阴阳离子捕收剂在长石与石英表面的吸附特性

采用单矿物浮选、ξ-电位和芘荧光探针,研究阳离子捕收剂十二胺(DDA)和阴离子捕收剂十二烷基磺酸钠(SDS)在长石和石英表面的吸附特性.单矿物浮选结果表明:pH=2.0时,相同浓度的单一或混合捕收剂溶液中长石的表面疏水性要强于石英的表面疏水性,混合捕收剂中矿物表面疏水性比单一捕收剂中的强.ζ-电位测定结果表明:在阴/阳离子单一捕收剂中长石和石英ζ-电位分别向负方向和正方向移动;阴阳离子混合捕收剂摩尔比接近1:1时,pH在2.0、2.5和9.0时长石和石英各自ζ-电位相差不大.芘荧光探针分析结果表明:pH=2.0时,捕收剂在低浓度时通过静电作用零星吸附于矿物表面,矿物表面极性与捕收剂浓度呈负相关,当矿物表面形成胶束后,单一捕收剂溶液中矿物表面极性有所增强,而混合捕收剂溶液中矿物表面极性继续降低;在相同条件下的混合捕收剂溶液中矿物表面的疏水性比单一捕收剂强,且在矿物表面形成胶束浓度要比单一捕收剂低;整体而言,相同浓度条件下单一和混合捕收剂溶液中长石表面疏水性比石英的强.     

2种阴离子捕收剂在石英表面的吸附机理

用石英晶体微天平(QCM-D)实时原位测定油酸钠和混合脂肪酸(KS-I)在经Ca~(2+)活化的SiO_2表面的吸附量,并结合单矿物浮选、原子力显微镜(AFM)和Zeta电位,研究捕收剂的吸附机理。研究结果表明:当矿浆p H为12.0时,油酸钠的浮选效果比KS-I的好,且活化剂和捕收剂用量都比KS-I的小。矿浆中Ca(OH)_2浓度为6.48×10~(-5)mol/L且油酸钠用量为30 mol/L时,石英的回收率可达到97.9%;而KS-I在Ca(OH)_2浓度为2.16×10~(-4)mol/L且捕收剂用量为90 mol/L的条件下得到最佳的回收率仅为78.6%。Ca~(2+)在SiO_2表面的吸附分为2个阶段,油酸钠在活化后的SiO_2表面形成吸附量为5.4×10~(-6)g/cm2的黏弹性吸附层,且只有1个吸附阶段。而KS-I在SiO_2表面的吸附量只有2.5×10-8 g/cm~2。油酸钠在SiO_2表面形成15.2~97.3 nm的吸附层,而KS-I在SiO_2表面的吸附层最厚仅为10 nm,且2种药剂在整个表面的吸附并不均匀。油酸钠与KS-I在活化的石英表面均发生静电吸附作用,但油酸钠的吸附量比KS-I的吸附量大。     

铝土矿反浮选新型阳离子有机硅类捕收剂QAS222

考察新型阳离子捕收剂有机硅季铵盐QAS222对一水硬铝石、高岭石、叶蜡石、伊利石4种单矿物及其混合物的浮选行为,并对其机理进行分析.研究结果表明,在碱性条件下,QAS222是铝土矿反浮选脱硅的有效捕收剂;在矿浆pH=ll和QAS222浓度为4×10-4 mol/L条件下,可实现不同铝硅比人工混合矿反浮选脱硅.高岭石、伊利石和叶蜡石零电点分别为3.4,3 0和2 5,一水硬铝石与QAS222作用后零电点由6.2提高至10.9;当QAS222浓度为4×10-4 mol/L时,4种矿物表面动电位随矿浆pH增加不同程度地先增加后减少,但在pH=2～12范围内,3种铝硅酸盐矿物动电位大于0V,证实了单矿物浮选实验结果;QAS222在高岭石、叶腊石和伊利石表面除发生静电吸附作用、氢键作用和铵吸附外,还发生化学吸附,使其牢固地吸附在矿物表面,并在广泛pH范围内保持较好可浮性;而当矿浆pH=ll时,QAS222与一水硬铝石作用较弱,很难形成表面吸附,导致其可浮性较差.     

捕收剂CSU-M对镍钼矿中氧化钼的浮选工艺及吸附机理

针对镍钼矿中氧化钼浮选回收率低,丢弃造成资源浪费和环境污染等问题,在工艺矿物学研究基础上,对镍钼矿中硫化矿物浮选尾矿进行开路实验和闭路实验,设计出氧化钼浮选流程,并利用分子动力学模拟研究捕收剂分子在矿物解离面的吸附过程。研究结果表明:镍钼矿中硫化矿物浮选尾矿主要含钼矿物为氧化钼,脉石矿物主要为磷灰石和黄铁矿;通过闭路浮选试验得到Mo品位为3.37%,Ni品位为3.75%,Mo回收率为71.22%,Ni回收率达67.81%的精矿;捕收剂CSU-M分子在氧化钼(100)面吸附比磷灰石(010)面和黄铁矿(110)面吸附强,从而实现浮选过程中氧化钼与磷灰石和黄铁矿的分离。     

溴甲酚绿光度法测定水样中的阳离子表面活性剂

在pH值为6.17左右的NaH2PO4-Na2HPO4溶液中,溴甲酚绿与阳离子表面活性剂:十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、溴化十六烷基吡啶(CPB)形成离子缔合物,溶液蓝色减褪。可用于测定水体中的阳离子表面活性剂,最大褪色波长为614 nm。表面活性剂浓度在0~2.4×10-5mol/L(CTMAB)、0~2.1×10-5mol/L(CPB)范围内符合比耳定律;摩尔吸光系数分别为9.65×103L.mol-1.cm-1(CTMAB)、7.81×103L.mol-1.cm-1(CPB);检测限为:6.12×10-7mol/L(CTMAB)、4.59×10-7mol/L(CPB)。方法能用于生活用水、污水处理厂进出口水中阳离子表面活性剂的测定。实验获得了满意的结果。     

辉钼矿浮选体系中的界面热力学

通过辉钼矿浮选体系中矿物与水、捕收剂与水、矿物与气泡、矿物与捕收剂之间等一系列界面相互作用自由能的计算,对各界面之间的范德华力、疏水引力、水化斥力等界面热力学行为进行了研究。研究结果表明:各矿物表面与水之间均存在范德华引力和疏水引力,其中辉钼矿与水之间的疏水引力低于脉石矿物与水之间的疏水引力;捕收剂与水分子之间的疏水引力是导致捕收剂在水溶液中分散的主要作用力;辉钼矿与气泡之间的强疏水引力是辉钼矿具备天然可浮性的根本原因;水介质中辉钼矿与捕收剂之间的范德华力为引力,但范德华力不是辉钼矿与捕收剂之间的主要作用力,起捕收作用的主要因素是由Lewis acid-base(AB)相互作用造成的疏水引力。浮选实验结果表明:对于辉钼矿的浮选,捕收剂在矿物表面的吸附强度并不是影响其浮选指标的决定性因素,而捕收剂在水相中的分散能力以及捕收剂对矿物浮选的选择性对矿物浮选的影响较大。     

十二胺体系中异极矿浮选行为的研究

以十二胺为捕收剂,通过单矿物浮选试验对异极矿的可浮性及正辛醇对异极矿可浮性的影响进行了初步研究.结果表明,当pH值在10~11范围内,适量的十二胺对未经活化的异极矿具较好的捕收性;正辛醇对异极矿不具有捕收性.正辛醇能够强化十二胺阳离子在异极矿表面的吸附,降低十二胺的浮选起始浓度;当正辛醇以25%的物质的量比取代十二胺组成胺醇复合捕收剂时,使用复合捕收剂可获得与使用十二胺相同的浮选效果.     

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。     

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.     

取代基对十二烷基阳离子表面活性剂捕收铝硅酸盐矿物的影响

以4种连有不同取代基的阳离子表面活性剂为铝硅酸盐矿物捕收剂,研究各药剂对铝硅矿物的浮选能力及浮选特点。运用密度泛函理论(DFT)B3lyp/6-31G(d)方法,对4种捕收剂的阳离子结构进行优化,并计算原子电荷分布等量化参数和几何结构参数。研究结果表明:甲基的取代可增强阳离子的静电作用能力,同时,削弱它与矿物表面之间的氢键作用;苄基的取代不仅增强药剂的静电效应,而且增加氢键的结合能力;理论分析结果与浮选试验结果一致,季铵盐的浮选能力较伯胺与叔胺的强,连有苄基的季铵盐对铝硅酸盐矿物的捕收能力最强,且受pH值影响小。     

盐酸十八胺在氯化钾浮选中的胶体化学研究

考察了pH值对弱电解质捕收剂盐酸十八胺的影响,确定了盐酸十八胺在超纯水中和饱和氯化钾溶液中的临界胶束浓度(CMC)分别为9×10-4 mol/L,4×10-5 mol/L(298K,pH=6);使用激光粒度仪测定不同浓度下十八胺胶体的体积粒径和数量粒径的变化,对CMC点进行了验证.微浮选实验说明:盐酸十八胺浓度到达CMC点时氯化钾收率高达91.5%,有显著提高;表面性质参数计算结果表明溶液中离子强度越高,胶束形成的自由能变化(ΔG0mic)越小,越容易形成胶团.     

JZ Q-F7捕收剂在赤铁矿反浮选中的浮选特性及机理研究

论文以餐饮废油为原料,制备一种脂肪酸类捕收剂(以下称"JZQ-F7"),用于赤铁矿反浮选脱除石英研究,并与传统捕收剂油酸钠进行对比。浮选试验考察了矿浆浓度、矿浆温度、药剂用量及浮选时间因素对浮选指标的影响,通过电动电位分析、红外光谱分析、矿物的沉降行为分析和粒度分析揭示了JZQ-F7在石英表面的作用机理。浮选试验研究表明,当矿浆的浓度为50%、矿浆的温度为20～30℃时,在JZQ-F7作用下,铁精矿中铁品位达到67%,铁回收率为56%;电动电位和红外光谱研究表明,在pH为10～12范围内,JZQ-F7在石英表面吸附量最多,石英在活化剂CaO的作用下,与JZQ-F7发生了化学吸附;矿物的沉降行为和粒度分析表明,JZQ-F7的加入使得石英矿物颗粒增加,矿粒间出现疏水团聚。     

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。     

考马斯亮蓝G250光度法测定水样中阳离子表面活性剂

在pH 3.60的HCl-NaOAc缓冲介质中,考马斯亮蓝G250(CBBG)溶液与阳离子表面活性剂(CS)反应,形成离子缔合物,溶液颜色发生明显改变,最大褪色波长分别在584 nm(CBBG-CTMAB体系)和582 nm(CBBG-CPB体系)处,在此波长处阳离子表面活性剂的浓度与褪色程度呈良好线性关系,从而建立测定阳离子表面活性剂的光度法.在最大褪色波长处,CS的浓度在0~1.97×10-5mol/L(CTMAB体系)、0~2.31×10-5mol/L(CPB体系)范围内遵守比尔定律,表观摩尔吸光系数为1.64×104L/(mol.cm)(CTMAB体系)和1.31×104L/(mol.cm)(CPB体系),检出限为8.03×10-7mol/L(CTMAB体系)和1.02×10-6mol/L(CPB体系).方法具有较高的灵敏度和良好的选择性,用于水样中CS的测定,结果满意.     

反浮选法分离粉石英和斜绿泥石及其机理

采用油酸作阴离子捕收剂,用反浮选的方法对粉石英的纯化进行研究,探讨粉石英和斜绿泥石的分离机理以及捕收剂的吸附机理。实验中测定粉石英和斜绿泥石的ζ电位、pH值、油酸浓度、浮选时间对SiO2回收率和纯度的影响;分析粉石英、斜绿泥石的晶体结构和表面性质以及油酸作阴离子捕收剂时的溶液化学。结果表明:在pH为8~10的碱性溶液中,粉石英难与金属阳离子缔合,所以,不与油酸根离子结合;而斜绿泥石解离后层间存在活性金属阳离子,可与油酸根离子发生化学吸附产生疏水作用,因而使用反浮选的方法能有效地实现二者的分离;当pH为9时,斜绿泥石的去除率最高,粉石英的纯度达99.86%,回收率为35%。     

硅藻土、钠长石及石英的可浮性研究

实验考察了十二胺对硅藻土、钠长石、石英的捕收能力.通过ζ-电位、红外光谱检测对十二胺与硅藻土、钠长石、石英的作用机理进行了分析.浮选实验结果表明,pH为5.5~10.5,十二胺浓度为2.38×10-4mol/L时,钠长石和石英单矿物浮选回收率分别在92%和97%以上,而硅藻土的回收率在5%以下.ζ-电位分析结果表明,pH为5.5~10.5时,十二胺在钠长石和石英表面的吸附明显强于在硅藻土表面的吸附,这与浮选结果一致.红外光谱分析结果表明,pH为5.5时,十二胺在硅藻土、钠长石、石英表面均存在物理吸附、氢键作用,且在硅藻土表面的吸附强度相对弱,导致其可浮性差.     

油酸钠直接浮选孔雀石的机理研究

研究了油酸钠直接浮选孔雀石的浮选行为及作用机理.采用浮选试验、Zeta电位测试、傅里叶红外光谱测试、溶液化学计算及热力学计算进行吸附机理分析.浮选试验表明:当捕收剂油酸钠用量为160 mg/L、pH值范围7~10时,孔雀石浮选回收率可以达到70%以上;当pH=9.5时,回收率为88.67%,达到最高;动电位及溶液化学表明:油酸钠在矿浆中的组分为C_(17)H_(33)COOH·C_(17)H_(33)COO~-,C_(17)H_(33)COO~-和(C_(17)H_(33)COO)_2~(2-),油酸钠在孔雀石表面主要发生了化学吸附;根据吉布斯自由能的计算和红外光谱测试分析表明:在合适的p H值范围,油酸钠与孔雀石表面的铜离子作用生成油酸铜盐沉淀,改变了孔雀石的表面性质使它表面疏水从而容易浮选回收.     

砷黄铁矿硫化钠诱导浮选的研究

研究了减性介质中硫化钠作还原电位调整剂时砷黄铁矿的无捕收剂浮选,即硫化钠诱导浮选。普通还原剂S_xO_y~(2-)(如S_2O_4~(2-)、S_2O_3~(2-)、SO_3~(2-))调控矿浆电位时,砷黄铁矿无捕收剂浮选行为较差;而用硫化钠调控电位时,浮选行为明显得到改善,矿浆电位下限降低。这表明HS~-离子在降低矿浆电位同时,还能增加砷黄铁矿表面的疏水性。通过矿浆电位测量,HS~-离子在砷黄铁矿表面吸附量测定,中性硫的溶剂提取-化学分析,研究了HS~-离子的上述两种作用。结果表明,砷黄铁矿经硫化钠调浆后矿浆的铂电极静电位丁降不大,HS~-离子能在砷黄铁矿表面发生电化学吸附而生成疏水中性硫。     

脂类捕收剂DLZ对黄铁矿浮选的影响及其作用机理

通过浮选实验,吸附量和红外光谱测定,考察脂类捕收剂DLZ对黄铁矿可浮性的影响及作用机理.研究结果表明,DLZ在整个pH范围内对黄铁矿的捕收能力弱,黄铁矿回收率小于24%;在低铜离子浓度(1 mol/L)下,对黄铁矿回收率影响不大;当铜离子浓度增加至4 mol/L,pH值为2.7时,黄铜矿回收率达到42%;在碱性条件下,黄铁矿回收率与不加铜离子时的回收率相当;DLZ在黄铁矿表面的吸附量随其用量的增加而增大;加入铜离子对DLZ在黄铁矿表面的吸附有促进作用;DLZ与黄铁矿作用前后,以及加入铜离子后的红外光谱图基本没有变化,即DLZ在黄铁矿表面的吸附属于物理吸附;加入CaO后在873.7 cm-1和797.7 cm-1处出现2个吸收峰,表明黄铁矿表面附着Ca(OH)2等含钙的化合物,阻止了DLZ在矿物表面的吸附,降低了黄铁矿的可浮性.     

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.