煤基费托合成油的催化氧化及对贫煤的浮选机理研究

为提升煤基费托合成油(CBFTSO)的附加值并拓宽其应用领域,以环烷酸锰为催化剂,采用催化氧化法对其开展了改性研究。在此基础上,以山西某洗煤厂的浮选入料为研究对象,通过浮选试验确定了适宜的氧化反应条件,并借助气相色谱-质谱联用分析(GC-MS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和接触角测试揭示了OCBFTSO(最佳氧化条件下的产物)与煤的作用机理。结果表明,CBFTSO的最佳氧化条件为氧化温度120℃、催化剂浓度0.1%、氧化时间12 h;在OCBFTSO、起泡剂(杂醇)用量均为50 g/t时,可获得精煤产率86.59%、精煤灰分8.64%的分选指标,与CBFTSO作捕收剂时相比,精煤产率提高了约2个百分点,精煤灰分降低了约1个百分点。机理分析结果表明,CBFTSO中的正癸烷及4-叠氮庚烷通过反应(链引发等)使OCBFTSO中出现极性基(酮基),该基团会与煤表面的C-O和O-C=O基团结合,提升煤表面的疏水性;使用OCBFTSO降低了精煤中高岭石和石英的含量,故具有良好的浮选选择性。

浮选配位化学模型、溶液化学计算和扩展的DLVO理论在浮选机理研究中的应用进展

当把实验室的理论研究成果应用于生产实践时,经常发现两者间存在明显的差异,使得浮选研究,尤其是纯矿物研究的实用性大大降低,造成理论研究与实际应用结果存在差异的原因在于浮选过程的复杂性,研究中不仅要关注药剂在矿物表面吸附的化学原理,还需要对浮选所处的化学环境(溶液条件、伴生矿物)进行综合的考虑分析。近年来,随着矿物浮选配位化学模型的提出和溶液化学理论的不断完善,给实现理论研究指导实际生产的目标提供了可能性。因此,收集总结了国内外关于矿物浮选配位化学模型、溶液化学计算和扩展的DLVO理论在矿物浮选机理研究中的应用实例,从理论内容、计算过程和应用实例等方面进行介绍并加以评论,以期对将来的浮选研究起到一定的参考作用。

体相纳米气泡的制备方法及强化细颗粒矿物浮选机理研究现状

体相纳米气泡是分散在溶液中的亚微米气体域,它们应该能存活几个小时甚至几天。过去二十多年,体相纳米气泡的应用越来越广泛。体相纳米气泡技术是一种新兴的解决方案,用于应对气候变化、环境挑战、工业过程中的成本和能源降低、治疗和诊断技术的优化以及其他应用。虽然体相纳米气泡的生产和开发是一个新发展的领域,但已经有许多关于其性质的报道和研究,并有望在各个领域实现。特别是大量关于体相纳米气泡在浮选中应用的报道不断涌现。目前,体相纳米气泡浮选强化作用已被各种细颗粒矿物的浮选性能所广泛验证,为细颗粒矿物浮选提供了一种高效、低能的分选技术。本文总结了体相纳米气泡常用的制备方法,包括水力空化法、电解法、多孔膜法等。基于体相纳米气泡的特殊性质,归纳了体相纳米气泡强化细颗粒矿物浮选的机理,特别是体相纳米气泡与矿物颗粒间的作用机制以及对矿物颗粒表面性质的影响。在此基础上,指出了体相纳米气泡在细颗粒矿物浮选领域的研究方向,为后续研究提供了新的思路。

浮选中矿选择性分级再磨浮选机理研究

安徽某铜矿随着井下的开拓延伸,铜品位有所下降,目前铜平均品位为0.62%左右,采用现场常用浮选药剂按铜硫混合浮选-铜硫分离、中矿循序返回流程试验,得到铜精矿品位21.47%、铜回收率85.52%的技术指标。采用中矿选择性分级再磨闭路大循环新工艺进行选矿试验,在铜精矿品位不低于现场指标的前提下,回收率提高到90.00%左右。综合应用Zeta电位分析与XRD测试手段,对中矿选择性分级再磨闭路大循环新工艺的机理进行研究并分析。试验结果表明,中矿选择性分级再磨闭路浮选工艺可以不断循序渐进地对有用矿物进行磨矿、分级、浮选,形成磨浮大循环,同时在闭路循环过程中改变原矿的表面性质,增大有用矿物的可浮性。

硫化矿的氧化与浮选机理的量子化学研究

本文用量子化学的CNDO/2方法计算了方铅矿和黄铁矿表面、氧的吸附以及氧化表面与乙基黄药相互作用体系.讨论了这两种矿物的表面电子结构,描述了方铅矿浮选的离子交换机理和黄铁矿浮选的双黄药分子吸附机理;研究了氧在硫化矿捕收剂浮选和无捕收剂浮选中的重要作用.

黄铁矿的氧化与浮选机理

用量子化学CNDO/2方法研究了黄铁矿表面的电子结构和化学键性质,讨论了黄铁矿表面原子、氧和黄药的相互作用,阐明了黄铁矿表面的共价键特征和接收电子的能力,认为清洁的黄铁矿表面可以与黄药作用生成黄原酸盐,而在有氧吸附的表面上是难以生成黄原酸盐。但吸附的氧可以使黄药氧化生成双黄药,成为反应的活性中心。黄铁矿表面则对该反应起着电催化作用。

云南胶磷矿正浮选捕收剂合成与浮选机理研究

通过三乙醇胺对油酸进行酯化改性,获得油酸酯化改性捕收剂,经红外光谱分析表明,具有明显特征吸收峰。通过浮选机理研究,在试验用量范围内,胶磷矿纯矿物与改性捕收剂作用后接触角可达87.23°(此时上浮回收率达97.87%);油酸改性捕收剂引入亲水基团,CMC提高19.58倍,在水中溶解性增加;同时改性后的捕收剂分子截面积由7.27A2增大至9.51A2,分子截面积提高了30.81%。药剂作用机理的研究,对与来自同一矿山的低品位磷矿石纯矿物浮选具有较强的理论指导意义。

硫化矿浮选机理的量子化学研究进展

以硫化矿浮选机理的量子化学研究历程为主线,从浮选剂与硫化矿作用机理研究、矿物表面特性研究以及采用的量子化学研究方法的变革等三个方面,简要评述了我国硫化矿浮选机理的量子化学研究现状及发展方向。

菱锌矿的硫化电位控制浮选机理研究

以十二胺为捕收剂、硫化钠为活化剂,通过菱锌矿单矿物浮选试验系统研究了硫化钠用量、硫化时间、搅拌条件、加药方式以及矿浆pH值对其浮游性和硫化电位的影响。利用相关系数法分析了各因素对硫化电位的影响趋势及相关性。采用多元回归方法建立了浮选回收率与硫化电位的数学模型。利用Matlab软件拟合出硫化电位与主要因子之间的数学模型方程,结合回收率与电位的数学模型,因素与电位的数学模型为实现硫化过程的优化调控提供了理论基础。

黄药类浮选药剂电子结构与浮选机理的量子化学研究

浮选药剂的结构与浮选性能的关系研究 ,对于寻找和指导合成新的高效浮选药剂具有重要意义。本文用量子化学程序MOAN计算了乙基黄药浮选药剂、方铅矿表面的电子结构 ,讨论了配体作用的活性位置 ,配体与方铅矿表面作用的方向及其机理。

白铅矿的硫化电位控制浮选机理研究

以乙基黄药为捕收剂,硫化钠为硫化剂,通过单矿物浮选试验系统地研究了白铅矿浮选时硫化钠用量、硫化时间、搅拌条件、加药方式以及矿浆p H对硫化过程中矿物的浮游性、矿浆电位、硫离子电极电位的影响。采用多元回归方法建立了浮选回收率与硫化电位的数学模型,数学模型很好地反映了两者之间的关系。使用相关系数法分析了各因素对硫化电位的影响趋势及两者间的相关性。利用Matlab数学软件拟合出硫化电位与主要影响因子间的数学模型方程,再结合回收率与电位的数学模型,可以实现对硫化过程及时、合理的调控。

氧化锌矿硫化-胺法浮选机理

概述了硫化-胺法的浮选机理,指出氧化锌矿硫化浮选的最佳pH值为7～12。氧化锌矿经硫化后,形成与硫化矿近似的矿物表面,用黄药或胺类捕收剂可得到有效捕收。

贫连生体浮选机理及粗选用浮选机发展方向的探讨

笔者在闹述贫连生体矿物浮选机理的同时,引入了贫连生休矿物与脉石矿物在泡沫相中下落时间差的概念,由此而发展了一种适于粗选的浮选槽,以尽早丢弃最终尾矿。

高碘值脂肪酸皂对磷矿浮选性能及机理研究

为研究高碘值脂肪酸皂捕收剂正反浮选富集低品位胶磷矿性能,以湖北某胶磷矿为试验对象,在磨矿细度为-0.074 mm占96.77%,矿浆温度40℃下,以Na_(2)CO_(3)作为p H调整剂,水玻璃和NO-2作为正浮选抑制剂,H_(2)SO_(4)、H_(3)PO_(4)作为反浮选调整剂,以高碘值脂肪酸皂作为捕收剂,通过正浮选1粗1精1扫与反浮选1粗2扫闭路试验,获得磷精矿P_(2)O_(5)品位为30.32%,回收率为83.45%的浮选指标。结果表明,在正反浮选中使用高碘值脂肪酸皂作为捕收剂,能有效提高磷精矿的品位,磷矿P_(2)O_(5)品位从22.11%提至30.32%,高碘值脂肪酸皂具有较好的正反浮选性能。

十二胺浮选脱硫副产物亚硫酸镁实验及其机理研究

以镁法烟气脱硫技术产生的脱硫副产物亚硫酸镁为研究对象,采用一粗一精浮选的方法,分析副产物粒度、十二胺捕收剂和水玻璃调整剂用量等因素对脱硫副产物中亚硫酸镁浮选的影响,通过红外光谱及Zeta电位探究十二胺与脱硫副产物中亚硫酸镁的作用机理。结果表明,最佳的浮选条件为副产物粒径<0.074 mm的粒子质量分数为82.8%、粗选捕收剂十二胺用量为120 g/t、水玻璃用量为150 g/t、精选药剂的量为粗选的20%,脱硫副产物精矿中亚硫酸镁(以氧化镁质量分数计)品位达35.78%,回收率达56.8%。红外光谱及Zeta电位分析表明,十二胺与亚硫酸镁的作用原理主要以静电力吸附为主,并伴随着微弱的化学吸附作用。

典型阴阳离子与晶质结构性差异菱镁矿在浮选体系下的相互作用

自然界中的菱镁矿主要以显晶质和隐晶质两种结构存在,晶质结构的差异导致矿物在浮选过程中表现出不同的表面性质,如溶解度和亲疏水性等。在浮选过程中,常用的阴阳离子调整剂会促使两种晶质结构菱镁矿与捕收剂之间产生不同的相互作用,然而对于两种晶质结构的具体影响机理尚不明确。本文以显晶质和隐晶质结构差异作为区分,在十二胺阳离子捕收剂和油酸钠阴离子捕收剂作用下,研究了Fe^(3+)、Ca^(2+)、SiO_(3)^(2-)和CO_(3)^(2-)等阴阳离子对于两种晶质菱镁矿的可浮性影响。结果表明:在十二胺体系中,Fe^(3+)对矿物具有明显的抑制作用,显晶质和隐晶质菱镁矿的回收率分别降低70%和10%,Ca^(2+)、SiO_(3)^(2-)和CO_(3)^(2-)则产生了一定的活化作用,其中CO_(3)^(2-)的作用最强,两种晶质菱镁矿的回收率分别提高70%和40%。在油酸钠体系中,Fe^(3+)、Ca^(2+)对矿物的浮选具有抑制作用,Fe^(3+)作用时,两种矿物的回收率分别下降55%和20%;而SiO_(3)^(2-)和CO_(3)^(2-)对矿物的浮选则产生了活化作用,在CO_(3)^(2-)作用下显晶质和隐晶质菱镁矿的回收率分别提高10%和25%。在两种晶质结构菱镁矿的浮选体系中,CO_(3)^(2-)的加入会促进捕收剂在矿物表面的吸附,从而提高矿物的回收率,Fe^(3+)的加入则会在矿浆中形成亲水性的羟基铁配合物质,并罩盖于颗粒表面,降低矿物可浮性。隐晶质菱镁矿在矿浆中的溶解也会提高矿浆黏度,因此相较于显晶质菱镁矿,其受到的抑制作用相对较弱。在阴阳离子作用下,菱镁矿的浮选特性与其不同的晶质结构有着非常重要的联系。

配位化学在金属氧化矿浮选中的应用研究进展

综述了配位化学在金属氧化矿浮选过程中的最新应用研究进展,重点探讨了配位化学理论在金属氧化矿浮选界面作用机理中的应用。浮选是通过捕收剂/抑制剂等药剂分子强化不同矿物表面的亲/疏水性差异,借助气泡实现疏水矿物和亲水矿物选择性分离的界面物理化学过程。浮选体系中矿物晶体表面、浮选药剂及水分子均具有显著的配位特征,配体药剂分子与表面活性金属离子在空间结构和化学性质上的匹配,是现代配位化学中高精度“分子识别”的关键原则。同时,现代配位化学还包括配体(客体)与主体之间的氢键作用、静电作用及范德华作用等非传统的超分子作用(非共价键作用)。因此,本文提出界面配位作用是金属氧化矿物浮选界面过程的本质规律之一。界面配位作用是发生在原子、分子层次的微界面物理化学过程,界面配位化学精细调控研究对于实现复杂低品位金属氧化矿物的深度强化分选至关重要。本文从矿物表面金属离子的配位、表面水化配位,金属离子在水化表面预配位及浮选药剂预组装配位对典型金属氧化矿物的浮选配位化学研究进行归纳总结,并对未来浮选配位化学的研究重点进行了前景展望。

十二烷基吗啉选择性浮选氯化钠颗粒的作用机理

通过研究十二烷基吗啉(DMP)在饱和卤水中对氯化钠颗粒的浮选行为,揭示了氯化钠颗粒通过增强体系泡沫的稳定性而提高了十二烷基吗啉的浮选性能;运用红外光谱法研究证明,DMP分子以物理作用力吸附于氯化钠颗粒表面;同时,研究了十二烷基吗啉分子在氯化钠颗粒表面的吸附行为及精光卤石颗粒与各种条件下氯化钠颗粒表面的接触角.研究结果表明,十二烷基吗啉选择性浮选分离氯化钠颗粒的作用原理是:十二烷基吗啉分子在饱和卤水介质中由于受到很强的疏水力,选择性吸附于氯化钠颗粒表面;且因精光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)颗粒表面有很强的水合斥力,十二烷基吗啉分子不能吸附于精光卤石颗粒表面;因此,在浮选过程中,吸附在气泡界面的DMP分子因受到疏水作用力,使气泡吸附在氯化钠颗粒表面,氯化钠颗粒被浮选分离.

羟肟酸浮选白钨矿的机理

通过浮选实验、吸附量测定、Zeta电位测试、羟肟酸与Ca2＋作用模型的建立以及红外光谱测试，研究羟肟酸对白钨矿的浮选作用机理。结果表明：当pH为8-10时，白钨矿具有很好的可浮性，且在pH=9时达到最大回收率，其中环已甲基羟肟酸（CHA）对白钨矿的捕收能力优于BHA的；在整个实验pH范围内（8-10），CHA在白钨矿表面的吸附量均大于苯甲羟肟酸（BHA）的，CHA的加入使白钨矿表面动电位向负移动的程度要大于BHA的，且CHA与Ca2＋的结合能更负，这均说明CHA更容易在白钨矿表面发生吸附，对白钨矿的捕收能力更强；BHA在白钨矿表面发生牢固的化学吸附，与钙离子作用生成了BHA钙盐。

金红石与石榴石浮选分离及调整剂作用机理

为了实现金红石与主要脉石矿物石榴石在无污染条件下的有效分离,采用浮选方法研究了金红石和石榴石的分离,并采用红外光谱和X光电子能谱分析等手段研究了分离过程中调整剂六偏磷酸钠的作用机理。结果表明,以烷胺双甲基磷酸(ATF1024)为捕收剂,六偏磷酸钠[(NaPO3)6]为调整剂,可以实现金红石与石榴石之间的浮选分离。(NaPO3)6对石榴石的抑制作用存在两种机理:其一,(NaPO3)6与石榴石表面Fe2+发生化学键合导致其牢固吸附而使石榴石表面强烈亲水;其二,(NaPO3)6选择性溶解石榴石表面Ca2+导致石榴石与捕收剂作用的表面活性质点减少。