电区能够增加阳离子捕收剂的吸附量，从而活化了一水硬铝石的浮选。     

3种捕收剂对氟碳铈矿的浮选性能研究

研究了不同条件下油酸钠、水杨羟肟酸和牦牛坪稀土捕收剂（主要成分为羟基萘羟肟酸）浮选氟碳铈矿的规律,并对其浮选机理进行了探讨。试验结果表明：捕收剂、硅酸钠的用量对氟碳铈矿的浮选影响显著;油酸钠和牦牛坪稀土捕收剂较水杨羟肟酸有更好的浮选效果;在氟碳铈矿的零电点pH=8.5附近,3种捕收剂对氟碳铈矿的浮选效果最佳;羟肟酸类捕收剂在氟碳铈矿表面发生络合反应,而油酸钠可能以静电吸附和分子吸附为主;药剂在矿物表面的竞争吸附或形成配合物均破坏了缔合羟基;水杨羟肟酸和牦牛坪稀土捕收剂在红外光谱图的2356 cm-1附近有新的峰形成,可能是螯合反应形成的五元螯合环。     

新型螯合剂对一水硬铝石和铝硅酸盐矿物浮选行为的研究

合成了含有羧基和肟基的新型螯合捕收剂HCMT并研究其对一水硬铝石、高岭石和伊利石的浮选行为。单矿物浮选试验表明,该捕收剂对一水硬铝石、铝硅酸盐矿物的捕收能力差别较大,能有效分离一水硬铝石与铝硅酸盐矿物。通过动电位、红外光谱和电镜扫描(SEM)等研究了捕收剂对矿物的吸附机理,结果表明捕收剂在一水硬铝石表面可能是通过COOH、-NHOH与Al-O形成双环螯合物的化学吸附,而在高岭石、伊利石表面主要是物理吸附。     

我国钛铁矿矿石浮选药剂研究进展

我国钛铁矿资源总量庞大,随着钛铁矿矿石性质的变化,钛铁矿矿石选矿难度增加,传统的浮选药剂已不能满足生产要求。近些年来的研究大多致力于传统药剂的组合和浮选新药剂的研发。传统单一类捕收剂浮选效果不显著,组合捕收剂的开发使用成为研究方向。抑制剂是通过降低矿物表面电位来减弱矿物间异相凝聚作用,以及选择性吸附于脉石矿物表面从而阻碍捕收剂的吸附。活化剂是通过提高钛铁矿表面活性位点或组分的相对含量而起到活化作用。主要综述了脂肪酸、膦酸、胂酸和羟肟酸类等捕收剂,水玻璃、草酸、羧甲基纤维素等抑制剂和铅离子、铜离子以及硫酸等活化剂。运用XPS、FTIR和DFT等检测分析手段,可研究官能团在矿物表面的作用方式,为新型药剂的研发和优化指明方向。      

矿物浮选中阳离子捕收剂作用机理的理论基础和规律性

胺离子和胺分子原则上可在矿物表面上吸附.捕收剂的吸附能由决定捕收剂在溶液中存在状态和矿物表面带电状态的电场的静电分量,与矿物和捕收剂晶体结构参数有关的被吸附的捕收剂的烃链的缔合能,捕收剂的极性基与矿物表面之间的非静电作用能(通过弱的化学吸附形成氢键、通过牢固化学吸附形成二维金属胺络合物和通过化学反应形成价饱和的金属胺络合物)组成.在矿物表面上形成浮选所必需的捕收剂吸附层是捕收剂离子和分子形成氢键和二维金属胺络合物来中和矿物表面所带的负电荷,并使矿物表面疏水化,以保证矿物浮选所需要的热力学稳定性,创造捕收剂物理吸附的最佳条件,即通过烃基之间的色散作用,形成半胶束、缔合物和胶束簇,从而促使矿粒浮选.矿物浮选所需要的捕收剂吸附密度与矿物原来的疏水程度有关,但是,在矿物表面上形成价饱和的金属胺络合物时,捕收剂的吸附密度会提高,使得形成捕收剂吸附层最佳结构变得困难.随着捕收剂烃链分支化,浮选所需要的捕收剂浓度增大,     

钛铁矿浮选药剂作用机理及进展

针对我国钛铁矿日益难选的现状,从捕收剂和调整剂两方面对钛铁矿浮选药剂进行了梳理和总结。针对捕收剂,研究其化学组成及矿物表面的作用机理,并且阐述了脂肪酸类、膦酸类和羟肟酸类等单一的捕收剂与新型组合捕收剂各自的优缺点,单一捕收剂存在一定的局限性,新型组合类捕收剂是未来发展的方向;针对调整剂,分析了活化剂和抑制剂对浮选分离的作用,活化剂一是增强矿石表面金属质点的活性,二是增加矿物表面的活化位点达到活化钛铁矿的目的;抑制剂主要是在脉石矿物表面生成某种选择性的胶体从而阻隔捕收剂与脉石矿物发生反应。通过对钛铁矿浮选药剂种类及作用机理分析,为选矿生产实践提供技术参考。      

稀土矿浮选中Ce3+对含钙脉石活化作用机理研究

通过单矿物浮选试验、红外光谱分析和Zeta电位测试等方法,研究了以辛基异羟肟酸为捕收剂浮选稀土时矿浆中Ce³⁺对含钙脉石矿物萤石及方解石的活化作用机理。浮选结果表明,当辛基异羟肟酸浓度为2.0×10^-4 mol/L、矿浆中Ce³⁺浓度小于1×10^-4 mol/L时,pH值在 6~10之间时,Ce³⁺对含钙矿物萤石及方解石有活化作用。机理分析结果表明,Ce³⁺吸附在含钙矿物萤石及方解石表面形成了活性位点,可与羟肟酸根离子产生络合吸附,生成稳定的五元环络合物,增大了羟肟酸在矿物表面的吸附能力,从而活化矿物。     

在长石与石英分离中阳离子捕收剂与阴离子捕收剂混合物在矿物表面上的吸附和浮选的选择性

对钠长石和石英纯矿物，用哈里蒙德浮选管、Zeta电位测定和漫射FTIR光谱评价了阳离子捕收剂与阴离子捕收剂混合物从石英中浮选分离钠长石的效果。用分批浮选试验研究了从希腊长石矿石中浮选分离钠长石的浮选药剂制度。单矿物浮选试验结果表明，在PH2时，用阳离子捕收剂二胺与阴离子捕收剂磺酸盐混合物或二胺—二油酸盐作捕收剂可以从石英中优先浮选钠长石。与在pH2时钠长石具有选择性可浮性形成鲜明对照的是，pH2时钠长石荷少量负电荷，石英的零电点位于该pH附近，Zeta电位测定和FTIR研究结果表明，混合捕收剂在两种矿物上的吸附行为类似。红外光谱不仅证明阴离子捕收剂磺酸盐或油酸盐与二胺一起在矿物表面上共吸附，而且证明，阴离子捕收剂的存在提高了二胺的吸附量。阴离子捕收剂闯入相邻表面烷基氨基离子之间降低了头—头静电斥力，由于疏水尾—尾缔合增强，而使二胺吸附量增大。pH2时矿物的可浮性与捕收剂吸附结果矛盾是由于在这两个试验中分别用粗粒矿物和细粒矿物进行试验引起的。可用除静电作用外，捕收剂中的氨离子通过氢键与矿物表面上的硅醇基团作用来解释，在pH2时捕收剂在细粒钠长石和石英颗粒上的吸附量相近。分批浮选试验结果表明，只在浮选给矿脱泥后，才可优先浮选钠长石。从含6．5％Na2O的给矿中浮选获得了含10％Na20的钠长石精矿，Na20含量高于9％的钠长石产后是有价值的。     

5-烷基水杨醛肟作捕收剂单泡浮选闪锌矿、菱锌矿及白云石

在哈里蒙德管中进行了浮选闪锌矿、菱锌矿及白云石的试验,试验是在两种不同捕收剂浓度及多种不同pH值条件下进行的。对5-烷基水杨醛肟在矿物表面上的吸附作用进行了考察,并绘制了5-丁基水杨醛肟的吸附等温线。已经证明,5-烷基水杨醛肟在矿物表面的吸附,按下列的顺序递减:菱锌矿、闪锌矿及白云石。对于5-烷基水杨醛肟烃基碳链长度与捕收活性之间的相互关系,在哈里蒙德管中用单泡浮选的方法进行了研究。如果以菱锌矿及白云石浮选速率之间的差别作为衡量的尺度,那末本研究中,5-丙基水杨醛肟在浮选过程中具有最好的浮选选择性。已经发现,改变pH值的结果,会使吸附作用或浮选结果都发生变化。     

矿物表面上阴离子捕收剂吸附层的形成和疏水化机理的理论分析

矿物表面的水化程度最小、捕收剂在矿物表面上化学吸附量最大、捕收剂分子及捕收剂离子对的物理吸附最佳化均在矿物表面零电点附近实现.该零电点值可由对矿物/水密闭体系平衡状态化学计算结果确定.当pH偏离这个最佳值时,矿物表面极化,捕收剂各种组分的吸附量降低,矿物可浮性变坏.矿粒表面疏水化的主要机理是捕收剂的化学吸附.化学吸附通过补偿极性键来提高矿粒向气泡上附着的几率.捕收剂的分子和捕收剂的离子对的物理吸附以液滴状态缩合在疏水的矿物表面上,它实际上不影响矿物表面的疏水性,而起到了在浮选紊流条件下使矿粒固着和保持在气泡上.借助范德华力和捕收剂疏水缔合力,保持在矿物粒上的具松散孔隙结构的价饱和的捕收剂化合物(金属黄原酸盐和油酸盐)的形成不会提高矿物表面的疏水性,但是可以阻止矿物因被疏水矿泥抑制机理而浮选.引起矿物表面疏水和决定矿物浮选所需捕收剂最小浓度随pH变化的规律性的主要反应是捕收剂化学吸附层中竞争矿物电位离子的竞争反应.此时可保证在疏水表面上形成物理吸附的液滴状的捕收剂分子和捕收剂离子对.     

硫化铅锌矿的新型硫抑制剂作用机理研究

硫化铅锌矿浮选过程常采用大量石灰抑制黄铁矿,造成矿浆pH过高、管道堵塞等问题,新型抑制剂HS-1替代部分石灰可实现铅锌硫的高效分离。为进一步完善HS-1与方铅矿、闪锌矿及黄铁矿的作用机理,基于纯矿物浮选试验结果,开展了HS-1抑制机理研究。结果表明：①矿浆pH=10时,以乙硫氮+丁铵黑药（物质的量之比2∶1）为组合捕收剂、HS-1为抑制剂,能有效抑制黄铁矿,部分抑制闪锌矿,而对方铅矿浮选行为基本无影响;②抑制剂HS-1对捕收剂在方铅矿表面的吸附几乎没有影响,减少了乙硫氮+丁铵黑药在闪锌矿表面的吸附量,能有效抑制组合捕收剂在黄铁矿表面的吸附量。③在pH=10时,HS-1和组合捕收剂先后与3种纯矿物作用后,矿物表面均出现了HS-1的红外特征吸收峰,方铅矿表面捕收剂的特征吸收峰无明显变化,闪锌矿及黄铁矿表面捕收剂的吸收特征峰消失,说明HS-1有效抑制了捕收剂在黄铁矿的吸附,并对闪锌矿产生一定抑制作用。     

用阳离子捕收剂从白云石中优先浮选磷酸盐 第一部分——捕收剂和非极性烃类的作用

用多种阳离子捕收剂研究了细晶磷灰石和白云石的浮选行为,试验结果发现唯有伯胺类是磷酸盐矿物的强捕收剂。伯胺作捕收剂也可浮选白云石,但是在选别细晶磷灰石和白云石的混合物料时,伯胺却只对磷酸盐矿物具有选择性的捕收作用。对每种矿物所进行的吸附研究表明:伯胺类捕收剂在白云石和细晶磷灰石两种矿物表面上却被强烈地吸附。然而,在浮选磷酸盐矿石时,伯胺却主要吸附在磷酸盐矿物上,这说明伯胺与细晶磷灰石之间的交互作用比伯胺与白云石之间的交互作用强。浮选时添加烃类油十分有益,它不仅可以降低捕收剂的消耗量,而且还能够加快浮选速度。     

两性捕收剂在硅石和赤铁矿表面上的吸附机理

硅石是铁矿石中的主要脉石矿物.经常应用不同的表面活性剂从铁矿石中浮选出硅石.在本研究中应用两性捕收剂浮选硅石.研究了这种捕收剂在硅石和赤铁矿纯矿物表面上的吸附.试验结果表明,捕收剂在矿物表面上的吸附主要决定于溶液的pH.在酸性pH范围内捕收剂优先在矿物表面上吸附.捕收剂与矿物表面作用机理带有静电作用性质.Zeta电位测定结果表明,当矿物表面和捕收剂带有相反电荷时,通过它们之间的静电作用,捕收剂吸附在矿物表面上.     

CTAB与油酸钠混合捕收剂浮选分离磁铁矿与角闪石的研究

采用油酸钠(NaOL)与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)混合捕收剂进行磁铁矿与角闪石的浮选分离研究。分别考察了单一捕收剂CTAB、NaOL和混合捕收剂对单矿物和人工混合矿浮选的影响,借助Zeta电位、FTIR对捕收剂与矿物表面的吸附机理进行了研究。矿物浮选试验结果表明:在pH=5.5,CTAB与油酸钠的摩尔比为2∶1的条件下,混合捕收剂较单一捕收剂具有更好的选择性。Zeta电位和红外光谱结果表明,单一捕收剂CTAB和油酸钠分别以物理吸附与化学吸附的形式吸附在矿物表面,混合捕收剂中油酸钠的存在一定程度上抑制了CTAB在磁铁矿表面的吸附,但不影响CTAB在角闪石矿物表面的吸附。     

十二胺捕收剂在三种不同矿物表面吸附的分子动力学模拟

采用Materials Studio中的Forcite模块,对水分子和十二胺捕收剂分子在锂云母、长石和石英三种不同矿物表面的吸附过程进行了分子动力学模拟研究,分析了吸附前后水分子在三种矿物表面的浓度分布。结果表明,三种矿物均具有类似的亲水特性,水分子在三种不同矿物表面吸附没有选择性。相反,比较了十二胺捕收剂在锂云母、长石和石英三种不同矿物表面的吸附情况,结果表明十二胺捕收剂能够选择性吸附在锂云母表面,从而改变其表面亲水性,达到与长石、石英分离的目的,阐明了十二胺捕收剂的吸附对于锂云母表面的亲水性改变极为有效。从理论上通过模拟接触角的变化,验证了烷基胺捕收剂浮选锂云母的这一过程。     

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。     

从多种铝硅酸盐矿物中选择性浮选锂辉石的表面晶体化学研究

常规工业浮选实践中以油酸盐为捕收剂，从白云母、长石、石英等伟晶岩铝硅酸盐矿物中选择性浮选分离锂辉石时，锂辉石表面晶体化学特性是产生选择性分离的决定性因素。晶体学研究认为，锂辉石{110}解理面上的Al晶格质点是油酸盐选择性化学吸附的最佳质点，而其他伟晶岩铝硅酸盐矿物的Al则位于晶胞内部，导致油酸盐不能对其吸附。由于晶面的不同，任何一种矿物特定表面上都含有许多不同的表而原子晶格质点，并且这些表面原子带有不同的断裂化学键。矿物存在的不同类型的晶格缺陷，或者本身固有的各向异性的晶体结构，都会导致矿物表面的不均一性。要正确理解矿物-捕收剂体系中的矿物表面电性、润湿性、捕收剂的吸附等一系列矿物表面化学性质，必须考虑到矿物特定的表面原子晶格质点。本文研究了油酸盐-锂辉石浮选体系的各种表面化学性质，内容包括：油酸盐捕收剂溶液化学、锂辉石-水体系溶液化学以及酸碱处理对锂辉石各种表面化学性质的影响。研究方法包括：X射线光电子能谱、电泳、油酸盐吸附研究、红外光谱、接触角测量和哈里蒙德管浮选试验等。研究结果表明，当pH8时，从其它铝硅酸盐矿物中浮选锂辉石可获得最佳的分离效果，此时锂辉石表面荷负电，油酸盐阴离子捕收剂与矿物表面Al晶格质点发生化学吸附。     

淀粉对蓝晶石矿物浮选行为影响及机理研究

通过浮选试验、吸附量测定、动电位和红外光谱分析,考查了淀粉对蓝晶石、石英及黑云母浮选行为的影响及作用机理。单矿物浮选实验表明,在阳离子捕收剂十二胺体系中,淀粉在中性条件可以较好地抑制蓝晶石的浮选,当淀粉用量为22.5mg/L时,蓝晶石的浮选回收率仅为2.78%。结果表明:淀粉是蓝晶石反浮选的有效调整剂,淀粉对蓝晶石除了静电作用外,同时淀粉能与矿物表面的Al 3+发生化学键合作用,使淀粉吸附于蓝晶石矿物表面,从而使矿物表面亲水化,同时淀粉与十二胺能在蓝晶石矿物表面发生竞争吸附而减少捕收剂在矿物表面的吸附量。     

药剂在锌硫分离过程中的竞争吸附机制研究

通过人工混合矿浮选实验和润湿接触角测试, 考察了闪锌矿与磁黄铁矿浮选分离的影响因素, 并研究了浮选药剂在矿物表面的吸附机制。结果表明 磁黄铁矿影响闪锌矿的浮选并显著降低浮选锌精矿品位。捕收剂与抑制剂在两种矿物表面发生了竞争吸附 在闪锌矿表面, 丁基黄药的吸附能力要强于腐植酸钠;而在磁黄铁矿表面, 腐植酸钠的吸附能力要强于丁基黄药。研究结果表明, 适宜用量的捕收剂配合抑制剂可以较好地实现锌硫浮选分离。