组合捕收剂浮选菱锌矿的分子头基尺寸响应

通过单矿物浮选、动电位测试以及荧光探针检测对比研究了不同头基尺寸捕收剂组合油酸钠/十二胺和油酸钠/溴代十六烷基吡啶在菱锌矿表面的吸附特性及其对矿物浮选行为的影响。单一捕收剂体系浮选试验结果表明,3种捕收剂体系下,随着捕收剂浓度增加,矿物浮选回收率均呈现先增加后下降的趋势,油酸钠、溴代十六烷基吡啶、十二胺分别在pH值为5.8、8.4和10.1处达到最大回收率,3种捕收剂对菱锌矿的捕收能力顺序为油酸钠>溴代十六烷基吡啶>十二胺。混合捕收剂体系中,固定油酸钠浓度为2×10^-4 mol/L,加入适量的十二胺可以大幅促进矿物浮选,而加入溴代十六烷基吡啶几乎没有影响。动电位测试结果表明,在pH=6时经2×10^-4 mol/L 油酸钠溶液处理的菱锌矿表面电位为-30.5 mV,随着十二胺用量增加,已吸附油酸钠的菱锌矿表面电位逐渐上升,在十二胺浓度2×10^-4 mol/L时其表面动电位升高到接近菱锌矿在纯水中的动电位值22.3 mV,这是由于十二胺阳离子在已吸附了油酸钠阴离子的菱锌矿表面发生吸附; 而溴代十六烷基吡啶的加入对菱锌矿表面电位几乎没有影响,说明溴代十六烷基吡啶阳离子基本没有在矿物表面吸附,这与浮选试验结果一致。矿物表面微极性测试结果验证了上述推论,在此基础上给出了两种组合捕收剂在菱锌矿表面的吸附模型。     

油酸钠在微细粒白钨矿浮选中的作用

通过浮选试验、吸附量测试、zeta电位测试和沉降试验,研究油酸钠对微细粒白钨矿浮选的影响。结果表明,粒度对白钨矿的浮选行为影响较大,细粒级白钨矿浮选回收率低于粗粒级白钨矿。油酸钠是白钨矿的适宜捕收剂,随油酸钠用量增多,细粒级白钨矿回收率增加。油酸钠能在白钨矿表面吸附,增大白钨矿表面接触角的同时促进细粒级白钨矿的团聚,使细粒级白钨矿表观粒度增大,回收率增加。     

羧甲基纤维素对磷灰石与白云石浮选分离的影响及机理研究

以磷灰石和白云石为研究对象,采用纯矿物浮选实验、红外光谱分析、Zeta电位分析等方法,探讨油酸钠体系中羧甲基纤维素(CMC)对两种矿物浮选分离的影响及作用机理。实验结果表明：油酸钠为捕收剂用量100 mg/L,在无抑制剂CMC时,白云石和磷灰石的回收率均在90%以上;而CMC质量浓度5 mg/L时,白云石与磷灰石的回收率分别为4.72%、95.52%,实现了白云石与磷灰石的高效分离。机理分析表明：油酸钠在磷灰石和白云石表面主要以物理吸附为主,而CMC可能与白云石表面的Mg²⁺“桥接”,阻碍了油酸钠在白云石表面的吸附,且其阻碍油酸钠在磷灰石表面吸附的能力很小,因此CMC对白云石具有较强的选择性抑制作用;在油酸钠体系中,随着CMC质量浓度的增大,磷灰石表面电位发生轻微负偏移,而白云石表面电位出现大幅负移,说明CMC能阻止油酸钠在白云石表面的吸附,却不影响油酸钠在磷灰石表面的吸附,因此能达到选择性抑制白云石浮选的效果。     

基于密度泛函理论的含CO32-缺陷白云石表面性质研究

采用密度泛函理论(DFT)计算,研究了磷酸根离子/油酸根离子在白云石(104)表面CO₃^2-缺陷处的吸附。结果表明,白云石溶解产生CO₃^2-缺陷导致表面金属原子活性增强,有利于阴离子与矿物表面相互作用。H₂PO₄^-在理想白云石表面、缺陷白云石表面与钙原子的吸附能分别为-183.30 kJ/mol、-561.24 kJ/mol。态密度计算结果表明,H₂PO₄^-与缺陷白云石表面钙原子吸附后,相邻镁原子仍具有较强活性,油酸根离子在理想白云石表面、缺陷白云石表面与镁原子的吸附能分别为-52.29 kJ/mol、-489.43 kJ/mol。磷酸和油酸离子可以共同吸附在白云石表面,导致白云石上浮。     

木质素磺酸钠在磷矿正浮选脱镁中的应用及其机理研究

磷矿是不可再生的战略性矿产资源,在国民经济中具有重要的作用。我国磷矿资源储量位居全球第二,但平均品位仅有17%,且钙镁碳酸盐杂质含量高,分选难度大。本研究测试了一种高效的白云石抑制剂木质素磺酸钠对白云石、磷灰石单矿物和人工混合矿浮选行为的影响,并通过Zeta电位和XPS等分析测试手段研究其作用机理。试验结果表明,木质素磺酸钠可以有效地抑制白云石,而几乎不影响磷灰石的浮选;Zeta电位测试结果表明木质素磺酸钠能够阻碍油酸钠在白云石表面吸附,而几乎不影响油酸钠在磷灰石表面吸附;XPS测试结果表明木质素磺酸钠以化学吸附的形式作用在白云石钙、镁位点,而在磷灰石表面以O-H…F氢键形式进行吸附,因此油酸钠能够取代磷灰石表面的木质素磺酸钠而不影响木质素磺酸钠在白云石表面吸附。木质素磺酸钠作为一种易溶于水、选择性好、低毒环保的白云石抑制剂,对于实现磷矿正浮选脱镁具有重要的意义。     

阴离子对磷灰石和白云石表面性质影响的第一性原理研究

结合密度泛函理论（DFT）计算,研究磷矿反浮选脱镁过程中,三种主要阴离子（油酸根离子、SO42-和H2PO4-）在氟磷灰石和白云石吸附特性的差异。结果显示,油酸根离子、SO42-和H2PO4-均能在氟磷灰石和白云石表面发生化学吸附。氟磷灰石表面暴露的Ca原子位于磷酸根之上,表面Ca原子活性强,SO42-和H2PO4-在Ca位点的吸附能分别为-818.74~-1058.30 kJ/mol和-572.78~-709.02 kJ/mol。白云石表面暴露Ca、Mg和O原子,但O原子活性较强,不利于阴离子在白云石表面的吸附,SO42-和H2PO4-在白云石表面Ca\Mg位点的吸附能分别为-135.92 kJ/mol \ -156.30 kJ/mol和-127.03 kJ/mol \ 146.95 kJ/mol。因此,SO42-和H2PO4-更容易吸附在氟磷灰石表面形成不溶性钙盐,屏蔽了氟磷灰石表面的活性位点,导致磷灰石被抑制;白云石表面Ca、Mg原子位点密度大于氟磷灰石,存在更多的吸附位点与捕收剂结合。     

聚天冬氨酸对菱镁矿与白云石可浮性的影响

以油酸钠为捕收剂,在碱性条件下考察调整剂聚天冬氨酸(PASP)对菱镁矿与白云石可浮性的影响;通过接触角测量、红外光谱、XPS分析以及吸附量测试分析了聚天冬氨酸在两种矿物表面的作用机理。单矿物可浮性试验表明,油酸钠用量为160 mg/L、pH=11的条件下,PASP用量3 mg/L可以使菱镁矿与白云石之间获得80.78百分点的显著单矿物浮选差;在人工混合矿浮选试验中,发现PASP可以选择性抑制白云石实现菱镁矿与白云石的分离。接触角测量结果表明,PASP显著降低了白云石的接触角,增强了白云石的亲水性。红外光谱分析发现,PASP在白云石表面发生化学吸附,阻碍了油酸钠对白云石的捕收,但由于PASP在菱镁矿表面的吸附很弱,对菱镁矿的可浮性基本没有影响。XPS分析表明,PASP更容易吸附在白云石表面的Ca位点。吸附量测试结果显示,PASP能显著降低油酸钠在白云石表面的吸附量,而对油酸钠在菱镁矿表面的吸附影响较小。因此,聚天冬氨酸是一种对白云石选择性作用较强的调整剂,可以实现菱镁矿与白云石的浮选分离。     

磷酸体系下白云石与脂肪酸类捕收剂作用研究

采用单矿物浮选试验、Zeta电位测试和分子模拟手段研究了磷酸对白云石表面吸附油酸阴离子的影响。浮选试验和Zeta电位测试结果显示,磷酸导致白云石电负性增强,可浮性降低。分子模拟结果显示,白云石表面形成CO₃^2-空位缺陷,磷酸离子与缺陷处的Ca、Mg原子形成桥位吸附,缺陷处剩余的Ca、Mg原子可以进一步吸附油酸阴离子。油酸阴离子和H₂PO₄^-可以共同吸附在白云石表面导致白云石疏水; H₂PO₄^-的预先作用导致油酸根离子吸附能减小可能是白云石可浮性下降的原因。     

超声处理对水玻璃和油酸钠体系中方解石浮选行为的影响及其机理研究

选用频率40 kHz的超声波,探究了不同超声功率以及不同超声处理时间对pH=8.0、水玻璃用量300 mg/L、油酸钠用量1.5×10^-4 mol/L的药剂体系中方解石浮选行为的影响;通过吸附量测定分析了方解石表面的油酸钠含量变化,借助XPS测试分析了方解石表面元素的变化,采用Zeta电位测试分析了方解石表面吸附药剂的变化。经超声频率40 kHz、功率150 W、超声时间15 min处理后,方解石浮选回收率可由无超声处理时的8.5%增加至82.7%。超声处理使方解石表面油酸钠吸附量增加、方解石表面Si2p含量减少、C1s含量增加、O1s分峰拟合图中水玻璃组分的峰面积减小、油酸钠组分的峰面积增大,方解石表面Zeta电位几乎无变化。超声处理能使水玻璃和油酸钠混合体系中受抑制方解石表面的水玻璃解吸,空出的吸附位点被油酸钠吸附,使得方解石可浮性显著提升。     

白钨矿的合成、表面溶解及对药剂吸附性能研究

采用化学共沉淀法,通过调节反应物浓度和反应温度合成了具有不同结构和微观形貌的白钨矿。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等对白钨矿进行了结构和微观形貌表征。对不同形貌和结构的白钨矿进行了溶解试验和表面电位测试,考察了反应物浓度和反应温度对油酸钠和十二胺在白钨矿表面吸附的影响。结果表明,随着反应物浓度的增加,白钨矿颗粒尺寸减小;反应温度升高,白钨矿的结晶度增大,溶解性降低,其形貌也发生相应变化;白钨矿在水溶液中Ca~(2+)和WO_4~(2-)离子呈现出不一致的溶解行为,是由于白钨矿与水溶液中的阴离子发生了离子交换所致。此外,油酸钠和十二胺在白钨矿表面的吸附特性分别符合Langmuir和Freundlich吸附模型。     

Mg2+对油酸钠捕收石英的活化机理研究

石英矿物中常伴生有Mg²⁺,为了解Mg²⁺对油酸钠浮选石英的影响,进行了石英纯矿物浮选试验,并采用Zeta电位测试、溶液化学计算和红外光谱分析方法对Mg²⁺活化石英的机理进行了研究。结果表明：①在没有Mg²⁺存在的情况下,油酸钠对石英没有捕收能力;当矿浆pH=10.5,Mg²⁺浓度为3.75×10^-4 mol/L,油酸钠浓度为6.25×10^-4 mol/L时,石英的浮选回收率可达92.40％。②Zeta电位分析表明,吸附在石英表面的Mg2+是油酸钠吸附的活性位点,因而Mg²⁺对油酸钠浮选石英有活化作用。③溶液化学分析表明,Mg²⁺活化石英的有效成分为MgOH⁺。④红外光谱分析表明,有Mg²⁺存在的情况下,油酸钠才能吸附到石英颗粒表面。     

没食子酸对方解石的抑制作用及作用机理

为了给解决非硫化矿石浮选体系中方解石的抑制难题提供借鉴,通过单矿物浮选试验、捕收剂吸附量测定和红外光谱检测,系统研究了油酸钠浮选体系中没食子酸对方解石的抑制作用及作用机理。结果表明：在矿浆pH为9~11、油酸钠用量为1.0×10^-4 mol/L条件下,添加5×10^-5 mol/L没食子酸可将方解石完全抑制。没食子酸之所以对方解石有良好的抑制作用,是因为其分子中的两个羟基能与方解石表面的Ca2+离子形成螯合物,该螯合物可阻止油酸钠在方解石表面的吸附,并在方解石表面形成亲水膜。     

褐铁矿浮选的有效捕收剂及其机理研究

研究了油酸钠、731、苯甲羟肟酸、C_7~9羟肟酸等几种代表性捕收剂对褐铁矿、萤石、高岭土、石英等纯矿物的浮选。结果表明: 油酸钠是褐铁矿的良好捕收剂, 当油酸钠用量为3×10^-4 mol/L, pH值为6.5～10.5时, 褐铁矿可浮性最好。机理研究表明: 在试验pH值范围内, 油酸钠在褐铁矿表面产生了显著的吸附, 表面零电点由pH=8.0左右漂移至pH=3.0左右。在pH=2.0～4.0的范围内, 油酸根在褐铁矿表面发生静电吸附, 油酸分子在褐铁矿表面以氢键作用为主; 当pH=4.0～10.5时, 油酸根与褐铁矿表面铁质点间以化学作用为主, 红外光谱分析显示其作用产物为油酸铁。     

阴离子捕收剂浮选—水硬铝石溶液化学机理

利用激光动电位测定一水硬铝石的等电点为pH=6.2。用阴离子捕收剂十二烷基磺酸钠和油酸钠浮选一水硬铝石,十二烷基磺酸钠与一水硬铝石以静电作用为主,并发生半胶束吸附,最佳浮选范围为pH<6.2;而油酸钠浮选一水硬铝石时为化学吸附,当油酸钠浓度为1×10     

六偏磷酸钠对菱镁矿与白云石浮选分离动力学的影响

以油酸钠为捕收剂，研究了六偏磷酸钠对菱镁矿和白云石浮选行为和浮选动力学特性的影响。结果表明：不添加六偏磷酸钠时两种矿物可浮性相近，分离困难；在矿浆pH值为9-11.5的区间里，添加适量的六偏磷酸钠，菱镁矿仍保持较好的可浮性和较高的浮游速度，而白云石的可浮性和浮游速度大幅降低，从而有利于两种矿物浮选分离。菱镁矿和白云石的浮选分别符合经典一级动力学模型和二级矩形分布模型。     

油酸钠体系中磁化处理对萤石浮选行为的影响

为了了解油酸钠体系中磁化处理对萤石浮选行为的影响，开展了磁化油酸钠、磁化浮选用水和磁化矿浆情况下的萤石纯矿物浮选试验，并对萤石表面油酸钠的吸附量和Zeta电位进行了研究。结果表明：①在pH=8，油酸钠浓度为1.07×10-4 mol/L，磁场强度为200 mT，油酸钠磁化时间为10 min，水和矿浆均磁化30 min情况下的萤石纯矿物浮选试验的回收率分别为94.48%、93.07%、91.48%，相对于未磁化条件下，回收率分别提高了7.60、6.19、4.60个百分点；同时磁化处理能有效降低油酸钠的用量，且加快萤石的浮选速率，降低选别成本。②磁化油酸钠、水和矿浆均能增大萤石表面的油酸钠吸附量，磁化油酸钠后的吸附量增长最显著，其次是磁化水。磁化处理均能使萤石表面的Zeta电位发生负移，说明磁化处理促进了油酸根离子在萤石表面的吸附。③在人工混合矿浮选试验中，磁化促进了萤石的上浮，未磁化、磁化矿浆、磁化水和磁化油酸钠条件下，萤石精矿品位分别为94.57%、94.70%、94.75%、95.94%，萤石回收率分别为86.60%、89.89%、93.01%、95.35%；磁化矿浆、磁化水和磁化油酸钠相对于未磁化条件下，萤石的回收率分别提高了3.29、6.41和8.75。     

胶磷矿浮选体系中硅酸钠的分散机理及第一性原理分析

通过单矿物沉降试验,考察了弱碱性条件下硅酸钠对微细粒胶磷矿分散行为的影响,结果表明,pH=8.5时,随硅酸钠浓度增大,胶磷矿矿物颗粒分散效果逐渐增大,当硅酸钠浓度为800 mg/L时,胶磷矿分散率可达40％,且颗粒能稳定分散.Zeta电位分析结果表明,随硅酸钠浓度增大,胶磷矿表面Zeta电位负电位逐渐增加,矿物颗粒间静...