油酸钠体系下方铅矿和黄铁矿的可浮性

通过浮选溶液化学、电位测试和红外光谱测试等手段,研究油酸钠体系下方铅矿和黄铁矿的可浮性及吸附机理。研究结果表明:当pH为6.0~11.5时,在油酸钠体系下,方铅矿具有很好的可浮性;当pH12.0时,方铅矿的可浮性变差;pH对黄铁矿的可浮性影响较小,在广泛的pH范围内黄铁矿的可浮性都较差;当pH为6.0~10.0时,油酸的离子-分子缔合物是油酸钠在硫化矿浮选过程中的有效组分;当pH为10.0时,经油酸钠作用后,方铅矿表面出现油酸铅的吸收峰,而黄铁矿表面没有明显的油酸铁吸收峰。     

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.     

pH对油酸钠在钛铁矿与钛辉石表面吸附的影响

通过热力学计算、X线光电子能谱及红外光谱测试,研究pH对油酸钠在钛铁矿与钛辉石表面吸附的影响。研究结果表明:钛铁矿在pH>5.5时都保持了较好的可浮性,钛辉石在pH为6～9和pH>10的条件下具有一定的可浮性;在酸性条件下,钛铁矿表面的Fe3+,Ca2+,Mg2+和Ti4+以及钛辉石表面的Fe3+,Ca2+,Mg2+和Al3+均能与油酸钠发生化学作用,其中钛铁矿表面的Fe2+在浮选过程中可以被氧化为Fe3+,成为矿物表面主要的活性吸附点,继而油酸根离子取代羟基生成油酸铁而吸附于矿物表面;钛辉石表面则以Ca2+和Mg2+与油酸根的化学作用为主。在碱性条件下,钛铁矿与钛辉石表面均主要以Ca2+和Mg2+为主与油酸钠作用。     

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。     

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。     

丁基钠黄药浮选斑铜矿的吸附热力学和动力学研究

研究了斑铜矿的浮选行为，并通过吸附量测试、红外光谱、吸附动力学及热力学计算研究丁基钠黄药(简称NaBX)在斑铜矿表面的吸附机理.斑铜矿在pH为5~9时可浮性较好，药剂在矿物表面的吸附属Freundlich模型的多分子层吸附;当 pH 为12时可浮性差，属于Lamgmuir模型的单分层吸附.NaBX在矿物表面吸附符合二阶动力学方程，是自发进行的化学吸附过程，通过热力学计算得出pH 为9时的吸附反应比pH为12时更容易发生.红外光谱测试表明，当pH为5~9时NaBX在斑铜矿表面的吸附产物为Cu(BX)₂，Fe(BX)₃和(BX)₂，而当pH为12时的吸附产物为Cu(BX)₂.     

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.     

瓜尔胶和黄原胶对方解石浮选的抑制行为差异及机理

采用浮选试验、吸附量测试、zeta电位测试、红外光谱测试等方法研究瓜尔胶(非离子型)和黄原胶(阴离子型)2种天然胶对方解石的浮选抑制行为及机理。研究结果表明:当p H为8.8,油酸钠浓度为0.3 mmol/L时,用量为50 mg/L的黄原胶,可显著降低捕收剂油酸钠在方解石表面的吸附量,降低方解石的浮选回收率,而瓜尔胶要达到相同的抑制效果,用量需超过100 mg/L。上述抑制行为差异主要是由于2种天然胶在方解石表面的吸附方式和强度不同造成的。瓜尔胶通过氢键作用在方解石表面吸附,而黄原胶的主要作用方式为化学键合和氢键作用。     

QCM-D研究淀粉和油酸钠与磁铁矿的吸附机理

为了研究淀粉和油酸钠在磁铁矿表面的吸附行为及对浮选的影响,分别加入不同pH的淀粉溶液和油酸钠溶液,应用具有耗散因子功能的石英晶体微天平(QCM-D)研究淀粉和油酸钠在磁铁矿表面的吸附特性,同时进行浮选验证试验。研究结果表明:随着淀粉溶液pH的增加,淀粉对磁铁矿的吸附作用逐渐减弱,经过不同pH淀粉溶液作用后,强碱性油酸钠溶液中的RCOO-和(RCOO) 22-的作用方式不同;酸性淀粉溶液会大量吸附在磁铁矿表面,油酸钠溶液中的RCOO-和(RCOO) 22-大量陷入淀粉层中形成物理吸附,导致磁铁矿表面疏水;弱酸性和弱碱性淀粉溶液轻微吸附在磁铁矿表面,阻碍油酸钠溶液中的RCOO-和(RCOO) 22-吸附在磁铁矿表面,导致磁铁矿表面亲水;强碱性淀粉溶液不会吸附在磁铁矿表面,油酸钠溶液中的RCOO-和(RCOO) 22-在磁铁矿表面形成单分子层的化学吸附,导致磁铁矿表面亲水。吸附机理研究结果表明经弱酸性和弱碱性淀粉溶液作用后,在强碱性油酸钠浮选体系中可以实现磁铁矿的高效反浮选。     

Ca2+对钛铁矿与钛辉石浮选行为的影响

以油酸钠为捕收剂,研究钛铁矿与钛辉石表面离子的溶出行为,并考察加入与脱除Ca2+对钛铁矿和钛辉石浮选行为的影响.研究结果表明:在浮选体系中加入Ca2+,对钛铁矿的浮选影响不大,但在碱性条件下活化了钛辉石的浮选;在浮选过程中,钛铁矿与钛辉石表面均有大量Ca2+溶解于矿浆中;脱除溶解离子后,钛铁矿的可浮性在弱酸性pH区间变化不大,在碱性pH区间明显变差,钛辉石在整个pH区间可浮性均变差;在脱除溶解离子后的矿浆体系中加入Ca2+,2种矿物在碱性矿浆环境下的可浮性都有所恢复;在碱性条件下,呈羧基络合物和氢氧化物沉淀形式存在的Ca2+吸附在钛辉石表面,使钛辉石表面油酸根离子的吸附活性质点增加,是Ca2+起活化作用的主要原因.     

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%。     

疏水体系中微细粒锡石的团聚与絮凝

研究了粒径小于10μm的微细粒锡石在油酸钠疏水体系中的团聚行为,通过沉降试验考察了大分子絮凝剂聚丙烯酰胺对锡石絮凝的影响．此外,通过动电位测定和DLVO理论计算研究了油酸钠对锡石疏水絮凝的影响．研究结果表明油酸钠可以强化锡石的絮凝,絮凝物产率提高;添加了一定油酸钠的锡石矿浆疏水体系,油酸钠使锡石的表面zeta电位变负,当pH=7.0时,zeta电位降低10mV;当颗粒间的作用距离为(10～100)×10-10m时,利用扩展的DLVD理论计算得到的微细粒锡石颗粒之间的作用势能恒为负;对于表面疏水化的锡石颗粒,疏水絮凝可自发进行;由于在锡石—油酸钠—水体系中,锡石微小絮团已生成,加入适量的相对分子质量较大的絮凝剂聚丙烯酰胺后,絮团扩大,有利于锡石的疏水絮凝．     

锌钴异常共沉积机理研究

用电化学方法研究了锌钴异常共沉积机理。实验结果表明,单独电沉积时,在不同电极上,钴离子的沉积电位都比锌离子正100mV至200mV;当锌钴共沉积时,钴受到抑制,其沉积电位变得比锌更负。用锑微电极跟踪电极表面附近pH值发现,钴沉积时,电极表面附近pH值升高。同时,Zn~(2 )生成Zn(OH)_2,并吸附在电极表面上,阻碍CO~(2 )的进一步放电。据此阐明了锌钴异常共沉积机理。     

十二胺浮选黄锑矿的作用机理

利用单矿物实验,研究了十二胺(DDA)对黄锑矿的浮选行为.研究发现:pH值为2.0~8.0时,黄锑矿浮选回收率达到90%以上;pH值为8.0~10.0时,黄锑矿浮选回收率急剧降低;当pH值>10.0时,十二胺对黄锑矿几乎没有捕收作用.十二胺浮选溶液化学分析结果表明,十二胺阳离子(DDA+)是对黄锑矿产生捕收作用的主要成分.采用密度泛函理论研究了黄锑矿晶体以及十二胺离子和分子的电子结构性质,考察了十二胺离子、十二胺分子和水分子在黄锑矿表面的吸附行为.三种吸附质在黄锑矿表面吸附能顺序为DDA>H2O>DDA+,十二胺离子可排开黄锑矿表面的水化膜,实现黄锑矿的疏水上浮,十二胺离子主要通过物理吸附形式吸附于黄锑矿表面.     

油酸钠在锡石(211)表面吸附的量子化学研究

通过密度泛函理论计算研究了油酸钠在锡石(211)表面上的吸附机理.通过模拟XRD图谱与实测XRD图谱验证了建立的锡石晶胞结构的合理性.收敛性测试结果表明,当锡石(211)表面结构厚度超过5.437×10^-10m,真空层深度大于10×10^-10m时,表面结构趋于稳定.吸附能计算显示H₂O和OH^-可以自发地吸附在(211)表面上,然而OL^-在(211)表面上的吸附能最低,可以取代被吸附的H₂O和OH^-.Mulliken电荷布局计算和差分电子密度分析表明,反应过程中油酸羧基中的两个O原子与锡石表面裸露的Sn原子之间通过化学键形成化学吸附,其中单键O与Sn原子形成的化学键键强更大.     

废水中氨氮沉淀物的结晶状态及其与捕收剂的作用机理

用实验室模拟废水和焦化废水研究了废水中其他成分对氨氮沉淀物结晶状态的影响.X射线衍射结果表明,模拟废水中生成的氨氮沉淀物是非晶态的,而焦化废水中的沉淀物是晶态的磷酸铵镁.红外光谱测试结果表明,pH值影响捕收剂十二酸钠或油酸钠与沉淀物的作用机理,pH=9时捕收剂在沉淀物表面发生物理吸附,而pH=11时发生化学吸附.模拟废水中氨氮沉淀物以油酸钠为捕收剂较好,而焦化废水中的氨氮沉淀物以十二酸钠为较好,其原因是沉淀物的结晶状态不同.     

亚甲基蓝与纳米金复合修饰电极的制备及对汞离子的检测

以亚甲基蓝及纳米金复合修饰玻碳电极为基础电极,自组装修饰DL-1,4-二硫苏糖醇,用以检测汞离子.同时,利用扫描电镜观察了电极表面形貌,并对元素组成进行了分析;采用交流阻抗法研究了电极的电化学特性,分析了制备过程对电极的影响;采用差分脉冲伏安法检测汞离子,考察了吸附时间、缓冲液种类以及pH值等因素对汞离子检测过程的影响.结果表明:吸附时间为35min,pH=6,以Tris溶液为缓冲液时,测试条件最佳;检测汞离子的线性范围为1.0×10~(-9)～1.0×10~(-3) mol/L,检测限为5.4×10~(-10) mol/L.最后考察了地表水中常见离子的干扰作用,显示所制备电极对汞离子检测具有良好的选择性.     

三氯化铁吸附沉淀三价砷的影响因素研究

不采用预氧化步骤,直接使用三氯化铁吸附沉淀三价砷,系统考察了pH值、铁砷比、干扰离子浓度等因素对三氯化铁吸附沉淀三价砷的影响.在pH=4~10的范围内,吸附率随着pH值的升高先升后降,当pH=7时,吸附率达到最大.在铁砷比为30、pH为7时,三价砷的吸附率高达82.88%.含氧酸根阴离子如硫酸根、磷酸根、碳酸氢根对三价砷的吸附有竞争抑制作用,而碳酸氢根离子由于其特殊的pH缓冲效应,当溶液pH7时,其对吸附的影响表现为使溶液pH值上升进而小幅提高吸附率.钙、镁金属阳离子对三价砷的吸附有协同增强作用.     

精炼塔尔油在磷酸盐浮选中的应用及QCM-D吸附研究

对Georgia-Pacific公司新开发的精炼塔尔油捕收剂GP193G75在佛罗里达CFIndustries公司的磷酸盐浮选中应用效果进行了研究.采用具有测定能量耗散功能的石英晶体微天平(QCM--D)研究了GP193G75在羟基磷灰石(HAP)表面的吸附过程,并与油酸钠和CFIndustries公司目前所用的药剂粗塔尔油脂肪酸PR1进行了比较.考察了捕收剂用量、pH值、柴油用量和浮选时间等参数对GP193G75浮选效果的影响.结果表明,当pH值为10,捕收剂用量为0.45kg·t-1,且与柴油用量的比例为9∶8时,GP193G75的正浮选P2O5回收率最高可达到91.7%.QCM--D测定结果显示,GP193G75与油酸钠有相似的吸附过程,但GP193G75比油酸钠更易于且更快在羟基磷灰石表面吸附.在相同条件下,与PR1相比,GP193G75形成的吸附层密度更大,而且吸附更牢固,因此可以使羟基磷灰石表面的疏水性更强,从而得到较高的浮选效果.     

单油酸甘油酯琥珀酸单酯羧酸钠盐表面活性剂的合成及性能

采用单油酸甘油酯和马来酸酐为原料,以丙酸钠为催化剂,经酯化、碳酸氢钠溶液中和,合成了单油酸甘油酯琥珀酸单酯羧酸钠盐阴离子表面活性剂。通过单因素实验确定了适宜的酯化反应工艺条件:马来酸酐与单油酸甘油酯摩尔比为2∶1;反应时间为1h;反应温度为90℃;催化剂用量10%(相对于单油酸甘油酯的摩尔分数)。单油酸甘油酯琥珀酸单酯羧酸钠盐的表面活性剂性能测试结果表明:该表面活性剂具有优良的性能,25℃时临界胶束浓度ccmc为1.37×10-4mol/L,对应的表面张力γcmc为33.9mN/m,饱和吸附量Γmax为2.52×10~(-10) mol/cm~2,分子最小吸附面积Amin为0.66nm~2,降低表面张力效率因子p(c20)为4.41,泡沫体积为300mL,泡沫稳定性为96.7%,乳化分水时间为144.5s.随着温度升高,ccmc,γcmc和Γmax均减小,Amin和pC20增大,发泡能力增强。