铝硅酸盐矿物浮选中捕收剂的设计合成及浮选机理的研究

铝土矿中脉石主要为高岭石、伊利石和叶蜡石等铝硅酸盐矿物,可以采用反浮选脱硅即通过选用合适的捕收剂将这些脉石矿物浮出.本文针对某铝土矿,结合Curis2软件中的高岭石晶体模型分析,从亲矿物基和非极性基两方面设计合成多胺类捕收剂DN12.通过浮选实验、浮选溶液化学计算、动电位测定和红外光谱测定研究该新型药剂对铝硅酸盐矿物的浮选作用及其机理.该捕收剂相对于常规捕收剂对铝硅酸盐矿物有更好的捕收效果,有效浮选pH区间为4～10.该捕收剂与铝硅酸盐矿物的作用以静电作用为主,同时也有氢键作用,从而增强了对矿物的捕收能力。     

铝硅酸盐矿物捕收剂的设计研究

铝硅酸盐矿物是层状硅酸盐矿物，破碎后晶体端面荷电是表面原子的选择性吸附和解离而成，并随pH变化而变化，其层面荷电为金属离子的晶格取代造成，荷永久负电荷，不随溶液pH值变化而改变，阳离子捕收剂是铝硅酸盐矿物捕收剂的设计首选，多胺类药剂与十二胺相比增加了吸附活性点，浮选性能得到改善，有关参数的计算结果说明多胺类药剂是比十二胺更佳的铝硅酸盐矿物捕收剂，浮选试验也证实这一结论。     

铝硅酸盐矿物捕收剂的设计研究

铝硅酸盐矿物是层状硅酸盐矿物,破碎后晶体端面荷电是表面原子的选择性吸附和解离而成,并随pH变化而变化,其层面荷电为金属离子的晶格取代造成,荷永久负电荷,不随溶液pH值变化而改变.阳离子捕收剂是铝硅酸盐矿物捕收剂的设计首选.多胺类药剂与十二胺相比增加了吸附活性点,浮选性能得到改善.有关参数的计算结果说明多胺类药剂是比十二胺更佳的铝硅酸盐矿物捕收剂.浮选试验也证实这一结论.     

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.     

一种用于酸性条件下胶磷矿反浮选脱硅的新型阳离子捕收剂

针对目前胶磷矿反浮选脱硅阳离子捕收剂的选择性差、仅适用于弱碱性矿浆条件、消泡难等问题,本研究采用主要成分为十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和邻苯二甲酸二丁酯（DBP）的两种化工厂副产品研发了一种新型、经济、高效的胶磷矿反浮选脱硅阳离子捕收剂。在微浮选试验中,当pH值为6–10,新型捕收剂用量为25 mg·L?1时,石英和氟磷灰石纯矿物之间存在显著的可浮性差异。在pH值为6,新型捕收剂用量为0.4 kg·t?1时,对脱镁磷精矿进行粗选脱硅浮选试验,获得了P₂O₅品位为29.33wt%、SiO₂品位为12.66wt%、P₂O₅回收率为79.69wt%的胶磷矿精矿指标。利用FTIR、Zeta电位和接触角测量进行机理研究,研究结果表明新型捕收剂对石英的吸附能力高于氟磷灰石,同时DBP的协同效应也增强了石英和氟磷灰石之间疏水性的差异。泡沫稳定性试验结果表明,新型阳离子捕收剂的最大消泡率可达142.8 mL·min?1,其消泡速率远高于其他常见传统阳离子捕收剂。     

硅酸盐细菌的选育及其脱硅效果研究

为了找到能从高硅含量铝土矿中脱硅的细菌，利用常规微生物筛选技术，从硅酸盐肥料中筛选到3株编号为JXF-1，JXF-2，JXF-3菌株，通过形态学研究，并与标准的胶质芽孢杆菌的生化特征比较，表明JXF细菌为胶质芽孢杆菌。使用JXF-1菌株对5种不同铝硅酸盐矿物的铝土矿进行了生物脱硅条件试验研究及脱硅效果分析，表明该硅酸盐细菌具有一定的脱硅能力。     

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。     

一水硬铝石型堆积铝土矿选矿脱硅除铁研究

本文论述了一水硬铝石型堆积铝土矿的浮选脱硅和磁选除铁。用氧化石蜡皂作捕收剂,碳酸钠、六偏磷酸钠和腐植酸钠作调整剂,一水硬铝石的浮选性能良好。经过浮选,铝精矿中Al_2O_3回收率88.19%时,可以脱除48.15%的SiO_2,铝硅比提高到15.23,比原矿提高约1.7倍。原矿直接磁选表明,铝精矿中Al_2O_3的回收率为82.62—78.25%时,Fe_2O_3的脱除率为68.97—75.44%,精矿中Fe_2O_3的含量下降到8.59—6.97%。通过选矿可为拜尔法或联合法生产氧化铝创造有利条件。     

反浮选法提高细粒径硅钙质磷矿品位

以反浮选法分离细粒径硅钙质磷矿中的石英,获得的P2O5品位和回收率都比正浮选法高,其中P2O5回收率提高了大约40%.在烷基胺盐、醚胺盐和季铵盐三种阳离子捕收剂中,以烷基胺盐捕收剂的反浮选效果最佳,P2O5品位和石英去除率可分别提高到30%和60%以上.酸性介质比碱性介质更有利于提高硅钙质磷矿的品位,在碳酸盐脉石存在的情况下,酸性越强的环境越有利于反浮选分离石英.磷酸比硫酸能更好地调节体系的酸性和抑制磷酸盐矿物,且用量较少.优化的捕收剂用量为0.5～1kg·t-1.三种阳离子捕收剂都在矿石表面发生物理吸附,以烷基胺盐的吸附强度最大,所以其具有较好的浮选性能.     

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.     

Semi-industrial experimental study on bauxite separation using a cell–column integration process

The cyclonic-static micro-bubble flotation column (FCSMC) is a highly efficient mineral processing equipment. In this study, a cell-column (FCSMC) integration process was investigated for the separation of bauxite and its feasibility was analyzed on a theoretical basis. The properties of low-grade bauxite ore from Henan Province, China were analyzed. Parameters such as reagent dosage, scraping bubble time, and pressure of the circulating pump during the sorting process were investigated and optimized to improve the flotation efficiency. On the basis of these parameters, continuous separation experiments were conducted. Bauxite concentrate with an aluminum-to-silicon (A/S) mass ratio of 6.37 and a 77.63wt% recovery rate were achieved via a flow sheet consisting of “fast flotation using a flotation cell, one roughing flotation and one cleaning flotation using flotation columns”. Compared with the full-flotation-cells process, the cell–column integration process resulted in an increase of the A/S ratio by 0.41 and the recovery rate by 17.58wt%. Cell–column integration separation technology represents a new approach for the separation of middle-to-low-grade bauxite ore.     

铝土矿浮选泡沫消泡研究

以河南混合铝土矿浮选精矿泡沫为研究对象, 分析铝土矿浮选泡沫的稳定原因. 采用物理方法和化学方法, 进行三相泡沫的消泡研究. 结果表明: 油酸钠可以显著降低水溶液体系的表面张力, 同时微细疏水矿粒在气泡表面的吸附降低了气泡表面的排液速率, 并增强了气泡的机械强度, 导致铝土矿浮选泡沫稳定;另外, 转速对机械搅拌消泡有较大的影响, 消泡效果随转速的提高而增强;磷酸三丁酯、 Foamban-ms-575和BD3037对两相泡沫体系具有很好的消泡作用, 但在三相泡沫体系中由于在泡沫表面铺展速率的限制, 消泡效果并不明显;利用机械搅拌和添加消泡剂, 可以在较低的转速下, 大大改善消泡效果.     

高压溶出贵州铝土矿时硅钛矿物的相变行为

贵州铝土矿是高硅低铁、难溶的一水硬铝石型矿石,其铝矿物及硅矿物比俄罗斯和希腊同类型铝土矿中的铝硅矿物都难溶。本文系统研究了从贵州铝土矿中分离出来的高岭石、白云母及鲕绿泥石精矿、铝土矿综合矿样的溶出及相变行为。并对它们的拜耳赤泥进行了化学分析,查明四种赤泥中共生成了８个新相,与国外的赤泥相组成完全不同。在溶出鲕绿泥石精矿的赤泥中首次发现了含铁水化石榴石相,并计算出了分子式。     

铝土矿浮选产品中捕收剂的分析

采用溶剂解吸提取预处理和紫外分光光度法研究了铝土矿浮选产品中微量脂肪酸捕收剂的分析方法．通过对比三氯乙烯、四氯乙烯、三氯甲烷、四氯化碳和正己烷5种溶剂的解吸提取性能,提出在液固比为2．5ml／g的条件下,以三氯甲烷解吸提取、富集样品中的捕收剂,以紫外分光光度法进行铝土矿浮选产品中微量捕收剂的定量分析,并对其可靠性进行了检验．研究结果表明在5种解吸溶剂中,三氯甲烷的解吸提取性能最佳,能在液固比为0．5～5．0mI/g的范围内解吸并富集铝土矿浮选产品表面的捕收剂．用该方法分析捕收剂含量为100～1000g/t的铝土矿浮选产品,测定结果的变异系数和回收率分别为1．4％～1．6％和97％～103％,具有重现性好、结果准确、操作简便快捷的特点     

重金属氢氧化物沉淀强化气浮途径的研究

用压力溶气、分布板分散气体及旋流-充气3种气浮方法分别研究了Cu~(2 )、Ni~(2 )、Cr~(3 )3种重金属离子的氢氧化物沉淀的气浮作用。红外光谱和吸附热结果说明Cu~(2 )和Ni~(2 )的氢氧化物沉淀对十二烷基硫酸钠(SLS)的吸附作用为化学吸附,而Cr~(3 )的氢氧化物沉淀对SLS的吸附为物理吸附。ζ电位对Cu(OH)_2和Ni(OH)_2沉淀的气浮分离效率影响不大,但对Cr(OH)_3沉淀的影响显著,当ζ电位在等电点附近时Cr(OH)_3沉淀的气浮分离率最高。对影响沉淀气浮分离效率的主要因素及其相应的变化规律的研究结果表明:3种金属的氢氧化物沉淀的气浮动力学均可用一级动力学方程描述。发现气泡与氢氧化物沉淀颗粒碰撞粘附过程的表现活化能,可作为衡量气浮过程分离效率的特征参数。     

一种难选铁矿石磁选精矿直接反浮选的分散特征

介绍了一种处理难选铁矿石磁选精矿的直接反浮选工艺.采用XRD,SEM和EDS等手段对原矿、精矿和尾矿的形貌及矿物组成进行了表征,重点探讨了分离过程中矿物的分散特征,为含碳酸盐难选铁矿石磁选精矿的直接反浮选技术提供理论基础.研究结果表明,采用添加分散剂直接反浮选技术可以获得合格铁精矿;有用铁矿物和脉石矿物细颗粒无选择性粘附在有用铁矿物和脉石粗颗粒表面,是造成铁矿石分离困难的主要原因;分散剂的加入有利于颗粒分散,从而实现了有用铁矿物与脉石矿物的选择性分离.     

细粒浮选体系中界面极性相互作用理论及应用

本文系统讨论了界面极性相互作用理论及其在细粒浮选研究中的应用。亲水矿粒间水化排斥作用及疏水矿粒间疏水吸引作用主要归因于颗粒间界面极性相互作用。通过测定矿物在已知表面能参数的液体中的接触角,就可确定矿物的表面能参数值。由界面极性相互作用能确定水化或疏水相互作用能量常数,从而计算颗粒间水化或疏水相互作用能曲线,利用EDLVO理论能很好解释矿粒间的凝聚、分散行为。     

利用气溶胶浮选技术提高某铜钼矿混合浮选钼回收率

以煤油作为辉钼矿的主要捕收剂,以气溶胶形式进行加药,进行了煤油用量实验、浮选时间实验、pH值和磨矿细度影响实验,研究采用气溶胶浮选技术提高某铜钼矿钼回收率.气溶胶浮选技术可使铜钼混合浮选阶段钼回收率提高3%,且浮选时间缩短20%左右;在相同的回收率下,气溶胶浮选法使用的煤油用量可节省40%;气溶胶浮选的最佳磨矿细度为0.074mm占65%,浮选矿浆最佳pH值为9.与传统浮选工艺相比,气溶胶浮选技术具有浮选效率高、药剂用量少等特点,在低品位难选矿石浮选方面具有一定优势.     

分支载体浮选的理论与实践

分支载体浮选(RCF)是一种处理细粒低品位矿石的革新工艺。该工艺采用分支浮选流程并用自身的粗粒精矿取代了常规载体浮选中的外加异类载体矿物。本文研究了黑钨矿、红铁矿、难溶铜、氧化铅锌、铜钼矿和锑砷硫化矿等七种不同矿物的分支载体浮选。和常规方法相比较,分支载体浮选除了可以显著降低药剂消耗,避免载体与超细粒之间的再分离,不需回收载体等,从而解决了常规法中存在的技术问题以外,还能够得到更高的回收率与分选效果。通过浮选试验、动电位测定和电子显微镜观察,进行了分支载体浮选过程机理的研究,结果表明矿泥罩盖的机理已经不适用,提出了新的“碰撞-粘附”模型。在这一模型中,将影响分支载体浮选的因素分为几何、物理、化学三大类并根据实验现象进行了详细的讨论。