夏柳荫[1]2009年在《双季铵盐型Gemini捕收剂对铝硅酸盐矿物的浮选特性与机理研究》文中研究说明本文针对我国铝土矿资源的特点,在研究铝土矿反浮选捕收剂分子结构与浮选能力之间构效关系的基础上,制备了一类新型的双季铵盐型Gemini阳离子捕收剂,并将其应用于铝土矿反浮选脱硅,研究结果具有一定的理论意义与实际应用价值。运用量子化学计算及溶液化学方法,研究了一水硬铝石与层状硅酸盐矿物的结构、晶体性质及溶解性质差异。一水硬铝石费米能级附近的能带主要由O原子的2p轨道和Al原子的3s和3p轨道组成,而高岭石的导带主要由O原子的电子能级组成,Al原子的贡献几乎为零。这揭示了一水硬铝石与高岭石的活性位点不同,在浮选药剂分子上增加能够与一水硬铝石Al原子发生键合作用的官能团,可提高选冶药剂对铝硅矿物浮选分离的选择性。通过量子化学计算、分子动力学模拟及分子中原子的理论分析,研究了胺类阳离子捕收剂在铝硅矿物表面的作用机理,揭示了捕收剂分子结构与浮选捕收能力之间的构效关系。十二胺与高岭石之间存在静电作用和氢键作用;铝硅酸盐矿物浮选捕收剂分子中N原子数量的增加,可改变捕收剂分子极性基团的荷电性质,增强捕收剂的静电作用能力,提高捕收剂分子对硅酸盐矿物的捕收能力。制备了一类双季铵盐型Gemini阳离子反浮选捕收剂,对其进行了理论计算研究,Gemini捕收剂在静电作用和氢键作用两方面均优于传统季铵盐阳离子捕收剂;验证了新型捕收剂对单矿物的浮选能力,在相同实验条件下,Gemini捕收剂对铝硅矿物的浮选回收能力大于传统季铵盐捕收剂;改进了双季铵盐型Gemini阳离子捕收剂对实际铝土矿反浮选脱硅的分离工艺,得到了Al2O3品位69.07%,铝硅比9.66的反浮选精矿,这个选别指标完全满足了铝土矿拜耳法的生产要求。最后,本文研究了双季铵盐型Gemini阳离子捕收剂在矿物表面的吸附特性与机理。双季铵盐在高岭石表面的吸附机理也系静电吸引与氢键作用,但Gemini捕收剂与硅酸盐矿物之间的静电作用能力更强;且Gemini捕收剂具有二聚的结构,使其具有更小的临界胶束浓度,更强的表面活性,更容易吸附在矿粒周围,能有效地增加矿粒的疏水团聚性能。
关风[2]2008年在《有机硅阳离子捕收剂的合成及其对铝硅酸盐矿物的浮选性能研究》文中研究指明本文以硅烷偶联剂TAS100和MM为原料分别合成了伯胺类有机硅TAS101及仲胺类有机硅QAS550和TAS550叁种有机硅阳离子捕收剂,并系统地研究了上述叁种捕收剂对一水硬铝石、高岭石、叶蜡石及伊利石四种铝硅酸盐矿物的浮选行为。单矿物浮选实验表明,这叁种有机硅捕收剂在pH=4-10时对一水硬铝石、高岭石、叶腊石和伊利石均有较强的捕收能力,其捕收能力顺序为TAS101≈QAS550＞TAS550,其中对于TAS101和QAS550,在浓度为6×10~(-4)mol·L~(-1)时,四种铝硅酸盐矿物的浮选回收率均在85%以上。通过单矿物抑制实验和人工混合矿浮选实验,研究了铝土矿反浮选脱硅的工艺条件。实验表明,可溶性淀粉能有效抑制伯胺类有机硅阳离子捕收剂TAS101对一水硬铝石的捕收,但以仲胺类有机硅QAS550和TAS550为捕收剂时,淀粉对一水硬铝石的抑制则较弱。对不同品位的混合矿,在pH=10,捕收剂TAS101浓度为6×10~(-4)mol·L~(-1),可溶性淀粉浓度为300mg·L~(-1),给矿的铝硅比A/S=4.79时,可以获得较好的一水硬铝石与高岭石的分选指标,精矿铝硅比A/S=9.28。因此,通过反浮选可以实现一水硬铝石与高岭石、伊利石和叶腊石的有效分离。以TAS101为捕收剂,淀粉为抑制剂,2#油为起泡剂,无水Na_2CO_3为pH调整剂,对河南铝土矿进行了反浮选脱硅研究。实验结果表明,当TAS101用量为430g/t,淀粉为2000g/t,无水碳酸钠2.0g,2#油为200g/t时,精矿A/S为10.39,可达到A/S＞8的反浮选脱硅要求。论文通过矿物的Zeta-电位测定和红外光谱分析等手段,探讨了有机硅阳离子捕收剂与铝硅矿物的作用机理。Zeta-电位测定结果表明,一水硬铝石、高岭石、伊利石和叶腊石的零电点分别为6.0、3.5、3.0和2.3。Zeta-电位测定和红外光谱分析表明,有机硅阳离子捕收剂与铝硅矿物的作用可能主要是静电吸附和氢键作用。
曹学锋[3]2003年在《铝硅酸盐矿物捕收剂的合成及结构—性能研究》文中进行了进一步梳理本文的研究内容主要包括以下五个方面：一水硬铝石型铝土矿主要脉石矿物的性质与捕收剂的设计、铝硅酸盐矿物捕收剂的合成、合成捕收剂的浮选性能、合成药剂对铝硅酸盐矿物的作用机理和合成胺类化合物的结构—性能的关系。 1．铝硅酸盐矿物(高岭石、叶蜡石和伊利石)均是由硅氧四面体和铝氧八面体所构成；矿物破碎时，(001)晶面解理完全，成为晶体的层面，由于晶格类质取代而荷永久负电荷，(110)面和(010)面解理不完全，成为晶体的端面，表面荷电随pH值的变化而变化；从矿物破碎时断裂键数分析知铝硅酸盐矿物的可浮性为叶蜡石＞高岭石＞伊利石；强化高岭石的捕收是铝硅酸盐矿物捕收剂设计的重点；从浮选药剂的基本构成出发，结合高岭石晶体的原子态密度图分析和铝硅酸盐矿物的表面荷电现象以及亲水—疏水平衡设计出含N型阳离子捕收剂，其极性基是：-NHCH_2CH_2CH_2NH_2、-O-CH_2CH_2CH_2NH_2和-N(CH_3)_2，非极性基是：n-C_(12)H_(25)-，n-C_(14)H_(29)-，n-C_(16)H_(33)-，n-C_(18)H_(37)-。 2．采用脂肪胺或脂肪醇对丙烯腈的亲核加成，再在金属钠与乙醇存在条件下还原而成合成了N-烷基-1，3一丙二胺类化合物四种、烷基丙基醚胺类化合物四种，采用脂肪胺的还原烷基化反应制备了N，N-二甲基-烷基胺类化合物两种，并采用高效液相色谱监测等手段，完备了合成条件，简化了实验方法，较高产率的合成了设计产品。 3．选用合成的十种捕收剂，系统地考察了它们对铝硅酸盐矿物的浮选性能，并与十二胺相比较，得知：多胺类化合物捕收铝硅酸盐矿物的顺序是叶蜡石＞高岭石＞伊利石，总体上是对高岭石和叶蜡石的捕收能力较强，对伊利石的捕收能力稍弱，但仍远强于十二胺，特别是N-十二烷基-1，3-丙二胺(DN_(12))在广泛的pH值的范围(pH4～10)对高岭石和叶蜡石具有极强的捕收能力，捕收高岭石的能力超过了对叶蜡石的捕收，对伊利石的捕收能力与十二胺相比也大大提高，同DN系列药剂，浮选高岭石、叶蜡石和伊利石，随药剂分子碳数增加浮选性能变差；醚胺类化合物捕收铝硅酸盐矿物的顺序是叶蜡石＞高岭石＞伊利石，总体上是对叶蜡石的捕收效果好，对高岭石和博士论文摘要伊利石的捕收能力较弱，与十二胺相比，捕收铝硅酸盐矿物的能力略有提高，同ON系列药剂，浮选高岭石、叶蜡石和伊利石，随药剂分子碳数增加浮选性能变好;叔胺类化合物捕收铝硅酸盐矿物的顺序是叶蜡石>高岭石>伊利石，总体上是在酸性条件下捕收铝硅酸盐矿物较好，在碱性条件下捕收差，与十二胺相比，在微酸性和中性条件下浮选铝硅酸盐的性能得到了提高，同DRN系列药剂，浮选高岭石、叶蜡石和伊利石，随药剂分子碳数增加浮选性能变强。因此，浮选铝硅酸盐矿物，DN系列>DRN系列>0N系列。 4.利用动电位、红外光谱测试以及矿物的溶液化学分析，探讨了合成胺类捕收剂与铝硅酸盐矿物的作用原理:叁类合成药剂均能显着改变铝硅酸盐矿物表面的乙一电位，说明合成胺类捕收剂与铝硅矿物发生了静电吸附作用，这种乙一电位改变是DN系列>DRN系列>0N系列;药剂与矿物作用后的红外图谱也证实了胺类捕收剂与铝硅矿物主要是发生静电物理吸附，DN系列和ON系列还能与铝硅矿物发生氢键作用;矿物的溶解平衡对药剂与矿物的吸附作用起着显着的影响，结合矿物的溶液化学行为和矿物的表面电性可以解释胺类捕收剂的浮选行为。 5.运用浮选剂的极性基基团电负性、极性基大小、浮选剂特性指数、亲水一疏水平衡值、分配系数和药剂分子、离子的量化参数以及药剂的溶液化学的计算，探讨了铝硅酸盐矿物的捕收剂的结构一性能的关系，结果表明:亲固原子品N上引入不同基团，药剂的性能将发生很大的改变，非极性基团的引入，增大了极性基的基团电负性，加强了药剂的亲固能力，但减少了药剂的起泡性和可溶性，促进了药剂在碱性条件下缔合现象发生，极性基团的引入，增多了药剂的吸附活性点，也增加了药剂的起泡性和可溶性，同时，也增大了药剂的极性基大小，增强了药剂的选择性，并减少了药剂在碱性条件下缔合现象发生，更促进了药剂与矿物的氢键的作用，从而提高药剂的捕收性能:量化计算结果表明合成的十种药剂均易形成阳离子化合物，对DN系列和ON系列，离子化使供电活性也得到了大大提高，氢键作用能力增强，有利于浮选铝硅矿物，对DRN系列，离子化使亲固原子的净电荷明显减少，静电作用能力变强，但DRN系列阳离子的氢键作用能力弱，总体捕收效果不佳;药剂的溶液化学计算进一步证实了药剂的浮选性能。
李梅[4]2010年在《新型羟肟酸螯合捕收剂的合成及其对铝硅矿物的浮选性能研究》文中进行了进一步梳理本文以顺丁烯二酸酐、盐酸羟胺和脂肪胺合成了烷基胺基羟肟酸(AF-12),以盐酸羟胺和烷基芳基甲酸甲酯合成了烷基芳基羟肟酸螯合捕收剂(BF-4),系统地研究了上述两类捕收剂对一水硬铝石、高岭石、叶腊石及伊利石四种铝硅酸盐矿物的浮选行为。单矿物浮选实验表明,烷基胺基羟肟酸捕收剂在pH=8左右时对一水硬铝石、高岭石、叶腊石和伊利石具有较好的捕收能力,当pH=8,捕收剂浓度为4×10-4mol/L时,一水硬铝石的回收率可达95%,高岭石回收率为75%,叶腊石和伊利石回收率均为50%左右,不能实现一水硬铝石的正浮选有效分离。烷基芳基羟肟酸在pH=7.5,浓度为77.2mg/L,对一水硬铝石的浮选回收率高达93%,而叶腊石的浮选回收率仅为50%,高岭石和伊利石的回收率为5%。通过正浮选可以实现一水硬铝石和其它叁种铝硅矿物的有效分离。人工混合矿实验表明：烷基芳基捕收剂用量为100mg/L,pH=7.5,精矿的铝硅比从6.72提高到29.83,可望实现一水硬铝石和高岭石的正浮选分离。论文通过矿物的Zeta-电位测定和红外光谱分析等手段,探讨了烷基胺基羟肟酸和烷基芳基羟肟酸与铝硅矿物的作用机理。Zeta-电位测定和红外光谱分析表明,烷基胺基羟肟酸与铝硅矿物可能主要是化学作用和氢键作用。烷基芳基羟肟酸与铝硅矿物可能主要是化学作用。
程平平[5]2009年在《复合阳离子捕收剂的合成及其对铝硅酸盐矿物的浮选性能研究》文中进行了进一步梳理本文系统地研究了有机硅季铵盐复合阳离子捕收剂的合成方法,并考察了其对一水硬铝石、高岭石、叶蜡石和伊利石的浮选行为。通过接触角测量、ζ-电位测定和红外光谱分析等手段,探讨了捕收剂与铝硅矿物的作用机理。实验以脂肪叔胺和硅烷偶联剂为原料,以X-油为溶剂、碘化钾为催化剂,合成了QAX223、QAX224、QAX225和QAX226四种复合阳离子捕收剂,研究了反应温度、反应时间和溶剂用量对合成产物的影响。确定了制备捕收剂的最优工艺条件:反应温度为110℃,其摩尔比n_(叔胺):n_(硅烷):n_(碘化钾)=1:1.1:0.01,反应时间20小时,并通过红外光谱和质谱对合成产物进行表征。单矿浮选实验结果表明,在pH=6～10的范围内,以QAX224为捕收剂,当浓度达到300mg/L时,四种矿物的回收率均在85%以上。加入淀粉做抑制剂,当用量达到300mg/L时,在广泛的pH范围内,一水硬铝石几乎全部被抑制,而硅酸盐则可出现轻微的活化作用。在单矿实验的基础上,将不同配比的一水硬铝石和高岭石的人工混合矿浮选分离,A/S最高可达到30.97。实验以QAX224为捕收剂、淀粉为抑制剂、2~#油为起泡剂、无水Na_2CO_3为pH调整剂,进行了实际矿石开路试验。结果表明,在pH=10,QAX224用量为1.4kg/t;淀粉为1kg/t时,精矿A/S可以从5.7提高到9.58,可实现一水硬铝石与硅酸盐矿物的反浮选分离。ζ-电位测定结果表明,一水硬铝石、高岭石、伊利石和叶腊石的等电点分别为6.5、4.4、4.0和3.3;接触角测量结果表明,铝硅矿物的表面疏水性大小顺序为:高岭石＞伊利石＞叶腊石＞一水硬铝石,动电位测定结果及红外光谱分析表明,复合型阳离子捕收剂与一水硬铝石之间主要是静电作用;与硅酸盐矿物的作用除了静电吸附之外,还存在化学作用,淀粉与铝硅矿物之间主要是氢键作用。
黄志强[6]2010年在《Gemini有机硅捕收剂的合成及其对铝硅酸盐矿物的浮选性能研究》文中认为本文以硅烷偶联剂(SCA-1902),六甲基二硅氧烷(MM)和二溴代烷烃为原料,通过SN2取代反应制备了Gemini有机硅系列捕收剂FGS-2、FGS-4和FGS-6。采用红外光谱、核磁共振和气质联用技术对产物结构进行了表征,分析表明合成的产品即为目标产物；通过高效液相色谱分析,叁种产品的纯度分别为85.77%、87.92%和92.26%。单矿物浮选试验表明,叁种Gemini有机硅捕收剂在广泛pH值范围内对铝硅酸盐矿物高岭石、叶腊石和伊利石均有较强的捕收能力,碱性条件下的浮选回收率比在酸性条件下高,特别是在pH=12的强碱性情况下,叁种铝硅酸盐矿物的浮选回收率接近100%；且其捕收能力随着中间连接基团碳链的增长而增加,顺序为FGS-6>FGS-4>FGS-2。当捕收剂浓度为6×10-4 mol/L,矿浆pH=9.5时,叁种铝硅酸盐矿物的浮选回收率达到最大值,均在90%以上。论文通过Zeta-电位测定和红外光谱分析,探讨了Gemini有机硅阳离子捕收剂与铝硅酸盐矿物的作用机理。Zeta-电位测定结果表明,高岭石、叶腊石和伊利石的零点电分别为3.5、2.3和3.0,捕收剂与铝硅酸盐矿物作用后矿物表面的Zeta—电位全部为正。红外光谱测定表明,药剂与铝硅酸盐矿物作用后在3000～2800 cm-1处出现了甲基和亚甲基的伸缩振动吸收峰,而其他峰没有发生变化。因此,Gemini有机硅阳离子捕收剂与铝硅矿物的作用主要是静电吸附物理作用。
裴建[7]2015年在《新型多胺类捕收剂的合成以及在铁矿石脱硅反浮选中的应用》文中进行了进一步梳理开发新型高效的赤铁矿反浮选捕收剂以提高我国目前赤铁矿的铁硅比,对解决目前赤铁矿生产中的问题具有重要意义。本文就多胺类捕收剂的合成及其对赤铁矿、石英的浮选性能做了研究,并利用Zeta电位、红外光谱等手段,探讨了多胺类捕收剂与石英的作用机理。而且还利用表面活性剂的一些研究方法对多胺类捕收剂和十二胺的结构性质进行了分析。采用叁聚氰胺、乙二胺及脂肪醛为主要原料合成了叁聚氰胺缩醛类和乙二胺缩醛类席夫碱捕收剂;采用乙二胺、丙二胺、丁二胺及长链溴代烷烃为主要原料合成了N取代烷基二胺类捕收剂。并通过熔点测定,红外光谱和核磁共振光谱对合成的多胺类捕收剂的结构进行表征。通过预浮选试验筛选出了四种捕集性能优良的捕收剂分别是:十一醛缩乙二胺、N-十二烷基乙二胺、N-癸烷丙二胺和N-辛烷丁二胺。接下来的工作是通过研究这四种多胺类捕收剂和十二胺的浮选性能及其浮选机理,探究它们浮选性能与结构性质之间的关系。单矿物浮选试验表明:多胺类捕收剂对石英和赤铁矿的捕集能力都比十二胺强,达到最佳浮选效果时的用量却比十二胺少,矿浆p H为弱酸时对石英的浮选效果较好,矿浆p H为弱碱时对赤铁矿的浮选效果较好。人工混合矿物浮选试验表明:多胺类捕收剂和十二胺对人工混合矿物的最佳浮选p H=5.0左右;多胺类捕收剂对人工混合矿物的最佳浮选用量明显比十二胺少。与十二胺相比,多胺类捕收剂对人工混合矿的分选效果更好,精矿中赤铁矿的回收率高达90.0%左右,精矿的铁品位都在60.0%以上。利用表面活性剂的研究方法对多胺类捕收剂和十二胺的基团电负性、HLB值和临界胶团浓度(CMC)进行比较计算,探究了其结构性质与其浮选性能的关系。结合多胺捕收剂和十二胺与单矿物作用前后的Zeta电位、接触角和红外光谱可以确定多胺与石英表面产生了牢固的化学吸附现象,并改变了石英表面的一些物理化学性质,从而使石英易于被浮选出来达到提铁降硅的试验目的。
余新阳[8]2011年在《新型有机硅阳离子捕收剂的合成及其对铝硅矿物的浮选特性与机理研究》文中指出针对我国铝土矿反浮选脱硅技术的重大需求,将有机硅基团引入铝硅矿物阳离子捕收剂分子结构中,系统地进行了有机硅阳离子捕收剂的制备及其对铝硅矿物的浮选特性和机理研究。首先,系统地研究了有机硅捕收剂的合成与表征。以卤代有机硅氧烷与脂肪叔胺为原料、碘化钾为催化剂、无水乙醇为溶剂,一步直接合成了有机硅季铵盐QAS系列捕收剂。在卤代有机硅氧烷、叔胺、碘化钾投料的摩尔配比为1.1:1.0:0.01、反应温度80℃、合成时间37h、通N2保护的条件下,合成产品转化率均达90%以上。采用六甲基二硅氧烷(MM)为封端剂,对氨乙基氨丙基二甲氧基甲基硅烷(TAS100)进行封端处理,制备了有机硅伯胺捕收剂氨乙基氨丙基叁硅氧烷(TAS101)。在投料摩尔配比TAS100:MM=1:5、以10%四甲基氢氧化铵溶液为催化剂、通N：保护、恒温90℃搅拌反应8h的条件下,TAS100转化率约达90%。分别以TAS100、TAS101为原料与苄氯反应,当投料的摩尔比TAS100或TAS101：苄氯=1：1.5时,以无水乙醇为溶剂、通N2保护、恒温80℃反应8h,合成了有机硅仲胺苄基氨乙基氨丙基二甲氧基甲基硅烷(TAS550)和苄基氨乙基氨丙基叁硅氧烷(QAS550)。采用化学滴定、界面张力测定、红外谱图分析、1HNMR和13CNMR核磁共振测定等分析测试技术对最终产品的结构与性能进行表征,研究表明各目的产品纯度均超过90%。研究并揭示了有机硅捕收剂的结构与浮选性能的相互关系。研究结果表明,有机硅季铵盐QAS系列捕收剂在广泛pH范围内均是高岭石、叶蜡石、伊利石叁种铝硅酸盐矿物的有效捕收剂,QAS系列捕收剂对一水硬铝石的捕收能力随着矿浆pH升高先增加而后急速减小；当pH≥11时,铝硅矿物之间表现出了良好的反浮选分离趋势；该类捕收剂对铝硅矿物的浮选性能随着主碳链的延长而降低；在捕收剂γ-(叁乙氧基硅基)丙基十二烷基二甲基氯化铵(QAS222)用量4×10-4 M、NaOH调矿浆pH至11、未添加任何抑制剂的条件下,实现了一水硬铝石和高岭石人工混合矿的反浮选分离。在pH4～10广泛范围内,有机硅伯胺和仲胺捕收剂可显着增强铝硅矿物的可浮性,是铝硅矿物的有效捕收剂；有机硅伯胺TAS101对铝硅矿物的捕收力强于有机硅仲胺TAS550和QAS550；在捕收剂TAS101用量1.0×10-3 M、抑制剂可溶性淀粉500mg/L、Na2CO3调pH=8条件下,成功地进行了一水硬铝石与高岭石矿物的反浮选分离。针对河南某Al2O3品位63.92%、铝硅比为6.07的一水硬铝石型铝土矿,以γ-(叁乙氧基硅基)丙基十二/十四烷基二甲基氯化铵(QAS224)和TAS101为捕收剂,进行反浮选脱硅试验研究。小型闭路试验研究结果表明,当捕收剂γ-(叁乙氧基硅基)丙基十二/十四烷基二甲基氯化铵(QAS224)用量700g/t、NaOH调矿浆pH至11,原矿经一次粗选两次精选两次扫选,获得了Al2O3品位67.79%、Al2O3回收率81.72%、A/S为9.67的浮选精矿；当捕收剂TAS101用量720g/t、Na2CO3调矿浆pH至11、可溶性淀粉用量1320g/t时,原矿同样经一次粗选两次精选两次扫选,浮选精矿A/S为9.58,其A1203品位和回收率分别为68.52%、83.34%；当QAS224用量540g/t,TAS101用量180g/t,Na2CO3调矿浆pH至11,可溶性淀粉用量1320g/t时,浮选流程不变,获得了浮选精矿A/S为10.34、Al2O3,品位68.98%、Al2O3回收率85.42%的选别指标,组合捕收剂脱硅效果优于单一用药。各浮选精矿质量均满足拜耳法氧化铝生产工艺给料要求。研究并揭示了有机硅季铵盐捕收剂QAS222与矿物作用机理。研究结果表明,在矿浆pH=11的碱性条件下,QAS222通过静电物理作用、氢键作用、化学吸附与矿物表面的Si、0、Al等原子作用,使矿物表面产生了更多Si-O-Si、Si-O、Si-O-Al键,从而牢固地吸附于高岭石、叶蜡石和伊利石叁种铝硅酸盐矿物表面,使其矿物表面ζ-电位正移、接触角增大、疏水性和可浮性增强,而此时QAS222很难在一水硬铝石矿物表面发生吸附,因此,铝硅矿物表面之间出现了明显的疏水性和可浮性差异,从而实现了铝硅矿物的反浮选分离。在矿浆广泛pH范围内,TAS101可较好地改善铝硅矿物表面的疏水性和可浮性,淀粉是一水硬铝石矿物的选择性抑制剂；受淀粉抑制后,一水硬铝石矿物很难再吸附捕收剂TAS101,因此可浮性较差；而淀粉基本不影响高岭石、叶蜡石、伊利石的浮选；以TAS101为捕收剂、淀粉为抑制剂,可有效地实现铝硅矿物的浮选分离。机理研究表明,捕收剂TAS101的硅基团起疏水作用,其在一水硬铝石矿物表面主要发生静电物理吸附,而在高岭石、叶蜡石和伊利石矿物表面则发生静电吸附和氢键作用。
朱鹏程[9]2009年在《胺系列捕收剂的合成及组合使用研究》文中提出酒钢镜铁山铁矿石矿物组成复杂,脉石种类多样,且多为含铁硅酸盐,缩小了与铁矿物的分选差异,造成选矿工艺难度大。为解决使用常规脂肪胺类阳离子反浮选工艺存在的选择性较差、浮选泡沫粘度大等问题,本论文围绕开发新型高效的阳离子脱硅捕收剂进行系列试验研究,使酒钢含铁硅酸盐与铁矿物易分离。本文对药剂合成的影响工艺条件进行了系统的研究,确定最佳的合成工艺条件如下:亲核加成时,投料比为醇腈比为1:1.05(摩尔比);催化剂NaOH用量为醇重量的0.85%;反应温度为43±1℃;氢化还原时,雷尼镍用量为醚腈(胺腈)重量的0.35%;温度控制在150℃左右,最佳反应压力为2.5MPa。根据原料不同,合成了E1,E2,E3这叁种N-烷基1,3-丙二胺类药剂;M1,M2,M3这叁种醚胺类药剂。单矿物可浮性试验表明:E1、M1、M3有很好的选择性但是药剂用量比较大,E2、M2有很好的捕收性,选择性稍差一些,E3具有较好的选择性和捕收性是一种优良的捕收剂。通过组合药剂研究,寻找到了性能优于其他药剂的组合药剂GE-651C,并发现在M1:E3=7:3时,组合药剂在性能不受影响并且降低药剂了成本。中和度是一个重要的选矿工艺参数,对于GE-651C而言,在中和度为25%时,其选矿指标最佳,并且用乙酸中和效果比盐酸中和效果好,回收率平均要高2%左右。并且GE-651C具有很好的耐低温性和对硬水的适应性;通过泡沫试验,发现GE-651C泡沫量不大,比原先酒钢用的GE-609泡沫量小,且GE-651C的泡沫较脆易消,在浮选时不会跑槽,有利于泡沫产品的后续处理。通过条件试验确定了捕收剂GE-651C用量180g/t,抑制剂淀粉用量600g/t的药剂制度。并在使用硬水的条件下闭路试验达到了综合精矿产率82.40%、品位61.83%、回收率93.48%的良好指标,较自来水无明显差异。机理研究分析表明:在pH=2～10时,吸附量随着pH的升高而增加,pH=10左右石英的吸附量达到最大,这是由于溶解的胺分子浓度的增加,形成的离子一分子二聚物的浓度最大,而在pH=12时,由于捕收剂形成沉淀使得吸附量急剧下降,这与单矿物浮选,溶液化学研究结果一致。GE-651C能优先吸附于石英表面,而在磁铁矿表面上的吸附量较石英表面小得多,对其表面动电位的改变也相应较小。正是捕收剂在石英、磁铁矿矿物表面上的吸附量的不同扩大了矿物表面疏水性的差异,为这两种矿物之间有效的反浮选分离提供了有力的理论基础。
刘叁军[10]2012年在《羟肟酸类药剂与铝土矿铝硅矿物的相互作用及浮选研究》文中研究说明本论文设计并合成了七种羟肟酸类捕收剂；通过单矿物浮选试验,查明了合成药剂对一水硬铝石和高岭石的捕收行为；通过动电位测试、红外光谱测试、浮选溶液化学计算、量子化学计算和分子动力学模拟等手段探讨了羟肟酸与一水硬铝石和高岭石的作用机理,分析确定了羟肟酸分子系列与其浮选性能之间的关系。主要内容如下：(1)一水硬铝石主要沿(001)晶面解离,亲水性较强；高岭石沿(001)晶面完全解离,沿(110)与(010)晶面不完全解理,也有较强亲水性。一水硬铝石和高岭石的荷电机理相似,主要由断裂晶面对H+的吸附或解离引起,且电荷随pH不断变化；此外金属离子的晶格取代使高岭石的层面荷永久负电。(2)捕收剂的极性基团设计以O为主体；选定捕收剂的极性基为氧肟基,即-CONHOH型,非极性基碳量长6-9,非极性基有苯环、环烷和烷基。以羧酸脂、甲酸、盐酸羟胺为原料,采用羧酸脂-羟胺合成法,合成出7种羟肟酸化合物,合成产率较高,纯度大于90%。(3)单矿物浮选实验研究铝土矿正浮选体系中,羟肟酸系列药剂对一水硬铝石的捕收能力比较如下：壬烷羟肟酸>辛烷羟肟酸>(油酸)>己烷羟肟酸>环己烷羟肟酸>水杨羟肟酸>苯甲羟肟酸,羟肟酸系列药剂对高岭石的捕收能力比较如下：壬烷羟肟酸>(油酸)>辛烷羟肟酸>己烷羟肟酸>环己烷羟肟酸>水杨羟肟酸>苯甲羟肟酸。综合比较后选择辛烷羟肟酸作为铝土矿正浮选的主要捕收剂,其选择性和捕收能力优于油酸。硅酸钠、焦磷酸钠、氟硅酸钠和六偏磷酸钠四种抑制剂,对一水硬铝石浮选的影响都较小,四种抑制剂都能有效抑制高岭石、伊利石、叶腊石,其中以六偏磷酸钠的抑制效果最好。辛烷羟肟酸-油酸混合药剂体系中,总浓度为10-4mol×·L-1,辛烷羟肟酸占60%时,混合用药对于一水硬铝石回收率的提高尤为明显。(4)羟肟酸系列药剂与一水硬铝石和高岭石的作用机理：羟肟酸阴离子与一水硬铝石、高岭石表面的铝离子产生化学键作用,其作用方式属于化学吸附。羟肟酸阴离子吸附在铝硅矿物表面,能降低表面电位。C8在一水硬铝石表面产生了多层吸附,其吸附量大于在高岭石表面以单层吸附的吸附量。量子计算结果表明,非极性基种类对羟肟酸分子及离子的氧原子电荷影响较小,但非极性基种类对羟肟酸分子及离子的前线分子轨道能量差有一定影响。化学反应活性顺序为：苯甲酸>环己烷羧酸≈庚酸,疏水能力大小顺序为：庚酸>环己烷羧酸>苯甲酸。(5)人工混合矿及实际矿石实验：人工混合矿浮选实验结果表明,辛基羟肟酸的捕收能力和选择性都优于油酸,辛基羟肟酸-油酸混合捕收剂的浮选性能优于辛基羟肟酸。实际矿石的开路、闭路实验也印证了这一结论。
参考文献：
[1]. 双季铵盐型Gemini捕收剂对铝硅酸盐矿物的浮选特性与机理研究[D]. 夏柳荫. 天津大学. 2009
[2]. 有机硅阳离子捕收剂的合成及其对铝硅酸盐矿物的浮选性能研究[D]. 关风. 中南大学. 2008
[3]. 铝硅酸盐矿物捕收剂的合成及结构—性能研究[D]. 曹学锋. 中南大学. 2003
[4]. 新型羟肟酸螯合捕收剂的合成及其对铝硅矿物的浮选性能研究[D]. 李梅. 中南大学. 2010
[5]. 复合阳离子捕收剂的合成及其对铝硅酸盐矿物的浮选性能研究[D]. 程平平. 中南大学. 2009
[6]. Gemini有机硅捕收剂的合成及其对铝硅酸盐矿物的浮选性能研究[D]. 黄志强. 中南大学. 2010
[7]. 新型多胺类捕收剂的合成以及在铁矿石脱硅反浮选中的应用[D]. 裴建. 中国矿业大学. 2015
[8]. 新型有机硅阳离子捕收剂的合成及其对铝硅矿物的浮选特性与机理研究[D]. 余新阳. 中南大学. 2011
[9]. 胺系列捕收剂的合成及组合使用研究[D]. 朱鹏程. 武汉理工大学. 2009
[10]. 羟肟酸类药剂与铝土矿铝硅矿物的相互作用及浮选研究[D]. 刘叁军. 中南大学. 2012