不同硫组分在菱锌矿表面吸附的计算研究

采用量子化学计算的第一性原理模拟了不同硫组分在菱锌矿(001)解离面上的吸附,研究了硫组分在菱锌矿表面的吸附机理。吸附能计算结果显示:相比HS-,S2-在菱锌矿(001)解离面的吸附更加稳定,吸附能的绝对值更大,同时发现硫组分主要吸附在Zn位上;吸附前后的态密度对比分析表明,硫组分在菱锌矿表面的吸附形成了新的Zn—S化学键;布居分析发现:硫组分吸附在菱锌矿表面新形成Zn—S键的过程中,Zn、S之间发生了明显的电荷转移。研究结果阐释了菱锌矿的硫化机理,为菱锌矿硫化浮选研究提供了理论依据。     

菱锌矿加温硫化浮选动力学研究

研究了菱锌矿加温硫化浮选的过程。考察了温度和硫化钠用量对菱锌矿浮选回收率的影响,研究了Na2S在菱锌矿表面上吸附量与温度和搅拌时间的关系,推导了菱锌矿加温硫化浮选过程动力学方程式,分析了其过程和原理。     

EDTA二钠钙对十二胺体系中菱锌矿浮游性的影响

通过单矿物浮选试验,研究了不同条件下乙二胺四乙酸二钠钙（EDTA二钠钙）对十二胺（DDA）体系中菱锌矿浮游性的影响规律。结果表明：当pH值在9.2~11.1范围时,EDTA二钠钙对硫化钠活化后的菱锌矿虽无捕收性,但能够增强十二胺对菱锌矿的捕收能力;EDTA二钠钙以40%的质量比取代十二胺并用于浮选菱锌矿时,可以获得比单独使用十二胺更好的浮选效果。浮选溶液化学计算、矿物溶解试验和动电位测试的结果表明,EDTA二钠钙通过促进菱锌矿表面Zn2+的溶解来降低矿物表面的电位,从而提高菱锌矿的浮选回收率。     

用十二胺和油酸浮选菱锌矿的吸附研究

用Zeta电位、接触角、微量浮选和漫反射FT-IR光谱测量了在不同pH值下不同浓度的硫化钠、十二胺(DDA)和油酸(OA)与菱锌矿的作用.浮选结果表明,在十二胺浓度1.6·10-3mol/L和pH 11.5时,浮选回收率和接触角分别提高到94%和115°,研究发现,最佳硫化钠用量为2.6·10-2mol/L.Zeta电位测量显示,纯菱锌矿晶体表面经DDA处理后只有较少的负电荷.在油酸浓度1.1·10-3 mol/L和pH 10时,油酸浮选的回收率和接触角分别提高到93%和105°.油酸处理菱锌矿表面后,矿物的Zeta电位显示比较负的电荷.用DDA调整后,菱锌矿的FT-IR光谱证实DDA在菱锌矿表面上的吸附,光谱测量表明,硫化钠处理后,该矿物表面部分变为ZnS层.该光谱还证实油酸处理后在菱锌矿表面上形成了锌的油酸盐(油酸锌).用阳离子和阴离子捕收剂的结果比较表明,两种情况下硫化钠不同的吸附密度揭示了在菱锌矿表面上具有不同程度的疏水性.     

菱锌矿表面强化硫化技术及机理研究

本文以主要氧化锌矿物菱锌矿作为研究对象,研究了硫化温度、铜离子活化、低pH条件硫化等多种方式对菱锌矿硫化程度的影响,并揭示了水洗除去表面的过量的高浓度硫化钠对氧化锌矿硫化浮选效果的影响。在以上基础上,利用分析检测手段对氧化锌矿强化硫化反应机理进行了探究。论文得到的主要结论：（1）硫化时加入铜离子可以改善菱锌矿纯矿物的回收率;（2）以用量为1×10-3mol/L的硫化钠作为硫化剂时,在没有除去溶液中过量硫化钠时,菱锌矿几乎没有得到有效浮选,表明溶液中残存的高浓度硫化钠对浮选过程起抑制作用,水洗除去溶液中过量硫化钠后可以提高菱锌矿回收率;（3）酸性条件下进行氧化锌矿硫化有助于提高氧化锌矿浮选回收率,在弱酸性条件下强于强酸性条件;（4）提高硫化温度可以提高菱锌矿硫化效果。通过XRD分析表明,硫化反应生成物结晶度很低,XPS分析表明加入硫化钠硫化时有硫化锌生成,并且随着温度升高菱锌矿表面硫化锌含量增加。红外光谱分析表明,铜离子强化了丁基黄药与菱锌矿的吸附作用。     

煤泥水中钙镁离子的吸附特性研究

针对煤泥水中金属离子含量变化,从反应时间、pH值和反应温度三方面研究了钙、镁离子对高岭石、蒙脱石、煤的吸附特性.试验结果表明:钙、镁离子对高岭石、蒙脱石、煤具有相似的吸附特点,但钙离子比镁离子吸附能力强,煤泥水的pH值决定钙、镁离子的存在状态.     

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...     

辛基羟肟酸在氟碳钙铈矿表面吸附的密度泛函理论研究

基于密度泛函理论(DFT),利用Material Studio软件的CASTEP模块,对氟碳钙铈矿(100)面的表面性质,如能带、态密度及电荷密度进行了分析,对捕收剂辛基羟肟酸(OHA)在氟碳钙铈矿(100)面的吸附构型进行优化,并计算其吸附能。DFT计算结果表明:氟碳钙铈矿为半导体,(100)面是氟碳钙铈矿的优先解离面;经过优化,氟碳钙铈矿(100)面弛豫较小,表面导带与费米能级相连,表明金属特征明显,表面电化学活性较强;由于断键的形成和电荷的再分配,(100)面Ce、Ca原子活性增强,成为荷正电的活性位点;OHA阴离子在氟碳钙铈矿(100)面Ce、Ca位点形成的稳定吸附构型均为单核双配位吸附构型,吸附能分别为-674.59 k J/mol与-507.19 k J/mol;与Ca位点相比,OHA与Ce位点形成五元螯合物构型吸附能更低,构型更稳定;OHA阴离子与氟碳钙铈矿表面Ce位点吸附能力强于Ca位点,OHA捕收剂将优先在氟碳钙铈矿表面Ce位点进行吸附。     

微细粒褐铁矿对菱锌矿浮选的影响研究

详细研究了人工褐铁矿矿泥对菱锌矿浮选行为的影响规律及降低矿泥有害影响的措施 ,分析了矿泥及调整剂的作用机理     

羟基钙在高岭石两种(001)晶面的吸附机理

利用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,研究了羟基钙在高岭石2个不同的(001)面的吸附机理。研究结果表明,羟基钙在高岭石2个性质不同的(001)晶面均可发生稳定吸附,但在这2个表面,羟基钙的吸附机理不同。在铝氧羟基(001)面,羟基钙中钙离子有脱离羟基钙的趋势,羟基钙以氧原子与表面氢原子成键吸附为主,且在由表面3个H原子围成的穴位处最为稳定,同时与表面有较弱的静电作用;而在硅氧(001)面,羟基钙中钙原子与氧原子结合紧密,钙原子带有大量正电荷与荷负电底面以静电吸附方式结合,稳定作用于底面硅氧原子围成的十二元环中心处。在溶液环境中,水分子对羟基钙在铝氧(001)面吸附影响大而对硅氧(001)面影响较小。     

钙镁离子对胶磷矿浮选影响机理探讨

金属阳离子因其活性易生成一些新产物,抑制、活化某种矿物而影响浮选过程。磷矿浮选中,大量钙镁离子的存在会显著影响浮选,浮选效果变差。通过添加钙镁离子浮选试验,接触角、吸附量的测定及傅立叶红外光谱测试,结果表明：一定浓度的Ca₂ 、Mg₂ 离子会显著降低胶磷矿纯矿物的回收率,原因是在碱性矿浆中,钙镁浓度太高时,易生成氢氧钙(镁)的溶胶或沉淀,吸附于矿物表面,致使矿物表面有效成份油酸络合物减少,捕收剂吸附量降低,疏水性减弱,胶磷矿浮选效果变差。     

钙镁离子对长石和绿帘石浮选的影响及其作用机理

通过小型浮选试验、动电位测试、吸附试验、溶液化学计算和红外光谱分析等手段研究了油酸钠体系下Ca²⁺和Mg²⁺对长石和绿帘石浮选的影响。结果表明, 纯净的长石和绿帘石矿物几乎不浮, 加入Ca²⁺、Mg²⁺后, 矿物可浮性得到改善;钙镁离子主要以Ca²⁺、CaOH⁺、CaCO₃(s)和Mg²⁺、MgOH⁺、MgCO₃(s)形式吸附在矿物表面;油酸钠和钙镁离子在长石和绿帘石矿物表面存在静电吸附, 且钙镁离子可以促进油酸钠在矿物表面的吸附。     

四川某菱锌矿浮选试验研究

针对菱锌矿选矿过程中难于硫化、可浮性差的技术难题,重点进行了几个方面的试验研究。一是根据不同矿物可磨性差异对矿样的磨矿细度做了详细考察;二是进行了多种调整剂及捕收剂的对比试验,包括新型捕收剂KY-109,获得了适合该菱锌矿选别的最佳药剂制度。闭路试验获得了锌精矿品位21.22%、回收率88.04%的较好指标。     

钙镁离子对磷矿浮选的界面反应机理探讨

磷矿资源是磷肥生产的主要原料,磷矿浮选过程中矿浆溶液含有大量的钙镁离子,钙镁离子改变矿物表面性质,导致含钙盐类矿物相互之间浮选分离的难度增加。通过矿物表面微观形貌、矿物表面接触角和捕收剂在矿物表面吸附量等分析方法,得到如下结论:钙镁离子对胶磷矿的浮选影响显著,对白云石的浮选影响微弱,钙镁离子在碱性介质中生成了碳酸盐沉淀或溶胶,粘附于胶磷矿的表面,改变了胶磷矿表面的疏水性,导致了胶磷矿的可浮性下降;但并未粘附与白云石的表面,呈自聚状态存在于矿浆中,对白云石可浮性的影响不大。     

多孔吸附材料对钙离子的吸附研究

比较了活性炭、5A沸石和13X沸石3种多孔吸附材料对钙离子的吸附效果, 探讨了吸附时间、吸附材料用量、流体剪切力和溶液pH值对吸附效果的影响, 并分析了3种吸附材料对钙离子吸附效果差异的原因, 为更好地应用吸附法去除废水中的钙离子奠定基础。     

闪锌矿表面铅活化及黄药吸附的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论对闪锌矿Pb2+替换活化和PbOH+吸附活化开展了模拟研究,同时研究了铅活化对闪锌矿表面黄药吸附的影响.计算结果表明,PbO H+吸附活化比Pb2+取代活化在能量上更容易发生.Pb2+活化的闪锌矿表面,黄药的S与表面Pb作用距离略大于铅硫原子半径之和,相互作用较弱;而在PbO H+活化的闪锌矿表面,黄药...     

捕收剂CSU-Y在钼酸钙表面的吸附机理研究

针对镍钼矿中钼酸钙浮选回收率低、丢弃造成资源浪费和环境污染等问题, 在工艺矿物学研究基础上, 对镍钼矿中硫化矿物浮选尾矿进行了开路实验和闭路实验, 设计了氧化钼浮选流程, 并利用分子动力学模拟研究了捕收剂分子在矿物解离面的吸附过程, 结果表明:镍钼矿中硫化矿物浮选尾矿主要含钼矿物为钼酸钙, 脉石矿物主要为氟磷灰石和黄铁矿; 通过闭路浮选试验得到了Mo品位3.24%、Ni品位3.37%、Mo回收率69.15%、Ni回收率62.44%的精矿; 捕收剂油酸分子在钼酸钙(111)面吸附强于氟磷灰石(010)面和黄铁矿(110)面, 从而实现了浮选过程中钼酸钙和脉石矿物的分离, 说明捕收剂CSU-Y可浮选分离钼酸钙和脉石矿物。     

某高钙镁石煤钒矿选矿工艺研究

湖北某高钙镁石煤钒矿,由于原矿钙镁矿物含量高、钒品位较低,采用直接冶炼工艺钒浸出率仅为30%左右。在工艺矿物学研究基础上,在冶炼之前采用反浮选+分级摇床的工艺对钙镁矿物与其它脉石进行脱除,提高了冶炼原料中钒品位,降低了钙镁矿物含量,降低了冶炼处理量。闭路试验获得的钒精矿产率为45.36%,钒精矿含V2O51.65%,V2O5回收率为83.09%,钒精矿中Ca O含量可降至1.73%,Mg O含量可降至1.54%,Ca O与Mg O的总脱除率分别达到95.08%与93.21%。对钒精矿采用直接焙烧—酸浸工艺进行了冶炼探索,钒浸出率可达到85.27%,折算成对原矿的浸出率70.85%,浸出率较现有直接冶炼工艺有大幅度提高。