煤泥选择性絮凝浮选中聚丙烯酰胺的作用机制

测试了阴离子型低相对分子质量聚丙烯酰胺PAM A401作用对煤及高岭石絮体表观粒径分布、样品红外光谱以及表面润湿性的影响,并通过浮选速度实验验证PAM A401的作用效果.研究表明,12 mg·L-1 PAM A401且循环搅拌11 min时,煤絮体累积粒度分布达到10%、50%和90%时对应的粒径分别是高岭石絮体的6.86、2.22和2.45倍,呈较好的絮凝选择性.吸附PAM A401后,煤的亲水性官能团特征峰增强,疏水性降低;高岭石的亲、疏水性官能团均有增加,疏水性略高.与常规浮选相比,选择性絮凝浮选实验的浮选速率较大,捕收剂用量降低30%.浮选3 min时,选择性絮凝浮选实验的可燃体回收率为81.57%,较常规浮选实验高3.64%,精煤灰分相当. PAM A401虽使煤颗粒的表面润湿性降低,但微细粒煤颗粒表观粒径增大的效应促进微细粒煤泥的分选.     

微细粒黑钨矿疏水絮凝浮选中聚团形成机制

通过疏水絮凝实验、原子力显微镜分析和数值模拟计算等方法,系统研究了微细粒黑钨矿的疏水聚团形成机制.结果表明：pH为8.0～8.5时,油酸钠诱导黑钨矿表面疏水并产生疏水絮凝行为,微细粒黑钨矿疏水聚团D₅₀与油酸钠的质量浓度和搅拌强度正相关;油酸钠体系中黑钨矿颗粒间具有较强的黏附力,疏水作用力是疏水聚团形成的主要贡献成分;搅拌装置中形成的强湍流流场环境有助于矿物颗粒的相互接触与能量传递,增加颗粒碰撞黏附概率;在流场高剪切力和油酸钠诱导疏水力共同作用下促进了微细粒黑钨矿形成大而稳固的聚团,与常规浮选相比,疏水絮凝浮选WO₃回收率提高了12.04%.     

粒度分布对赤铁矿浮选的影响

以赤铁矿为研究对象,通过浮选试验、扩展的DLVO(EDLVO)理论和凝聚动力学研究了粒度分布(粒径小于18μm的微细粒比例)对赤铁矿浮选的影响.浮选结果表明赤铁矿的浮选回收率与粒度的大小和分布有关,粗粒(粒径大于18μm)赤铁矿的粒度较大时或粒度分布均衡时(微细粒与粗粒含量接近)浮选回收率较高.EDLVO理论计算表明微细粒赤铁矿与粗粒赤铁矿之间存在吸引力,且吸引力的大小与粗粒粒度正相关;凝聚动力学分析表明粒度分布均衡时颗粒间的凝聚速率较大.这是粒度分布对赤铁矿的浮选回收率产生影响的主要原因.     

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．     

纳米气泡作用下的不同粒度煤泥浮选动力学特性

颗粒粒径的大小是影响浮选的重要因素,一般来说,浮选入料粒度过粗或过细都会对浮选效率与速率产生不利影响。纳米气泡由于尺寸小、比表面积大以及生存周期长等特质,逐渐成为浮选领域研究的热点,研究纳米气泡浮选过程中的颗粒粒度效应具有重要意义。本文采用水力空化作为纳米气泡产生方式,使用原子力显微镜观测固液界面的纳米气泡,通过浮选试验以及引入六种浮选动力学模型拟合试验数据,研究了纳米气泡对不同粒度级煤泥浮选动力学的影响。试验结果表明,固液界面的纳米气泡呈圆盘状同时具有超大的疏水角,纳米气泡的引入可以使各粒度级煤泥的浮选精煤可燃体回收率得到1%?5%的提高,同时纳米气泡会引起中等粒级精煤灰分的提高以及细粒级精煤灰分的降低。经比较,经典一级动力学模型为最佳浮选动力学模型,各粒度级浮选动力学规律不会因纳米气泡的加入而发生改变。纳米气泡可以使?0.5+0.25 mm粒级的浮选速率常数由2.70增加至4.33,但同时分别会造成?0.25+0.125 mm与?0.125+0.074 mm粒级浮选速率常数15.45%与8.59%的下降,此外,?0.074 mm粒级煤泥的浮选速率在纳米气泡作用下得到13-18%的提高,对于粗、细等难浮煤泥浮选效率与速率的提高是纳米气泡强化煤泥浮选的重要原因。     

磁种磁团聚强化淀粉对微细粒赤铁矿的抑制

针对赤铁矿反浮选过程中，淀粉对微细粒赤铁矿抑制作用较差的问题，通过浮选试验、EDLVO理论计算、粒度分布和SEM分析，研究了利用磁种磁团聚强化淀粉对微细粒赤铁矿的抑制作用.结果表明，随着赤铁矿的粒度降低，淀粉对赤铁矿的抑制作用变差.添加磁铁矿可强化淀粉对微细粒赤铁矿的抑制作用，随着磁铁矿粒度的增加，强化抑制作用越明显.不同粒级的磁铁矿与微细粒赤铁矿间均存在引力作用，可使磁铁矿与赤铁矿发生磁团聚，且磁铁矿粒度越大，引力作用越强.磁团聚作用增加了微细粒赤铁矿的表观粒度，从而强化了淀粉对微细粒赤铁矿的抑制作用.     

细粒软锰矿磁-疏水联合聚团研究

为了研究细粒软锰矿在磁场中的聚团行为,采用在磁场中浮选细粒软锰矿的方法,研究细粒软锰矿的磁-疏水聚团。EDLVO理论计算结果表明:经捕收剂作用的软锰矿,颗粒间的疏水引力较小且为短程力,难以有效克服长程的静电排斥力,聚集困难;外加磁场后,软锰矿颗粒之间磁性引力的力程较疏水力长并随颗粒之间距离减小而急剧增加,它与疏水力联合,有利于颗粒间的团聚。显微镜观察和粒度测试表明:与单一疏水聚团的颗粒相比,磁-疏水联合聚团表观粒度大,比表面积小。磁场对于细粒软锰矿的回收及其与脉石的分离有利,磁化-浮选人工混合矿,在品位稍微提高的基础上,MnO2回收率提高23%。     

吸入式气浮净化机脱油浮选动力学研究

在实验室模拟装置上对吸入式气浮净化机的脱油浮选动力学进行了研究,考察了转子转速、气量、油滴粒径等影响因素。研究结果表明,吸入式气浮净化机的脱油浮选动力学可用动力学方程式描述,浮选速率常数随油滴粒径、气量的增加而增大,极限油浓度与油水的性质、油滴粒径、转子转速、气量、温度等因素有关。     

利用微泡浮选柱从浮选尾矿中回收微细粒级白钨矿

针对湖南安化湘安钨业公司白钨浮选尾矿中微细粒级未能在浮选机中有效分选的特点,研究开发一种微泡浮选柱,该浮选柱采用微孔材质发泡,并利用专家系统控制浮选柱关键工作参数.半工业试验获得了较适宜的柱浮选工作参数:表观矿浆速率为0.27 cm/s,表观气体速率为1.35 cm/s.工业试验获得的精矿品位可达24.52%,回收率为43.41%,富集比达35.03.水析试验结果表明:5～10,10～19和19～38 μm 3个粒级的回收率均达到65%以上.试验测得的浮选柱内气泡的Sauter直径为400 μm,仅为机械搅拌浮选机气泡的1/3,气泡直径减小促使浮选速率常数k显著增大,这是浮选柱能有效回收微细粒级白钨矿的主要原因.     

木质素磺酸钙对水镁石浮选中蛇纹石的抑制机理

利用改进的Hallimond浮选管,研究木质素磺酸钙用量对水镁石浮选过程中微细粒蛇纹石夹带回收率的影响,并基于Plateau泡沫结构平衡法则以及Laplace方程,结合溶液的泡沫稳定性测试结果,分析木质素磺酸钙对微细粒蛇纹石夹带回收率的调控作用机理.研究结果表明:木质素磺酸钙的添加可以降低浮选矿浆的黏度,同时增大溶液的...     

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。     

过渡金属元素作用下H_2O_2碱性分解动力学及机理

通过调节体系pH值,并引入微量的过渡金属元素与OH-共同作用,研究了过氧化氢碱性分解动力学及反应机理.结果表明:碱性条件下过氧化氢的分解反应宏观表现为"准"一级反应,10.0≤pH≤11.6时,过氧化氢分解"准"一级反应动力学速率常数kobs随pH值的增加而增大,70℃下、pH=11.6时kobs达最大值0.0922min-1;pH11.6时,kobs随pH值的增加而呈下降趋势.文中还考察了过渡金属胶体粒径随体系pH值及时间的变化,发现Mn2+和Fe3+形成的胶体颗粒的平均粒径分别随反应时间和pH值的增加而增大,指出过渡金属胶体催化分解和过氧化氢碱性电离是过氧化氢的碱性分解的原因所在.     

强搅拌调浆对硫化镍矿浮选的作用

通过对单矿物和实际矿石的显微镜图像进行分析与浮选实验,研究浮选前强搅拌调浆对硫化矿物的疏水聚团作用及其与低品位硫化铜镍矿浮选的关系,通过显微镜图像分析搅拌时间与聚团粒度变化的关系。研究结果表明:强搅拌调浆产生的紊流条件能使矿物颗粒碰撞形成疏水聚团,而细粒矿物形成疏水聚团,表明矿物表面润湿性增加,可浮性变好;在搅拌转速为1 000 r/min时,随搅拌时间延长,聚团面积增大;浮选前的强搅拌调浆能提高磁黄铁矿单矿物和低品位硫化铜镍矿石中硫化铜镍矿物的浮选速率,硫化矿物的疏水聚团是强搅拌调浆提高低品位硫化矿浮选回收率的重要原因。     

多粘类芽孢杆菌和红球菌对微细粒锡石可浮性影响研究

针对微细粒锡石浮选回收难问题,采用纯矿物浮选试验的方法,以多粘类芽孢杆菌和红球菌作为浮选捕收剂,研究了pH值、菌量、作用时间、菌培养时间、粒度等因素对锡石浮选回收率的影响规律。结果表明,多粘类芽孢杆菌对粒度小于13μm锡石浮选回收率最大为85.04%,对粒度为13～<38μm锡石的浮选回收率最大为75.03%。红球菌对粒度小于13μm锡石浮选回收率最大为72.77%,对粒度为13～<38μm锡石的浮选回收率最大为56.32%。多粘类芽孢杆菌对微细粒锡石的浮选效果普遍优于红球菌,且多粘类芽孢杆菌对细粒锡石(粒度小于13μm)具有更好的回收效果。扫描电镜和Zeta电位测试结果表明,多粘类芽孢杆菌和红球菌均可吸附在锡石表面上,改变了锡石的表面电位,影响微细粒锡石浮选回收率。     

微细粒黑钨矿的载体浮选

本文研究了-5微米粒级黑钨矿的载体浮选,并与同条件下的常规浮选作了比较.所加入载体为大于10微米的不同粒级黑钨矿。发现加入粗粒载体后明显地提高了-5微米粒级的回收率,其原因主要是在强烈的湍流状态下疏水性颗粒之间的“碰撞—粘附”,从而提高了微细粒级的浮选速率,而“碰撞—粘附”过程又受到有关几何、物理、化学因素的互相制约。     

含痕量过渡金属元素的过氧化氢碱性分解动力学及机理

探讨了过氧化氢碱性分解动力学及反应机理.pH调节时,体系中引入微量的过渡金属元素与OH-共同作用导致过氧化氢无效分解.结果表明,中性条件下过氧化氢分解反应宏观表现为零级反应;碱性条件下宏观表现为“准”一级反应.10≤pH≤11.6,过氧化氢分解“准”一级反应动力学速率常数kobs不断增加;70 ℃,pH11.6, kobs达到0.0922 min-1;pH≥11.6时,kobs呈下降趋势.通过考察过渡金属胶体粒径随体系pH及时间的变化关系,从过渡金属胶体催化分解和过氧化氢碱性电离的角度阐释过氧化氢碱性分解机理,并借此解释了过氧化氢“准”一级反应动力学速率常数随pH和t的变化关系.     

粒度对纳米氧化锌与硫酸氢钠溶液反应动力学的影响

以纳米氧化锌与硫酸氢钠溶液的反应为模型体系,研究了反应物粒度对动力学参数的影响规律。结果表明:反应物的粒度对反应的速率常数、反应级数、表观活化能和指前因子均有较大的影响;随着反应物粒径的减小,速率常数增大,反应级数增大,表观活化能减小,指前因子减小,并且表观活化能与反应物粒径的倒数呈线性关系。     

聚氧化乙烯絮凝微细粒高岭石强化赤铁矿反浮选脱硅机理研究

通过矿物浮选试验并结合激光粒度测试、扫描电镜(SEM)、矿物Zeta电位及XPS等检测方法对赤铁矿反浮选过程中聚氧化乙烯絮凝细粒高岭石的行为及机理进行了研究.矿物絮凝浮选试验表明：添加聚氧化乙烯可以提高高岭石的单矿物回收率和人工混合矿分离效率,促进赤铁矿和高岭石反浮选分离.激光粒度测试和扫描电镜检测结果表明：聚氧化乙烯不絮凝赤铁矿,但絮凝高岭石颗粒,使其表观粒径增大.Zeta电位测试和XPS分析表明：聚氧化乙烯在高岭石颗粒表面发生化学吸附,并使其Zeta电位正移.因此,开展聚氧化乙烯对硅酸盐矿物絮凝的研究对赤铁矿和高岭石反浮选分离具有意义.     

溴离子对NDMA前体物Chlortoluron的氯化降解特性影响

研究了不同pH下,投加不同浓度的外加溴离子时,NDMA前体物—Chlortoluron的氯化动力学降解情况.实验结果表明,在pH分别为6,7,10,Chlortoluron浓度为9.4μmol·L-1,Cl2浓度为188.0μmol·L-1的条件下,控制投加不同浓度的溴离子时,Chlortoluron的降解仍然符合拟一级动力学模型.当pH分别为6,7时,Chlortoluron的降解速率随着外加溴离子浓度的增加而增大,外加溴离子浓度相同时,偏酸性的环境使Chlortoluron的降解速率更快,这可能与反应体系中HOBr的生成有关.当pH为10时,溴离子浓度的变化对Chlortoluron的降解速率没有显著影响,可能是ClO-与Br-基本不发生反应,从而没有生成HOBr.根据对反应体系的动力学分析,求解了在本实验条件下,不同pH时拟一级反应动力学常数kobs与[Br2]/[Cl2]的线性关系,进而通过求解常微分方程组计算了HOBr与Chlortoluron的反应速率常数(k5=(1.95±0.44)×105).这也从动力学的角度解释了外加溴离子时Chlortoluron氯化速率显著增大的原因.     

氢氧化铝颗粒的附聚动力学研究

以往的氢氧化铝颗粒尺寸对其附聚动力学影响的研究结果不甚相同,本文对此进行了进一步的研究。基于附聚过程的颗粒二元碰撞模型,以粒径ri-1,ri,ri 1的3种颗粒为作用物,按照穷举法,建立了附聚的物理模型。依照附聚模型给出了氢氧化铝颗粒的附聚速率方程,根据差分法求出了附聚的宏观速率,建立了不同粒径颗粒的附聚速率方程组。计算的动力学结果表明:等径颗粒的附聚速率常数要大于不等径颗粒的附聚速率常数;对于等粒径的颗粒,其中粒径最小的颗粒附聚速率常数最大,随着粒径增加,颗粒的附聚速率常数逐渐减少;对于不等径颗粒,其粒径相差越大,附聚的速率常数越小;动力学的计算结果与实验结果能够很好地吻合。