Flocculation and flotation response of Rhodococcus erythropolis to pure minerals in hematite ores

Rhodococcus erythropolis as a flotation collector for hematite was evaluated in the study. The surface morphology and cell wall composition of R. erythropolis was analyzed. Zeta potentials for four pure minerals from hematite ores were measured before and after adsorption by R. erythropolis. Pure mineral flotation tests and mixed mineral separation tests were performed to describe adsorption characteristics and mechanisms. A rod-shaped bacterium was detected with CH₂, CH₃ and COO groups on its cell wall that imparted hydrophobicity and negative charges. The ability of R. erythropolis to collect hematite was stronger than its ability to collect quartz, kaolinite and apatite. For a pulp pH of 6 and a cell concentration of 75 mg/L, recovery rate of hematite was 89.67%. The recovery differences between hematite and quartz, kaolinite and apatite were 66.43%, 60.36% and 54.30%, respectively. These data indicated that electrical properties of hematite surface were more suitable for adsorption of R. erythropolis than other three minerals. The adsorbed hematite particles appeared as large agglomerates after interaction with R. erythropolis. The quartz, kaolinite and apatite particles, however, were in the form of dispersed particles or small agglomerates. The chemical adsorption of hematite on bacterial cell wall resulted in agglomeration. The effects of flocculation and flotation of R. erythropolis on micro-fine hematite particles were characterized for the first time. The results showed that R. erythropolis can act as a flotation collector for hematite from hematite ores.     

细粒赤铁矿对淀粉与石英吸附特性影响及机理研究

通过不同粒度赤铁矿、石英单矿物及两者混合矿与淀粉抑制剂的吸附作用试验,结合FT-IR、AMF检测分析及表征,旨在分析细粒赤铁矿对石英与淀粉作用影响,为鞍山式细粒赤铁矿浮选过程的优化提供理论指导。试验结果表明:当吸附温度为35℃、矿浆p H值为11.5、淀粉浓度为3 g/L、吸附时间为5 min时,淀粉与赤铁矿、石英作用差异最大;随着淀粉浓度的增加,-0.037 mm粒级的细粒赤铁矿与其吸附作用强度明显增强;淀粉在赤铁矿表面发生了以范德华力为主的多分子层物理吸附,在石英表面的发生了多分子层的物理吸附,且存在吸附滞后现象。-0.045 mm的细颗粒赤铁矿含量为34.6%～88.4%时会削弱淀粉的抑制作用,导致铁精矿进入尾矿,降低浮选指标。     

改性淀粉抑制赤铁矿反浮选石英的作用机理研究

通过矿物浮选试验、动电位测定以及吸附量测试,考察了4种淀粉抑制剂对赤铁矿和石英浮选性能的影响,并探讨了其作用机理。在碱性条件下,改性淀粉抑制剂对赤铁矿抑制效果明显,且以改性玉米淀粉效果最佳,改性磷酸酯淀粉、改性羧甲基淀粉的抑制效果次之,而普通淀粉抑制作用一般。同时4种淀粉抑制剂对主要脉石矿物石英的抑制效果均不明显。pH=10~12.5条件下,改性玉米淀粉因其羟基氧和裸露在赤铁矿表面的铁元素发生了化学键合,因而选择性抑制能力最佳。分子动力学模拟表明,改性玉米淀粉片段与赤铁矿作用更为紧密,验证了改性淀粉能更好地抑制赤铁矿。     

微细粒级赤铁矿对反浮选的影响

通过现场浮选产品特性分析、人工混合矿浮选试验及显微动态吸附量测定,并借助于SEM及EDS等分析手段,系统研究了微细粒级赤铁矿恶化反浮选指标、造成浮选尾矿铁品位偏高的机制。现场浮选产品特性分析结果表明,浮选尾矿-0.010mm粒级的产率为23.11%、铁矿物的单体解离度为80.43%,金属分布率达31.08%,是导致浮选尾矿品位偏高的主要部分。-0.010mm粒级赤铁矿与不同粒度、不同质量分数石英的人工混合矿浮选试验结果表明,当-0.010mm赤铁矿质量分数为40%时,赤铁矿粒度对浮选指标恶化影响最小。显微动态吸附量测定结果表明,当赤铁矿与石英粒度相近、含量相差很大,或者两者粒度相差很大、赤铁矿含量为40%时,赤铁矿与石英间的吸附较小,对反浮选的影响较小。     

羧甲基酰胺在赤铁矿反浮选中的抑制机理研究

为考察羧甲基酰胺抑制剂在赤铁矿反浮选脱硅中的应用效果,分别以聚丙烯羧酸(HPAM)、复配羧甲基酰胺DWP-3（由HPAM和小分子阴离子型抑制剂DNL按7∶3的质量比配制而成）为抑制剂,考察其对赤铁矿和石英单矿物可浮性的影响。单矿物浮选试验结果表明,DWP-3对石英的抑制作用较弱,对赤铁矿抑制作用相对较强,有利于赤铁矿反浮选脱硅。动电位检测和红外光谱测定结果表明：pH<2.95时,HPAM、DWP-3在石英表面存在静电吸附,pH>2.95时,HPAM、DWP-3在石英表面存在氢键吸附;pH<3.53时,HPAM、DWP-3在赤铁矿表面存在静电吸附,pH>3.53时,HPAM、DWP-3在赤铁矿表面存在氢键吸附和化学吸附。     

油酸钠作捕收剂时变性淀粉对赤铁矿、石英可浮性的影响

以油酸钠为捕收剂,以木薯原淀粉、取代度为0.026和0.21的羧甲基淀粉、取代度为0.0065和0.055的磷酸酯淀粉作为抑制剂,考察了赤铁矿和石英的可浮性。重点研究了变性淀粉基团取代度对其抑制性能的影响。浮选试验结果表明,原淀粉与变性淀粉对赤铁矿的抑制作用规律一致,提高变性淀粉的取代度可增强其对赤铁矿的抑制能力;对于Ca~(2+)活化的石英,在较低的Ca~(2+)用量时,原淀粉和变性淀粉均没有明显的抑制作用,但是随着Ca~(2+)用量的增加,变性淀粉表现出一定的抑制作用、且取代度越高越显著。这种抑制作用与油酸钠、Ca~(2+)及变性淀粉三者的用量有关。Ca~(2+)以Ca(OH)+的形式吸附于石英表面,油酸钠或变性淀粉再与Ca(OH)+作用,如果油酸钠用量较大,全部Ca(OH)+优先与油酸钠作用,则石英被捕收;如果油酸钠用量相对较小,变性淀粉与剩余的Ca(OH)+作用,则对石英产生抑制作用。控制Ca~(2+)和油酸钠的用量在最佳范围,增加变性淀粉的取代度可提高其在赤铁矿脱硅反浮选中的抑制性能。     

草分枝杆菌与赤铁矿和石英间的作用力分析

草分枝杆菌、赤铁矿、石英具有不同的表面电件,因而具有不同的相互作用力。测定了这3种物质的Zeta电位,利用DLVO理论计算和分析了草分枝杆菌与赤铁矿、草分枝杆菌与石英之间的作用力,并绘制了总作用势能、范德华力势能、静电势能与物质间距之间的关系曲线。分析表明：在pH=5条件下,草分枝杆菌与赤铁矿之间的总作用力始终表现为吸引力,且吸引力随着间距的减小而增大,当间距小于250A后,吸引力迅速增大;而草分枝杆菌与石英之间的总作用力表现为排斥力,且排斥力随着间距的减小而增大,当间距小于250A后,排斥力迅速增大。因此,草分枝杆菌可在几乎没有任何斥力的情况下,迅速吸附在赤铁矿表面,而很难吸附在石英表面。利用草分枝杆菌与赤铁矿、石英吸附能力的差异,可将草分枝杆菌作为赤铁矿、石英分离时赤铁矿的絮凝-捕收剂使用。     

一种高效的脱硅浮选捕收剂

系统地研究了Ｎ－烷基－β氨基丙酸甲酯（ＳＦ８）的结构与性能，对其紫外光谱特性，等电点，表面一及起泡性能进行了检测，浮选试验结果表明，在自然ＰＨ条件下，ＳＦ６对石英和石榴子石具有较镪捕收能力，而对萤石和赤铁矿捕收能力很弱；对萤石－石英－石榴子石及郝铁矿－我工混膈矿进行浮选分离，获得满意结果，表明ＳＦ６是一咱高选择的性的脱硅硅浮选捕收剂，机理研究表明，ＳＦ６在硅酸盐矿物表面的吸附，是以静电力为主并附有     

用阳离子型捕收剂DYP反浮选铁矿物

采用脂肪酸类阴离子捕收剂反浮选铁矿物,需要通过加温矿浆来保证其捕收性,不仅造成了能源的大量消耗,而且会对环境造成危害,为此东北大学研发了新型常温阳离子捕收剂DYP。为了研究其对铁矿物反浮选的分选效果,进行了石英、赤铁矿、磁铁矿单矿物及人工混合矿的浮选试验。结果显示：在捕收剂DYP体系中,3种单矿物的可浮性由强到弱依次为石英>赤铁矿>磁铁矿;DYP的用量为50 mg/L时,石英的回收率达到了97.33%,而赤铁矿和磁铁矿的回收率分别为6.50%、4.33%,说明捕收剂DYP具有很好的选择性,适合铁矿物反浮选。对捕收剂DYP在溶液中化学平衡、DYP对石英表面动电位及可浮性影响的分析表明,DYP对石英的捕收作用是静电吸附和氢键吸附协同作用的结果,且氢键作用强于静电吸附。     

2，4-二羟基苯甲酸对赤铁矿和石英的抑制性能

通过单矿物试验比较了2,4-二羟基苯甲酸对赤铁矿和石英的抑制性能,结果显示,该药剂对石英有较强的的抑制作用,而对赤铁矿的抑制作用弱得多。在矿浆pH=8.4条件下,以30.4 mg/L油酸钠为捕收剂、40.2 mg/L 2,4-二羟基苯甲酸为抑制剂分选赤铁矿与石英的人工混合矿（配比为32）,可取得精矿铁品位64.03%、铁回收率90.66%的分选指标。动电位测试和红外光谱分析结果表明,2,4-二羟基苯甲酸在石英表面发生吸附时,依靠的是氢键作用。     

四种阳离子捕收剂对赤铁矿和石英浮选行为的影响

以赤铁矿和石英为试验原料,探究了十二胺、十二烷基三甲基氯化铵、GE-609与N-十二烷基乙二胺四种阳离子捕收剂对两种矿物浮选行为的影响。结果表明,四种阳离子捕收剂对石英和赤铁矿均有一定的捕收作用,且对石英的捕收能力均强于赤铁矿;在四种捕收剂体系中,淀粉对赤铁矿均有明显的抑制作用,对于石英,淀粉除在N-十二烷基乙二胺体系中对石英一定抑制作用外,在其他三种捕收剂体系中淀粉对石英浮选影响较小。混合矿浮选试验表明,与十二胺和N-十二烷基乙二胺相比,十二烷基三甲基氯化铵和GE-609作为捕收剂时,精矿Fe品位和Fe回收率指标相对较优,与单矿物浮选结果一致。      

铁离子淀粉配合物在某铁矿石反浮选中的抑制行为及机理

将苛性淀粉溶液和三价铁离子溶液调配成铁离子淀粉配合物溶液,以其和苛性淀粉为抑制剂,考察他们在铁矿石反浮选中对铁矿物的抑制性能,并从动电位和红外光谱角度分析了抑制剂与赤铁矿和石英的作用情况。试验表明:(1)铁离子淀粉的抑制能力和选择性皆优于苛性淀粉。(2)在矿浆p H为中性、铁离子淀粉用量为1 000 g/t、十二胺用量为400 g/t情况下,采用1次粗选流程处理铁品位为20.50%的巴西某矿石,可得到铁品位为46.79%、铁回收率为79.36%的铁精矿,该指标明显优于苛性淀粉用量为1 000 g/t时的指标。(3)动电位测试表明,铁离子淀粉和苛性淀粉对赤铁矿都有较强的吸附作用,使赤铁矿动电位负值增大,但铁离子淀粉对石英表面动电位的影响明显小于苛性淀粉,因而铁离子淀粉在浮选中表现出更好的选择性抑制效果。(4)红外测试表明,铁离子淀粉中淀粉分子主要通过C=O与铁离子发生配位作用,同时也存在一定的氢键作用,β-Fe OOH特征吸收峰的出现,说明铁离子淀粉可能是以β-Fe OOH为胶核,淀粉分子通过配位和氢键作用吸附在胶核表面形成配合物,对十二胺在赤铁矿表面吸附具有更强的空间阻碍作用,抑制性能更好。     

N,N-二羟乙基十二胺对赤铁矿和石英的浮选性能研究

以赤铁矿反浮选脱硅体系为载体,通过单矿物浮选试验和人工混合矿分选试验考察了N,N-二羟乙基十二胺对赤铁矿和石英浮选行为的影响。单矿物浮选试验结果表明,N,N-二羟乙基十二胺对石英具有很好的捕收能力,在矿浆自然pH、N,N-二羟乙基十二胺用量大于13.33 mg/L时,石英回收率保持在90%以上;N,N-二羟乙基十二胺对赤铁矿的捕收能力较弱,在考察的捕收剂用量范围内,赤铁矿回收率不超过70%。人工混合矿分选结果表明,在矿浆自然pH、N,N-二羟乙基十二胺用量为20 mg/L、淀粉用量为3.33 mg/L条件下,可获得精矿铁回收率为86.86%、铁品位为65.28%的分选指标;N,N-二羟乙基十二胺可应用于石英和赤铁矿矿物的浮选分离。动电位测试结果表明,N,N-二羟乙基十二胺在石英表面发生了静电吸附。     

调整剂添加顺序对石英、长石浮选的影响

调整剂在捕收剂之前或之后添加,对石英及硅酸盐类矿物浮选产生的影响引起关注。在十二胺盐酸盐用量为70 mg/L的前提下,通过改变无机、有机调整剂与捕收剂的添加顺序,分别对石英与长石纯矿物进行了浮选试验。试验结果表明:六偏磷酸钠、淀粉先添加较后添加,对石英浮选抑制效果更好;对于长石,六偏磷酸钠先添加抑制效果更好,淀粉后添加比先添加抑制作用更强。红外光谱显示:十二胺盐酸盐与两种矿物均存在静电吸附、氢键作用,六偏磷酸钠只与长石存在吸附,淀粉对石英、长石无吸附作用。      

磷酸酯淀粉在赤铁矿阳离子反浮选脱硅中的抑制作用及QCM-D吸附研究

以十二胺为捕收剂浮选赤铁矿和石英单矿物时,木薯原淀粉作为抑制剂选择性较差,而磷酸酯淀粉表现出较好的选择性。采用石英晶体微天平(QCM-D)测定了两种抑制剂溶液分别在Fe2O3镀层和SiO2镀层的石英晶体谐振器表面的吸附全过程,两种抑制剂在Fe2O3表面的吸附作用快、吸附紧密、吸附层质量较高、且吸附不可逆;两种抑制剂在SiO2表面的吸附层质量较低、且吸附可逆,同时吸附速度有显著差别,木薯淀粉的吸附速度快、而磷酸酯淀粉的吸附速度较慢。     

吡啶类离子液体在褐煤反浮选中的应用

褐煤极为亲水,很难通过常规浮选进行提质。本实验以吡啶类离子液体氯代十六烷基吡啶一水合物（cetylpyridinium chloride monohydrate, CCM）为石英捕收剂,采用不同调浆方式,考察了CCM的用量对蒙东胜利褐煤的反浮选效果。通过表面张力仪和FTIR,探究了CCM的溶解性质与其捕收石英的机理。浮选结果表明,由于胜利褐煤亲水性较强,正浮选效果较差,采用反浮选后,精煤产率及浮选完善度明显提高,采用零调浆方式反浮选比常规调浆方式效率更高。FTIR结果表明,CCM的吸附基本不改变石英的官能团种类,说明CCM通过静电吸附的方式吸附在石英表面从而捕收石英,同时CCM的吸附明显降低了石英羟基类含氧官能团的含量,增加了长链烷基等疏水官能团的含量,提高了石英的疏水性,促进了褐煤反浮选。      

赤铁矿中石英的可浮性机理研究

采用地沟油制得的油酸钠、环烷酸钠为捕收剂来实现赤铁矿常温反浮选。测定了油酸钠和环烷酸钠混合溶液的表面张力及在其吸附前后石英表面接触角的变化情况。结果表明, 当油酸钠与环烷酸钠的质量比为2∶3时, 接触角最大; 以油酸钠、环烷酸钠和Tween-80的混合物为捕收剂, 在21～24 ℃下, 对给矿品位为48.24%的赤铁矿进行一粗一精三扫闭路反浮选, 可获得品位为68.30%、回收率为90.20%的赤铁矿精矿。     

药剂的磁化处理对赤铁矿浮选的影响及机理研究

为进一步明确磁化处理对浮选效果的影响规律及作用机理,以赤铁矿及石英为主要研究对象,探究磁感应强度、磁化时间、磁场位型等磁化处理工艺参数对浮选指标的影响,同时采用表面张力测试、电导率测试、Zeta 电 位分析等测试手段,从磁化处理对药剂与矿物的作用方面揭示了磁化处理药剂的作用机理。 在磁感应强度 150 mT、 磁化时间 6 min、1 号磁场位型(磁场梯度较高)的条件下磁化处理浮选药剂,赤铁矿回收率提高至 78. 27%,相较未磁化条件下,增加了 23. 62 个百分点;而石英回收率则基本不变,维持在较低水平。人工混合矿试验结果表明,在精矿 TFe 品位相近的情况下,磁化处理后精矿 TFe 回收率提高了 6. 75 个百分点。 磁化处理后溶液中油酸钠离子浓度增加,油酸根离子在赤铁矿表面的吸附增强,有利于赤铁矿和石英的浮选分离。研究结果对磁化浮选理论体系的建立有一定意义,可为磁化处理在赤铁矿浮选中的应用提供参考。     

微生物技术在低品位铁矿中的应用研究

生物浮选技术(Bioflotation)具有效果好、工艺简单、生产成本低和不污染环境等优点。本研究以新分离的一株芽孢杆菌(Bacillus sp.)为选矿微生物,在研究细菌生长特性和吸附性能基础上,利用多种铁矿石开展浮选试验,为开发新型微生物浮选药剂提供理论基础。结果表明,该菌可吸附于赤铁矿表面,导致矿物形成疏水的团聚物而絮凝,而石英体系中却未观察到明显变化,这一现象是由该菌和不同矿物的表面Zeta电位决定的。生物吸附实验进一步证明该菌对不同矿物的吸附作用不同,赤铁矿对该菌的吸附作用明显大于石英矿物,从显微图中可以看出,该菌大量聚集于赤铁矿周围形成强烈吸附,而在石英体系中,并未观察到明显吸附现象。生物浮选实验表明该菌对四种铁矿都有一定捕收作用,但对鲕状赤铁矿和褐铁矿的效果较小,而对赤铁矿具有较好的生物浮选作用,由此可见,该菌在以石英为主要脉石的赤铁矿中可用作生物捕收剂使用。     

某新型脂肪羧酸类捕收剂的浮选性能试验研究

通过药剂结构修饰,制备了一种新型脂肪羧酸类捕收剂CM-5。在pH调整剂、淀粉、CaCl₂、CM-5或油酸钠的浮选体系下进行了石英、绿泥石、赤铁矿单矿物浮选试验。结果表明:高碱条件下,相对于油酸钠,CM-5对经淀粉、CaCl₂作用后的绿泥石具有更好的选择捕收作用,对同条件下的赤铁矿捕收效果较弱。温度试验表明,CM-5在15~35 ℃的范围内都具有良好的选择性捕收效率。Zeta电位测定结果表明,在pH=11.5条件下,CM-5的吸附使经淀粉、CaCl₂作用后的绿泥石、赤铁矿动电位分别下降约15、10 mV,而油酸钠的吸附使同条件下的绿泥石、赤铁矿动电位分别下降8、11 mV,说明CM-5能选择性地吸附到绿泥石上。综合分析,CM-5可作为一种高效的铁矿反浮选捕收剂。