十二胺体系中异极矿和菱锌矿的浮选行为

通过单矿物浮选试验对异极矿和菱锌矿在十二胺体系中的浮游性进行了研究.浮选试验结果表明,异极矿的可浮性高于菱锌矿,当pH值在10~11范围内,十二胺对两种矿物的捕收性最好.溶液化学计算和zeta电位测试结果表明,十二胺主要通过静电作用吸附在异极矿和菱锌矿表面,十二胺分子和十二胺阳离子之间的缔合作用能够增强十二胺对两种矿物的捕收能力.zeta电位测试、XPS测试和溶液化学计算的结果表明,异极矿的零电点低于菱锌矿的零电点.第一性原理计算和接触角测试的结果表明,异极矿的疏水性大于菱锌矿.     

铜铁灵浮选硫酸铅和菱锌矿研究

本文用铜铁灵为捕收剂浮选了硫酸铅、菱锌矿、方解石、石英单矿物和混合矿,得到了较好的结果。用测定ξ-电位、红外光谱等手段研究了铜铁灵浮选菱锌矿的作用机理。结果表明,铜铁灵与菱锌矿表面发生化学吸附。     

十二烷基磷酸酯钾在菱锌矿表面的吸附机理

通过单矿物浮选试验、动电位、红外光谱测试和X线光电子能谱分析(XPS)等研究十二烷基磷酸酯钾在菱锌矿表面的作用机理。研究结果表明:十二烷基磷酸酯钾对菱锌矿具有较强的捕收能力,尤其是弱碱性条件下,浮选回收率可达90%;与十二烷基磷酸酯钾作用后菱锌矿表面动电位显著负移,因此,可推断十二烷基磷酸酯钾能够在菱锌矿表面吸附;与十二烷基磷酸酯钾作用后菱锌矿表面出现药剂特征峰,且峰的位置偏移;十二烷基磷酸酯钾与菱锌矿作用后,矿物表面有新的Zn—O键形成,证明十二烷基磷酸酯钾与菱锌矿表面存在化学吸附。     

烷基胺对盐类矿物捕收性能的溶液化学研究

根据溶液化学计算,确定了不同碳链长度的烷基胺形成沉淀的临界pH值及其与无机阴离子生成胺盐的顺序为WO_4~(2-)>SO_4~(2-)～PO_4~(3-)〉〉F~-～CO_3~(2-)。浮选实验结果表明,阳离子捕收剂浮选盐类矿物的临界pH值上限对应于生成胺沉淀的临界pH值。烷基胺浮选盐类矿物的捕收能力大小顺序为白钨矿>重晶石～磷灰石>萤石～方解石,与胺和相应矿物阴离子生成胺盐的顺序一致。动电位测定表明,烷基胺使带负电的盐类矿物表面ξ-电位变正,使带正电的萤石表面ξ-电位增加。因而,烷基胺浮选盐类矿物的作用机理主要归因于胺与矿物阴离子生成胺盐。无机阴离子对盐类矿物的胺浮选起活化作用。     

铁离子和亚铁离子对滑石浮选的影响及作用机理

通过对滑石纯矿物的浮选实验和动电位的测试，结合水解金属离子溶液化学计算，研究铁离子和亚铁离子对滑石浮选的影响，并探讨其吸附机理。实验结果表明：在没有金属氢氧化物沉淀时溶液中存在的水解金属离子在滑石表面的吸附对滑石的非极性表面和极性端面产生不同的影响，使滑石ξ电位的符号由负变正，但滑石的天然可浮性不变；在金属氢氧化物沉淀的pH值与它的零电点之间，滑石的非极性表面变得亲水，导致滑石的浮选受到抑制。其疏水性的改变是由于在氢氧化物沉淀的pH值与它的零电点之间，在滑石的极性和非极性表面产生了氢氧化物沉淀的多相凝聚。     

胺类捕收剂对铝硅矿物的浮选性能研究

通过浮选实验、动电位测定、红外光谱测试、结构／性能及量化计算，研究了十二胺、N，N-二甲基十二胺、N-十二烷基-1，3-丙二胺三种药剂的结构和物化性质，讨论了它们对高岭石、叶腊石和伊利石的表面电性及浮选行为的影响．结果表明：胺类化舍物易阳离子化，在铝硅矿物表面主要发生了静电吸附，多胺和叔胺在矿物表面吸附后，能显著改变矿物的ζ-电位；当药剂分子中引入亚氨基，药刑与矿物的氧键作用也变为明显；药剂所含N数越多、N上烃基越多，药剂的阳离子化趋势越强；基团电负性、浮选剂特性指数、水油平衡度和疏水链长等物化参数表明胺类捕收剂对铝硅酸盐类矿物捕收性能的决定因素是极性基的特性，而因为高岭石晶体的特殊性，疏水链长对其在微酸性、中性和微碱性条件下捕收有特别的影响；捕收矿物的能力为多胺〉叔胺〉脂肪伯胺；应用于铝土矿反浮选以N-十二烷基-1，3-丙二胺为最佳．     

混合捕收剂浮选分离锂辉石与长石及其机理

通过单矿物浮选实验、混合捕收剂溶液化学计算、动电位测试以及红外光谱分析,对阴阳离子混合捕收剂(油酸钠/十二胺)浮选分离锂辉石与长石的行为及机理进行研究。研究结果表明,阴阳离子混合捕收剂能够显著提高锂辉石与长石的浮选分离效率。当溶液pH为8.5、油酸钠与十二胺物质的量比为6:1~10:1时,混合捕收剂对锂辉石与长石的浮选分离能取得很好的效果,其中锂辉石的浮选回收率可达85%,而长石的回收率只有25%。混合捕收剂在溶液中的存在形态与溶液的pH有关,在浮选分离的适宜pH=8.5时以分子-离子络合物的形式存在。这种分子-离子络合物对锂辉石和长石具有选择性吸附的作用。在混合捕收剂溶液中,锂辉石和长石的动电位均处于与十二胺作用后及油酸钠作用后的动电位之间,说明混合捕收剂中的2种组分在矿物表面均有吸附,而混合捕收剂使锂辉石表面动电位负移程度明显强于使长石表面动电位负移程度,说明混合捕收剂在锂辉石表面的吸附量明显比在长石表面的大,从而可以实现锂辉石和长石的选择性分离。     

盐类矿物的溶解、表面性质变化与浮选分离控制设计

本文根据溶液化学计算,确定了盐类矿物混合体系,如白钨矿-方解石、白钨矿-萤石、萤石-方解石、磷灰石-方解石等表面化学组成相互转化的临界pH值。采用俄歇电子能谱表面分析,证实了表面转化现象的存在。ξ-电位测定及浮选实验表明,在盐类矿物混合体系中,当表面转化发生时,矿物表面电性及浮选行为也发生转化,在不存在表面转化的pH区域,矿物溶解组分与浮选剂的沉淀反应及在矿物表面的竞争作用,将抑制矿物的浮选。据此,可控制并设计盐类矿物浮选分离条件。     

磨矿介质对典型硅酸盐矿物浮选的影响及机理

研究在湿式磨矿条件下,十二胺和油酸钠作为捕收剂时,锆球和铁球作为磨矿介质对典型硅酸盐矿物浮选的影响。通过对矿物表面动电位和X射线光电子能谱检测,分析磨矿介质对硅酸盐矿物浮选影响的机理。研究表明：十二胺作为捕收剂,低于最佳浮选pH值时,锆球湿磨锆英石、绿柱石、锂辉石和石英的浮选回收率均高于铁球湿磨,pH值继续升高,锆球湿磨和铁球湿磨这四种硅酸盐矿物的浮选回收率相近；在pH值2~12范围内,锆球湿磨和铁球湿磨长石的浮选回收率相近；油酸钠作为捕收剂,相同pH值条件下,锆球湿磨锆英石、绿柱石、锂辉石、长石和石英的浮选回收率大多低于铁球湿磨。检测结果表明：锆球湿磨时,低于最佳浮选pH值条件下,锆英石、绿柱石、锂辉石和石英表面电位低于铁球湿磨,因而十二胺作为捕收剂时这四种矿物的浮选回收率高于铁球湿磨；铁球湿磨时,油酸钠作为捕收剂,锆英石、绿柱石、锂辉石、长石和石英表面Fe含量明显增加,对这五种矿物起到活化作用,因而浮选回收率高于锆球湿磨。     

胺类捕收剂对铝硅矿物的浮选性能研究

通过浮选实验、动电位测定、红外光谱测试、结构/性能及量化计算,研究了十二胺、N,N-二甲基十二胺、N-十二烷基-1,3-丙二胺三种药剂的结构和物化性质,讨论了它们对高岭石、叶腊石和伊利石的表面电性及浮选行为的影响.结果表明:胺类化合物易阳离子化,在铝硅矿物表面主要发生了静电吸附,多胺和叔胺在矿物表面吸附后,能显著改变矿物的ζ—电位;当药剂分子中引入亚氨基,药剂与矿物的氢键作用也变为明显;药剂所含N数越多、N上烃基越多,药剂的阳离子化趋势越强;基团电负性、浮选剂特性指数、水油平衡度和疏水链长等物化参数表明胺类捕收剂对铝硅酸盐类矿物捕收性能的决定因素是极性基的特性,而因为高岭石晶体的特殊性,疏水链长对其在微酸性、中性和微碱性条件下捕收有特别的影响;捕收矿物的能力为多胺>叔胺>脂肪伯胺;应用于铝土矿反浮选以N-十二烷基-1,3-丙二胺为最佳.     

烷基羟丙基胺作用下石英和赤铁矿的浮选行为

通过浮选试验研究了新型捕收剂烷基羟丙基胺(NDIA)作用下石英和赤铁矿的浮选行为,并结合量子化学计算和zeta电位分析,考察了该捕收剂在矿物表面的吸附机理.单矿物浮选试验结果表明:当捕收剂用量为33.33 mg/L,p H值为4.50~8.00时,石英的回收率在92%以上,赤铁矿的回收率在50%左右.人工混合矿分选试验结果表明:当捕收剂用量为33.33 mg/L,淀粉用量为13.33 mg/L,p H值为4.50~8.00时,NDIA均可实现石英和赤铁矿的有效分离.量子化学计算结果表明,与十二胺相比,NDIA对石英具有更好的捕收性能.zeta电位测试结果表明:NDIA在石英和赤铁矿表面均发生了吸附,且在石英表面的吸附作用强于赤铁矿.     

氢氧化物表面沉淀在石英浮选中的作用

采用ζ-电位测定、吸附量测定、浮选实验及溶液化学计算,研究了金属离子在石英表面的吸附行为及其对石英表面ζ-电位和浮选行为的影响。结果表明,表面金属氢氧化物沉淀是金属离子在石英表面吸附的活性组分。表面沉淀生成后,石英表面ζ-电位变正,变正的pH值CR2对应于表面沉淀生成的pH值(pH_s),随着pH值的增加,ζ-电位再次变负的pH值CR3对应于氢氧化物固体的PZC_e。用阴离子捕收剂浮选时,CR2≤pH≤CR3是金属离子起活化作用的有效pH范围。用阳离子捕收剂浮选时,则是起抑制作用的有效范围。     

N，N-二(3-氯-2-羟丙基)十二胺对菱镁矿浮选脱硅性能的影响

通过浮选实验研究了N，N-二(3-氯-2-羟丙基)十二胺(NCDA)作用下石英、菱镁矿和白云石的浮选行为.通过zeta电位测试、基团电负性判据和量子化学计算等分析研究了NCDA的性能及作用机理.浮选实验结果表明:在矿浆自然pH值条件下，加入同等用量的捕收剂，NCDA对石英的捕收能力比十二胺(DDA)强，对菱镁矿和白云石的捕收能力明显弱于DDA.zeta电位测试结果表明，NCDA与石英表面发生静电吸附和氢键作用.基团电负性、水油度和前线轨道能计算结果表明，相比DDA，NCDA具有更好的捕收性能和起泡性能，更容易与石英表面发生相互作用.     

阳离子表面活性剂与高岭石的相互作用机理

采用十二胺阳离子表面活性剂为捕收剂,考察了高岭石的可浮性随pH值的变化情况.通过对高岭石不同解理面的化学组成分析及其与十二胺作用的量子化学计算分析,建立了高岭石在不同pH值条件下与十二胺的作用模型,解释了阳离子作用下高岭石的浮选行为.碱性矿浆中,高岭石颗粒的端面和层面均带负电,各解理面间产生静电斥力而使矿粒充分分散;阳离子十二胺在高岭石的(001)面优先吸附,使高岭石的各表面亲水性不同,从而在亲水力的作用下使颗粒发生疏水絮凝,减少了矿物的疏水表面,使矿物难以被浮选.在酸性条件下,矿浆中存在大量游离的离子,高岭石的(001)面吸附H 而使其表面性质与{001}面性质相似,十二胺能够较均匀地吸附在高岭石的各个解理面上.此外,高岭石颗粒的端面带正电,层面带负电,二者之间静电引力作用使矿粒发生絮凝,减少了高岭石矿粒的总表面积,增加了捕收剂的吸附密度.2种因素共同作用,使高岭石在pH值较低的矿浆中表现出较好的可浮性.     

An experimental study on size distribution and zeta potential of bulk cavitation nanobubbles

Nanobubble flotation technology is an important research topic in the field of fine mineral particle separation. The basic characteristics of nanobubbles, including their size, concentration, surface zeta potential, and stability have a significant impact on the nanobubble flotation performance. In this paper, bulk nanobubbles generated based on the principle of hydrodynamic cavitation were investigated to determine the effects of different parameters(e.g., surfactant(frother) dosage, air flow, air pressure, liquid flow rate, and solution pH value) on their size distribution and zeta potential, as measured using a nanoparticle analyzer. The results demonstrated that the nanobubble size decreased with increasing pH value,surfactant concentration, and cavitation-tube liquid flow rate but increased with increasing air pressure and increasing air flow rate. The magnitude of the negative surface charge of the nanobubbles was positively correlated with the pH value, and a certain relationship was observed between the zeta potential of the nanobubbles and their size. The structural parameters of the cavitation tube also strongly affected the characteristics of the nanobubbles. The results of this study offer certain guidance for optimizing the nanobubble flotation technology.     

白云石对菱镁矿浮选行为的影响

以油酸钠(NaOL)为捕收剂,六偏磷酸钠为抑制剂研究菱镁矿和白云石浮选行为,并依据动电位、吸附试验和扫描电镜测试结果,探讨了菱镁矿与白云石人工混合矿体系中Ca~(2+)对菱镁矿浮选的影响机理.浮选试验结果表明,六偏磷酸钠对菱镁矿和白云石单矿物有良好的选择抑制作用;但对二者的人工混合矿进行浮选时,两种矿物均受到六偏磷酸钠的抑制,无法实现分离.吸附试验和扫描电镜测试结果表明,在浮选过程中白云石溶解出的Ca~(2+)吸附在菱镁矿表面.动电位测试表明,由于Ca~(2+)的吸附导致菱镁矿与白云石的表面性质趋同,严重影响这两种矿物的浮选分离.     

油酸钠与微细粒黑钨矿的作用机理

通过浮选实验、溶液化学计算、吸附量测试、动电位和红外光谱分析等方法,系统研究了油酸钠对微细粒黑钨矿的浮选捕收机理.结果表明:黑钨矿可浮性与油酸钠吸附量正相关,微细粒黑钨矿可浮性较好的pH区间为7.0～9.0,溶液中油酸离子和离子-分子缔合物组分对黑钨矿浮选过程起主要作用.溶液化学计算表明:油酸钠的吸附量和黑钨矿的可浮性与金属阳离子形成的油酸盐组分浓度有直接关系;油酸钠的添加使荷负电的黑钨矿动电位负移.红外光谱分析表明油酸钠在黑钨矿表面发生化学吸附,生成金属油酸盐,进而增强了黑钨矿的可浮性.     

Physical chemistry mechanisms of CDR system in sulphide mineral flotation

The flotation tests, zeta potential measurements, and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis on galena, sphalerite, and pyrite were studied in a collecting-depressing-reactivating (CDR) system. In this system, sulphide minerals were first collected and activated by the collector, and then depressed strongly by Ca(OH)₂ in a strong alkaline solution. Finally, they were reactivated by H₂SO₄. The flotation tests of pure minerals showed that in the Ca(OH)₂ depressing process sulphide minerals had similar flotation characteristics because they had already been influenced by the collector. Hence, the flotability differences between them were reduced. However, in the H₂SO₄ reactivating process considerable differences in the flotability between galena and sphalerite/pyrite were produced. That is to say, galena was relatively easy to be reactivated by H₂SO₄, but sphalerite and pyrite were not reactivated at pH > 11. The zeta potentials of sulfide minerals measured by the Zeta Plus presented irreversible characteristics on the change of pH values. The results of the FTIR spectra analysis indicated that the collectors already adsorbed on the mineral surface were removed partially by Ca(OH)₂.