矿浆中金属离子对蓝晶石矿物浮选行为的影响

通过蓝晶石、石英及黑云母的浮选实验,研究了金属离子对矿物浮选行为的影响.实验结果表明:Ca²⁺和Mg²⁺显著活化蓝晶石的浮选,Al³⁺及Fe³⁺对蓝晶石及石英表现很强的抑制作用.浮选溶液化学分析表明,Fe³⁺,Al³⁺可以在矿物表面生成Fe(OH)₃和Al(OH)₃,使矿物浮选受到强烈的抑制;Ca²⁺和Mg²⁺由于羟基络合物存在使蓝晶石的零电点向低pH方向发生漂移,使十二胺的静电吸附力增强,起到活化作用.根据波耳兹曼矢量场中的粒子分布理论,通过计算Fe³⁺对矿物作用前后在不同pH条件下液相内部胺离子(RNH⁺₃)浓度、界面层胺离子的浓度以及比例关系来分析金属离子的活化或抑制作用机理.     

胺类捕收剂在石英表面吸附的定量构效关系

为深入研究胺类阳离子捕收剂在石英表面吸附能与其结构之间的关系,基于遗传算法构建了20种胺类捕收剂在石英表面吸附能与其结构参数之间的定量构效关系模型,得到了模型的相关系数R²=0.969,调整系数R²_ad=0.964,交叉验证系数R²_cv=0.955,显著值F=168.429,表明模型预测结果与模拟计算值拟合较好.四种未参与建模的阳离子捕收剂对所构建模型外部检验结果误差不超过5%,证明模型具有较好的预测性,能够较好预测胺类捕收剂在石英表面的吸附能.     

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。     

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。     

介质离子强度对Cu2+在针铁矿和δ-MnO2表面吸附影响的红外光谱

应用红外光谱研究不同离子强度(c(NaNO₃)=0.01～1.0 mol/L）条件下, 针铁矿和δ-MnO₂吸附Cu²⁺前后表面羟基结构及其特征吸收峰的变化. 结果表明： 表面游离羟基参与了针铁矿和δ-MnO₂对Cu²⁺的吸附, 其Fe-O-（H）和Mn-O-（H）结构中的H⁺被Cu²⁺取代, 转变为Fe-O-
（Cu）和Mn-O-（Cu）; 随介质离子强度的增加, NaNO₃的NO^-₃能以-NO₂的形式参与吸附反应并缔结在两种氧化物表面; δ-MnO₂吸附Cu²⁺后特征吸收峰未发生明显变化, 而针铁矿则相反.     

硫化矿浮选体系中金属离子对石英浮选行为的影响

基于硫化矿物浮选过程中,尽管硫化矿物与石英的可浮性差异很大,但二氧化硅仍是硫化矿精矿中含量最高的杂质组分,是影响硫化矿物精矿质量的主要因素,对硫化矿物浮选体系中常见金属离子存在条件下戊基黄药浮选石英的行为规律进行了研究。研究结果表明:导致硫化矿精矿中石英含量高的主要原因之一是硫化矿浮选体系中存在的某些金属对石英具有活化浮选作用;Fe3+,Pb2+和Cu2+在合适的pH区间可以活化石英的浮选,而Ca2+,Mg2+和Fe2+对其可浮性没有明显影响;在浮选体系中,Fe3+,Pb2+,Cu2+,Ca2+,Mg2+和Fe2+这6种金属离子均可在石英表面吸附,但只有Fe3+,Pb2+和Cu2+作用后的石英表面可以吸附戊基钾黄药,从而活化石英浮选;溶液化学计算表明:金属离子的羟基络合物和氢氧化物是离子起活化作用的有效组分。     

SDBS改性海藻酸钠磁球吸附水体中Cu（Ⅱ）的性能

以FeCl₃·6H₂O,FeCl₂·4H₂O和NaOH为原料,先制备磁流体 Fe₃O₄,再制备十二烷基苯磺酸钠（SDBS）改性海藻酸钠磁球, 通过单因素实验考察溶液pH值、 初始质量浓度、吸附时间和温度对磁球吸附水体中Cu²⁺的影响,并在B3LYP/6-31G^**水平上模拟海藻酸钠阴离子与Ca²⁺和Cu²⁺的配位特点.  实验结果表明： 在25 ℃,吸附 80 min,初始质量浓度为100 mg/L,pH=4时,最大吸附量为116.6 mg/g;Cu²⁺比Ca²⁺的成键能力强.     

SDBS改性海藻酸钠磁球吸附水体中Cu（Ⅱ）的性能

以FeCl₃·6H₂O,FeCl₂·4H₂O和NaOH为原料,先制备磁流体 Fe₃O₄,再制备十二烷基苯磺酸钠（SDBS）改性海藻酸钠磁球, 通过单因素实验考察溶液pH值、 初始质量浓度、吸附时间和温度对磁球吸附水体中Cu²⁺的影响,并在B3LYP/6-31G^**水平上模拟海藻酸钠阴离子与Ca²⁺和Cu²⁺的配位特点.  实验结果表明： 在25 ℃,吸附 80 min,初始质量浓度为100 mg/L,pH=4时,最大吸附量为116.6 mg/g;Cu²⁺比Ca²⁺的成键能力强.     

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。     

低渗透储层油/水/岩相互作用机制及离子匹配提高采收率方法

低渗透储层常规水驱后残余油以分散状态附着在储层岩石表面,提高驱油效率的难点是破除或减弱吸附力剥离残余油膜。通过光电子能谱分析(XPS)试验方法定量评价离子交换/吸附及差异,通过石英晶体微天平(QCM-D)方法精确测定原油中特征极性组分在岩石表面吸/脱附量,通过原子力显微镜方法定量测量油膜在岩石表面的黏附力和油膜厚度,提出通过离子匹配和离子交换提高水驱油效率的新方法,并以吉林Q60储层为例进行驱油试验和现场先导试验。结果表明：岩石表面的Ca²⁺与水溶液中的Na⁺可发生大幅度离子交换,高岭石、绿泥石、石英3种矿物表面离子交换作用更加明显;通过离子交换作用后,带有—COOH、—C₆H₅和—CH₃极性官能团的沥青质分子(C5Pe、BisA、PAP)在亲水、疏水岩石表面的脱附量均有增加;相同质量分数情况下溶液、原油与岩石表面的界面张力从小到大的顺序是NaCl溶液、Na₂SO₄溶液、CaCl₂溶液;Na⁺     

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.     

TX-100对油酸钠体系下菱镁矿与白云石浮选分离的影响

菱镁矿与白云石具有相似的晶体结构、化学成分及溶解特性,导致浮选分离难度较大.本文通过浮选试验、表面张力测定、红外光谱测试及X射线光电子能谱测试,研究油酸钠体系下曲拉通X-100(TX-100)对菱镁矿与白云石浮选分离的影响.结果表明,TX-100具有强化油酸钠对菱镁矿与白云石浮选分离的效果,油酸钠以化学方式吸附于菱镁矿...     

新型二烷基黄原酸酯捕收剂DIDTC浮选机理

合成了一种活性二烷基黄原酸酯捕收剂——S-十二烷基,O-异丙基-黄原酸酯(DIDTC)并将其用于浮选分离黄铜矿和黄铁矿.浮选实验结果表明DIDTC具有比丁基黄药更好的选择性,紫外可见光谱证明DIDTC对铜离子比铁离子具有更强的吸附性.采用红外光谱和吸附实验研究了DIDTC对黄铜矿表面的吸附机理,实验结果表明在碱性环境中DIDTC可能通过其分子中的S原子和O原子同时与黄铜矿表面的铜原子发生了键合,并在浓度较高时形成多层吸附.另外,还采用普遍微扰理论和基于GGA/PW91作为交换相关函的密度泛函计算对上述结果进行了捕收剂的构效关系分析.     

金属离子对辉钼矿浮选的影响及机理研究

通过对辉钼矿纯矿物的浮选实验和动电位的测试,研究了金属离子对辉钼矿浮选的影响及作用机理.研究结果表明,Ca~(2+),Cu~(2+),Pb~(2+),Fe3+均可在辉钼矿表面形成吸附,但Ca~(2+)对辉钼矿的浮选结果没有明显影响,只有Cu~(2+),Pb~(2+)和Fe3+对辉钼矿的浮选产生了抑制作用.通过溶液化学计算发现,在一定的p H值范围内,Cu~(2+),Pb~(2+)和Fe3+形成的氢氧化物沉淀会特定地吸附于辉钼矿的极性和非极性表面,产生异相凝聚,导致辉钼矿表面亲水,可浮性下降.     

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.     

菱铁矿和白云石对石英浮选的影响

通过浮选试验、吸附量测定和溶液化学计算研究了油酸钠浮选体系下菱铁矿和白云石对石英浮选的影响.浮选试验和吸附量测定结果表明:菱铁矿对石英浮选的影响与其溶解组分有关,当淀粉存在时,菱铁矿可显著影响石英浮选;白云石的溶解组分对石英浮选的影响较小,增大油酸钠用量可在一定程度上消除白云石的影响.溶液化学计算表明,菱铁矿的溶解组分可将活化的石英表面转化为易被淀粉抑制的CaCO_3沉淀,而白云石的溶解会受到浮选体系中钙离子的抑制,这也是菱铁矿和白云石溶解对石英浮选的影响存在差异的主要原因.     

基于全内反射荧光显微镜的单个心肌细胞内钙信号斑图的介观表征

利用基于近场光学原理组建的全内反射荧光显微镜研究单个大鼠心肌细胞内钙离子信号的斑图.结果表明:存在于盖玻片表面约100nm区域的隐失场可较好地照射活体细胞,并能清晰地显示胞内信号;心肌细胞内钙信号包括钙火花、钙靶波、钙平面波和钙螺旋波等形式,钙信号各形式间存在相互作用;在钙诱导钙释放机制作用下,心肌细胞具有较强的可激发特性.