脂肪酸捕收剂分子结构与性能的密度泛函理论研究

这是一篇矿物加工工程领域的论文。脂肪酸类捕收剂广泛应用于浮选氧化矿,其分子结构是影响浮选性能的重要因素,为了从微观角度揭示脂肪酸捕收剂结构变化对其反应活性的影响,采用密度泛函理论研究了脂肪酸电子结构与性能的关系。研究结果表明:油酸分子和油酸根离子中氧原子有很强的反应活性,氧原子是油酸与氧化矿物表面作用的键合原子;油酸根离子的两个氧原子具有相近的化学活性,且在费米能级处的态密度大于油酸分子,使得油酸根离子的活性明显强于油酸分子;碳链长度和烃基不饱和度几乎不影响脂肪酸中氧原子的态密度,其对脂肪酸性能的影响不是通过羧基作用的;脂肪酸与常见金属阳离子的相互作用能与其溶度积常数降低的规律一致,两者存在较好的对应关系;研究对了解脂肪酸捕收剂结构与性能的关系及开发新型脂肪酸类捕收剂有一定的理论意义和参考价值。

磷矿中磷灰石及脉石矿物浮选表面化学研究进展

磷矿是战略性关键矿产资源。中国磷矿储量位居世界第二位,主要类型为沉积型磷块岩。由于磷块岩是由外生作用形成、由隐晶质或显微隐晶质磷灰石及其它脉石矿物组成的堆积体,并且磷灰石与脉石矿物的表面润湿性、表面电性、表面吸附等表面性质相近,使得浮选分离难度大。浮选表面化学是磷矿浮选的重要理论基础,是实现不同矿物之间选择性分离的关键。综述了磷矿石中主要有用矿物磷灰石和主要脉石矿物白云石、石英的晶体化学特征,以及磷灰石与脉石矿物表面润湿性、表面电性、表面吸附等表面性质。讨论了不同浮选药剂作用下矿物表面润湿性的变化特征、矿物在水溶液中的双电层结构、矿物表面的活性位点与捕收剂作用的吸附构型。在此基础上,总结了难免离子对磷灰石与脉石矿物浮选行为的影响,为中低品位磷矿石的浮选分离提供理论支撑。

油酸根离子在氟磷灰石和白云石表面吸附动力学与吸附热力学研究

采用TOC测量以及分子模拟方法研究了油酸根离子在氟磷灰石和白云石表面的吸附动力学以及吸附热力学。吸附动力学研究结果表明,以HEDP为抑制剂时,油酸根离子在氟磷灰石和白云石表面的吸附符合准二级动力学模型,油酸根离子在氟磷灰石表面的吸附速率大于在白云石表面的吸附速率。吸附热力学研究结果表明,油酸根离子在氟磷灰石和白云石孔径内和氟磷灰石(001)面以及白云石(104)面的吸附都接近Langmuir模型。相同比表面积条件下,油酸根离子在白云石表面的吸附量高于在氟磷灰石表面的吸附量,表明单位表面积内,白云石表面比氟磷灰石表面具有更多的活性位点。

基于密度泛函理论的含CO_(3)^(2-)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CO_(3)^(2-)缺陷处的吸附。结果表明,白云石溶解产生CO_(3)^(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。

分子模拟在磷矿浮选研究中的应用进展

浮选是钙镁质磷矿提质降杂的主要方法,但白云石和氟磷灰石的表面物理化学性质相似,导致难以对其高效分离。随着量子化学和计算化学的发展,分子模拟为研究钙镁质磷矿中主要矿物的晶体化学性质和界面相互作用提供了新方法,逐渐成为研究钙镁质磷矿浮选的有效工具。在梳理磷矿石浮选表面物理化学性质,特别是在润湿性、电性以及吸附特性研究的基础上,总结了分子模拟方法进展及密度泛函理论和分子动力学模拟在氟磷灰石和白云石等浮选分离中的应用,包括晶体化学性质、水分子和浮选药剂在矿物表面相互作用等,并讨论分子模拟在磷矿浮选研究中的应用前景。

新时代推进共同富裕研究综述

中国特色社会主义进入新时代,以习近平同志为核心的党中央对如何扎实推进共同富裕作出了很多新战略部署,学者们为此展开了系列研究,并取得了丰硕成果。通过对共同富裕是什么、为什么、怎么样和怎么办的逻辑思路进行文献梳理总结,发现对于共同富裕相关课题研究未来需从以下几个方面进一步深化拓展:首先研究内容方面需要对我国共同富裕的评价指标体系进行系统全面研究;其次研究程度方面需深化新发展阶段扎实推进共同富裕的具体路径选择研究;最后研究方法方面需加强运用比较研究法对共同富裕的相关问题进行比较分析研究。

钙镁质磷矿石粒级解离特性对其浮选行为的影响研究

以中低品位钙镁质磷矿石为原料,研究了磨矿细度-0.075 mm粒级占56.74%磨矿产品中的粗粒级(+0.15 mm、-0.15+0.106 mm和-0.106+0.075 mm)和细粒级(-0.075+0.038 mm和-0.038 mm)颗粒解离特性对浮选行为的影响。使用X射线荧光光谱分析和X射线粉末衍射分析各粒级不同矿物组分含量,结合扫描电镜背散射扫描分析各粒级连生体及单体解离情况,发现单体矿物含量随粒径减小而增多,氟磷灰石主要富集在+0.075 mm粗粒级中,白云石主要集中在-0.075 mm细粒级中。增强-0.038 mm粒级中有用矿物和脉石矿物选择性聚集,可减少P2O5损失;减少+0.075 mm粗粒级含量、同时增加-0.075+0.038 mm粒级含量,可以有效提高精矿中P2O5品位和回收率。

钙离子对胶磷矿和白云石可浮性的影响研究

以白云石-胶磷矿体系为研究对象,在无机阴离子存在的条件下,研究了钙离子对胶磷矿和白云石浮选行为的影响。试验结果表明:F-存在的条件下,Ca2+对两种矿物的可浮性影响并不大;而CO32-存在的条件下,在强碱性环境中,Ca2+的加入使两种矿物的可浮性趋于一致。同时,在Ca2+体系中,当pH≈7时,SO42-对胶磷矿的抑制效果较好;在pH=5～7时,PO43-对两种矿物有明显的选择性抑制作用。F-和CO32-混合体系中,Ca2+对两种矿物的浮选均有一定的活化作用,Ca2+对胶磷矿的活化作用要优于白云石。

贵州某高硫铝土矿工艺矿物学研究

以贵州某高硫铝土矿为研究对象,采用元素分析、矿物自动分析仪(MLA)和扫描电镜(SEM)等方法,研究了高硫铝土矿的化学组成、主要矿物的解离度及连生关系、矿物表面形貌等,结果表明:矿石中Al_(2)O_(3)含量为62.71%,S含量为3.37%,SiO_(2)含量为9.94%;矿石中元素Ce和Ga含量分别达到121.0 g/t和40.3 g/t;黄铁矿在矿石中分布广泛,与一水硬铝石连生紧密,嵌布粒度较细;在磨矿细度为-0.075 mm占77%的条件下,一水硬铝石和黄铁矿的解离度分别为14.10%和71.20%,黄铁矿解离度较高,一水硬铝石解离度较低,可采用“阶段磨矿—阶段选别”的浮选工艺脱硫。

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、SO_(4)^(2-)-和H_(2)PO_(4)^(-)-)在氟磷灰石和白云石表面上吸附特性的差异。结果显示,油酸根离子、SO_(4)^(2-)-和H_(2)PO_(4)^(-)-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,SO_(4)^(2-)-和H_(2)PO_(4)^(-)-在Ca位点的吸附能分别为-818.74~-1 058.30 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,SO_(4)^(2-)-和H_(2)PO_(4)^(-)-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,SO_(4)^(2-)-和H_(2)PO_(4)^(-)-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。

磷矿石浮选精矿沉降试验研究

通过对磷矿石浮选精矿在清水和回水中进行沉降试验,研究了产品沉降的影响因素,结果表明,添加絮凝剂TFB能有效提高沉降效果,矿浆pH值及水质对沉降也有一定影响。

贵州织金含稀土磷矿石的浮选富磷降镁实验

针对贵州织金含稀土磷矿石进行了选矿富磷降镁实验,原矿P_(2)O_(5)品位21.80%,MgO质量分数8.31%,采用一段反浮选流程,可获得精矿P_(2)O_(5)品位33.35%,MgO质量分数为1.36%,P_(2)O_(5)回收率86.53%;考察了选矿产品中稀土元素总量(ΣREE)和重金属元素Pb、Cd的质量分数及走向,并分析精矿中ΣREE、重金属元素Pb与P_(2)O_(5)品位之间的相关性。结果表明:重金属元素Pb和稀土元素在精矿中富集,而重金属元素Cd在尾矿中富集,为后续含稀土磷矿石的分离利用提供了依据。

贵州某微细浸染型金矿硫代硫酸盐浸出试验研究

贵州某微细浸染型金矿金品位为3.46 g/t,在原矿性质分析的基础上,采用硫代硫酸盐直接浸出工艺,进行了探索试验、条件试验和综合优化试验,确定了合理的浸出条件为:Na2S2O3·5H2O用量0.4 mol/L,CuSO4用量4 g/L,NH3·H2O用量4 mol/L,Na2SO3用量0.3 mol/L,液固比为4∶1,pH为9.5。将原矿直接浸出与预处理后试样浸出进行对比试验,获得金浸出率分别为72.10%和85.09%,并对两者浸出率差异进行了分析。

贵州织金含稀土中低品位磷矿石捕收剂富磷试验研究

针对织金含稀土中低品位磷矿石,重点考察了捕收剂对浮选效果的影响。试验表明,GJBW是一种有效的捕收剂,通过"一粗一精"反浮选工艺流程,可获得精矿产率64.64%,P2O5品位31.06%,MgO含量0.99%,精矿中P2O5回收率84.87%,MgO脱除率为89.44%。。

胶磷矿和白云石的嵌布特征及磨矿细度试验

针对贵州织金中低品位磷矿石在进行物质组成研究的基础上进行浮选富集磷的试验,主要考察了胶磷矿和白云石的嵌布特征以及磨矿细度对浮选的影响。试样中磷的化学物相分析结果显示,矿石中P2O5绝大部分为胶磷矿中的P2O5,该试样浮选回收的对象为胶磷矿。对胶磷矿和白云石的嵌布特征进行研究的结果表明:试样中部分呈致密状嵌布的胶磷矿,其整体嵌布粒度粗,且包含大量细粒的白云石、方解石和石英、粘土矿物;其次胶磷矿呈生物碎屑状、粒状、肾状、不规则状等嵌布于白云石中,这部分胶磷矿的嵌布粒度相对于其胶结物白云石来说很细。以上两种嵌布特征都给选矿磨矿过程中磨矿细度的选择带来了难题,想要获得好的浮选指标,磨矿细度的选择很重要。对于原矿含P2O523.65%,MgO5.96%,采用"一粗一精"反浮选工艺流程,在磨矿细度为-0.074 mm占74.38%的条件下,获得的磷精矿含P2O532.25%,MgO0.75%,精矿中P2O5回收率84.39%,MgO的脱除率为92.02%。

四川某硅钙质锰矿石强磁选—浮选试验研究

四川某锰品位为21.83%的硅钙质锰矿石锰品位低、嵌布粒度细、磨矿易泥化。为给该矿石的开发利用提供依据,对其进行了原矿预先脱泥—磨矿—强磁选—再磨—阳离子反浮选—阴离子正浮选工艺流程试验。结果表明:原矿预先脱泥后磨细至-0.075 mm占75%,磨矿产品与矿泥混合后经1粗1扫湿式强磁选,得到锰品位为25.23%、回收率为85.92%的强磁选精矿,强磁选精矿再磨至-0.075 mm占85.14%,以硫酸为p H调整剂、十二胺为捕收剂经1粗2扫反浮选,可以得到锰品位为28.86%、回收率为78.57%的反浮选精矿,反浮选精矿以Na2CO3为p H调整剂、六偏磷酸钠为抑制剂、GJBW为捕收剂经1粗2扫正浮选,获得的最终锰精矿锰品位为33.62%、回收率为72.76%。试验结果可以为该硅钙质锰矿石的利用提供技术参考。

活性氧化铝对废水中磷酸根离子的吸附特性研究

通过静态吸附试验研究了活性氧化铝吸附废水中磷酸根离子的影响因素及作用机理。结果表明:对初始质量浓度为10 mg/L的磷酸根离子溶液,在活性氧化铝用量为25 g/L,pH值为4,吸附温度为298 K和吸附时间为60 min时,磷酸根离子的去除率为90.30%;活性氧化铝再生3次后,废水中磷酸根离子的去除率保持在89%左右。活性氧化铝pHpzc为4.9;当pH值为4时,磷酸根离子以H2PO4-形式存在,活性氧化铝表面带正电,有利于H2PO4-在其表面产生静电吸附。磷酸根离子在活性氧化铝表面的吸附符合二级动力学模型;等温吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。zeta电位测试、热力学参数计算和FTIR分析表明:磷酸根离子在活性氧化铝表面的吸附为化学吸附与物理吸附共同作用。ΔG<0,ΔH>0,表明吸附过程为自发、吸热过程。

白云石与胶磷矿纯矿物浮选行为差异研究

针对贵州海相沉积型磷矿石类型,在对白云石和胶磷矿纯矿物进行多元素分析的基础上,分别进行了白云石和胶磷矿纯矿物浮选试验,研究了白云石-胶磷矿体系中矿物浮选行为差异,探讨了不同pH值、抑制剂种类及用量、捕收剂用量对胶磷矿和白云石浮选分离的作用,确定了较为合适的药剂用量,为有效分选白云石和胶磷矿奠定了基础。

脂肪酸结构对胶磷矿表面润湿性的影响研究

不同结构的脂肪酸在胶磷矿表面润湿程度对浮选有直接的影响。通过动态俘泡法测定接触角,研究了脂肪酸碳链长度、双键个数、羟基引入、碳链异构对胶磷矿表面润湿性的影响。结果表明,p H在8~10范围内,胶磷矿疏水性较好。饱和脂肪酸疏水能力为:棕榈酸>肉豆蔻酸>硬脂酸>月桂酸,碳原子数在12~16范围内,胶磷矿疏水性随碳链长度增加而增强。不饱和脂肪酸的疏水能力为:亚麻酸>亚油酸>油酸,不饱和程度越高,胶磷矿表面疏水性越强。脂肪酸烃基中引入羟基和异构的疏水能力为蓖麻油酸>硬脂酸>异硬脂酸,脂肪酸中同时含双键和羟基可提高胶磷矿疏水性,烃基正构碳链较异构疏水能力强。

捕收剂GJBW作用下胶磷矿浮选动力学研究

以贵州省某海相沉积型胶磷矿纯矿物为研究对象,通过对纯矿物浮选及其动力学行为探索,研究了捕收剂GJBW质量浓度及矿物粒度对浮选动力学的影响。结果表明,胶磷矿的浮选动力学与一级动力学模型匹配度最高,同时在一定范围内捕收剂GJBW的质量浓度和颗粒的粒度均会对浮选动力学行为产生较大的影响。捕收剂GJBW质量浓度越高,各粒级的极限回收率ε∞越高,浮选速率常数k值越大;同时矿物粒度越大,极限回收率ε∞越小,而浮选速率常数k值却增大。