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。     

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.     

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.     

六偏磷酸钠在铝土矿浮选中的作用

通过浮选试验、吸附量测试、动电位测试,研究了六偏磷酸钠对一水硬铝石和高岭石2种矿物浮选行为的影响以及其作用机理.结果表明六偏磷酸钠对这2种矿物均有抑制作用,当捕收剂用量增大时,被六偏磷酸钠抑制的一水硬铝石的可浮性逐渐变好,而高岭石则变化不大．其主要原因在于六偏磷酸钠与捕收剂油酸钠在这2种矿物表面存在竞争吸附,而油酸钠在一水硬铝石表面的吸附能力强于在高岭石表面的吸附,使得在一定捕收剂用量下,六偏磷酸钠抑制高岭石的上浮而不抑制一水硬铝石,这为2种矿物的浮选分离提供了依据;此外,六偏磷酸钠对矿物表面的动电位影响较大,增大了矿物之间的静电排斥力,有利于矿泥的分散,增强了浮选分离的选择性．     

菱锌矿／方解石胺浮选溶液化学研究

通过ξ－电位测定、浮选实验和溶液化学计算，研究了菱锌矿／方解石／十二胺体系中的动电行为与浮选行为。结果表明，Ｎａ２Ｓ使菱锌矿ξ－电位更负，十二胺使菱锌矿和方解石ξ－电位更正．低ｐＨ值下，十二胺与碳酸根形成胺盐是其在菱锌矿和方解石表面吸附的主要机理；高ｐＨ值下，锌胺络合物的生成则是胺浮选菱锌矿的机理，由于溶解组分与矿物表面的相互作用，导致矿物表面转化，方解石在菱锌矿澄清液中的动电行为类似于菱锌矿的动电行为，且浮选受到活化；而菱锌矿在方解石澄清液中的浮选受到抑制。     

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.     

药剂-盐类矿物体系溶液化学与浮选分离控制

本文根据溶液化学计算及图解法,研究了油酸钠,α-亚硝基-β-萘酚两种捕收剂和柠檬酸、抑制剂与盐类矿物(黑钨矿、萤石、重晶石、方解石等),表面金属离子的化学反应,确定了形成捕收剂——金属盐及抑制剂——金属离子络合物的最佳条件,从而预估了这些矿物浮选或抑制的最佳条件,设计了分离方案,并为浮选实验及混合矿分离结果所验证。     

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。     

几种常用捕收剂与红柱石作用机理的量子化学研究

运用量子化学中RHF(Hartree-Fock-Roothaan)方法,利用STO-3G基组,研究红柱石晶体中各离子电荷分布及4种捕收剂与红柱石作用的键级与能量变化.经对红柱石与捕收剂成键机理分析表明,十二烷基磺酸钠为化学吸附,十二胺为物理吸附,油酸钠和羟肟酸为物理吸附与化学吸附共存. 4种捕收剂按捕收能力从强到弱的排序为:十二烷基磺酸钠＞十二胺＞羟肟酸＞油酸钠.该排序结果与浮选试验结果一致.     

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.     

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%。     

安徽某地石英砂的加温反浮选试验

研究了温度从15℃升高到50℃时,安徽省某地石英砂矿物的反浮选特性。研究表明在矿浆pH值2～2.5时,温度为45℃,石英表面ζ电位的负值是试验温度范围内的最低值,此时长石的表面ζ电位的负值比在25℃时要大,有利于阳离子捕收剂在长石表面的吸附,从而提高长石与石英的浮选分离效果。     

油酸钠在闪锌矿表面的吸附机理

通过浮选实验、吸附量测试、X线光电子能谱分析、动电位和红外光谱测试研究油酸钠在闪锌矿表面的吸附机理。研究结果表明:当油酸钠用量为1.6×10~(-4)mol/L,pH为6~10时,闪锌矿具有较好的可浮性;当pH为7时,闪锌矿表面被氧化生成Zn~(2+),有利于油酸根离子吸附,油酸根离子与Zn~(2+)作用,从而以化学吸附的方式吸附在闪锌矿表面;当pH为10时,闪锌矿表面以锌的羟基化合物为主,不利于油酸根离子的吸附,油酸根离子在闪锌矿表面主要以物理吸附的方式吸附。     

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.     

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.     

捕收剂CSU31对黄铜矿和黄铁矿浮选的选择性作用

通过浮选实验、吸附量和动电位测定,考察捕收剂CSU31对黄铜矿和黄铁矿浮选性能的影响及作用机理。研究结果表明:当pH=2.7~12.0时,CSU31对黄铜矿的捕收能力强,最大回收率达到93%,而对黄铁矿的捕收能力弱,在pH为7.0~12.0时,其回收率小于10%;当pH为7.0~11.0时,用CaO作pH调整剂,黄铁矿回收率低于5%;CSU31在黄铜矿和黄铁矿表面的吸附量均随着CSU31用量的增加而增大,但捕收剂在黄铜矿表面的吸附量明显大于在黄铁矿表面的吸附量,CSU31的吸附造成矿物表面的动电位往负的方向移动,而且使黄铜矿表面的动电位负移较大。     

不同组成黑钨矿的可浮性

本文研究了含锰量不同的黑钨矿的可浮性、吸附行为及动电现象。用螯合剂1-亚硝基-2-萘酚及辛基羟肟酸作黑钨矿的捕收剂,结果表明螯合剂是细粒黑钨矿的有效捕收剂。有效浮选pH范围在pH=6.5到8.5之间,在该pH范围内,捕收剂在黑钨矿上的吸附量最大。含锰较高的黑钨矿在纯水中,具有较低的负ξ-电位,吸附捕收剂的能力较大,可浮性较好。根据实验结果和溶液化学平衡计算,讨论了捕收剂与锰、铁离子的相互作用及其差别,螯合捕收剂在黑钨矿上的化学吸附与锰离子螯合物的形成有更为密切的关系,表明锰离子与药剂离子的相互作用决定了黑钨矿的吸附及浮选行为。     

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.     

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.