N-(3-氨丙基)-月桂酰胺对铝硅酸盐矿物的浮选

研究了N (3 氨丙基 ) 月桂酰胺对高岭石、伊利石和叶蜡石的浮选性能。结果表明 :N (3 氨丙基 ) 月桂酰胺对这些铝硅酸盐都有较好的捕收性能 ,对高岭石、伊利石和叶蜡石的回收率分别在 91% ,90 %和 96 %以上。矿浆 pH值对 3种矿物的可浮性影响较小 ,在一个较宽的 pH范围内 ,3种矿浆的Zeta电位均为负值 ,矿粒表面荷负电。红外光谱证明 ,3种矿物中均含有—OH基。酸性介质中 ,捕收剂分子通过静电引力吸附在矿粒表面 ;碱性介质中 ,捕收剂分子通过氢键吸附在矿粒表面。矿粒的扫描电镜照片表明 :叶蜡石颗粒主要呈薄片状 ;伊利石和高岭石颗粒呈不规则形状。

氟化钠在铝硅酸盐矿物浮选中的作用机理研究

在季铵盐捕收剂体系中 ,氟化钠活化了层状硅酸盐矿物高岭石、伊利石和叶蜡石的浮选 ,而对一水硬铝石的浮选没有影响 ,可以作为铝土矿反浮选的有效调整剂。氟化钠在矿物表面上发生特性吸附作用 ,显著降低硅酸盐矿物的Zeta电位 ,而对一水硬铝石的电位影响不大。AES研究表明 ,氟离子扩散至硅酸盐矿物颗粒内部 ,使得其在硅酸盐矿物颗粒上的吸附量很高 ,而只在一水硬铝石表面发生较低量的吸附。氟离子在硅酸盐矿物颗粒的表面和内部的高吸附量显著降低矿物的动电位 ,增强捕收剂与矿物的静电作用 。

复杂伟晶岩铝硅酸盐矿物晶体结构与表面特性和可浮性的关系

基于复杂伟晶岩铝硅酸盐矿物锂辉石、绿柱石、石榴子石、长石和云母晶体结构复杂,表面物理化学性质的各向异性显著,表面化学性质相似,表面活性质点皆为Al^(3+),与传统的脂肪酸类捕收剂作用的选择性差等特点,对复杂伟晶岩铝硅酸盐的晶体结构与可浮性关系进行分析,以期为复杂伟晶岩铝硅酸矿物浮选分离提供理论借鉴。研究表明,不同铝硅酸盐矿物解离时矿物表面的诸多性质如:化学键的断裂程度、暴露元素的数量和种类、Al^(3+)对Si^(4+)的替代程度及Al的配位方式等的不同直接影响着矿物的可浮性,而导致铝硅酸盐矿物解离时表面性质差异的深层次原因是它们晶体结构的差异。

N-烷基-1,3-丙二胺类捕收剂的结构与浮选铝硅酸盐矿物性能的研究

以脂肪胺和丙烯腈为原料,常压下合成了N-烷基-1,3-丙二胺类捕收剂,考察了它们对高岭石、叶蜡石、伊利石的浮选行为。多胺类的捕收性能优于十二胺;最佳浮选pH值为4～6。药剂结构和溶液化学行为、矿物晶体结构和溶液化学行为解释了浮选机理。多胺有望成为一类有效分离一水硬铝石和铝硅酸盐矿物的反浮选捕收剂。

铝硅酸盐矿物和玻璃中Al的配位与局部结构

利用同步辐射的AlK边X射线吸收近进结构（XANES）谱研究了刚玉和铝硅酸盐矿物（蓝晶石，红柱石，夕线石和钠长石）中Al的配位与局部结构，证明该方法可以作为新的结构探针研究结构未知体系中Al的配位与局部结构。例如，Al的K边XANES谱证明在室温压条件，钠长石玻璃中的Al保持为四面体配位（AlIV），局部结构与钠长石晶体中的Al相似；尽管硬玉晶体中的Al为八面体配位，但硬玉玻璃中的Al变为四面体配位（AlIV）。而在相同的高温压条件（4．4GPa，1575C）下制备的硬玉-钠长石玻璃系列中，压力引起四面体配位的Al变成五次（Alv）和六次配位（AlVl），且五次和六次配位Al的比例随玻璃中硬玉含量的增加而增大。

一水硬铝石和含铝硅酸盐矿物在不同调整剂作用下的浮选行为研究

主要考察了以1228作为捕收剂,一水硬铝石和含铝硅酸盐矿物在甲基纤维素、Na2SiF6、SA3、1230和1231等五种调整剂作用下的浮选行为。结果表明,调整剂SA3、1230和1231对一水硬铝石都有抑制作用,但1230和1231对含铝硅酸盐矿物也有不同程度的抑制作用,尤其是对伊利石的抑制作用比较强;甲基纤维素对一水硬铝石和含铝硅酸盐矿物都有很强的抑制作用;调整剂Na2SiF6只有在pH<2.0的条件下才对一水硬铝石显示较强的抑制作用,而且浮选的pH值范围窄。通过对几种调整剂作用进行分析比较,酸性介质中SA3有可能实现一水硬铝石与含铝硅酸盐矿物的选择性分离。

铝硅酸盐矿物成岩演化对形成过渡带气的影响

生油成气的过程不只是简单的有机物之间的转化，而是无机和有机两个系统综合运动的产物，它们之间相互联系相互制约。成岩作用伊始，两系统独立演化，均受成岩环境的制约。一旦环境适合于有机物裂化分解，两系统就共同发挥作用，通过质子的转移而相互作用。由于生物热催化过渡带气埋藏浅、热演化程度不高等特点，铝硅酸盐矿物成岩作用主要表现为：砂质岩以机械压实作用、胶结作用、溶解作用、矿化交代、自生矿物充填作用为主，泥质岩最显著的变化就是矿物的成岩演化，即蒙脱石→伊／蒙混层→伊利石，及蒙脱石→绿／蒙→绿泥石的成岩演化，其实质是有机与无机相互作用，即赋存在粘土中有机质的有机酸使砂质岩发生溶解，和碎屑岩溶解孔隙水中的Ａｌ３＋替代蒙脱石晶层间的Ｓｉ４＋，形成质子酸，对有机质形成过渡带气起着催化作用。

取代基对十二烷基阳离子表面活性剂捕收铝硅酸盐矿物的影响

以4种连有不同取代基的阳离子表面活性剂为铝硅酸盐矿物捕收剂,研究各药剂对铝硅矿物的浮选能力及浮选特点。运用密度泛函理论(DFT)B3lyp/6-31G(d)方法,对4种捕收剂的阳离子结构进行优化,并计算原子电荷分布等量化参数和几何结构参数。研究结果表明:甲基的取代可增强阳离子的静电作用能力,同时,削弱它与矿物表面之间的氢键作用;苄基的取代不仅增强药剂的静电效应,而且增加氢键的结合能力;理论分析结果与浮选试验结果一致,季铵盐的浮选能力较伯胺与叔胺的强,连有苄基的季铵盐对铝硅酸盐矿物的捕收能力最强,且受pH值影响小。

复杂铝硅酸盐矿物热处理过程的结构变化

铝土矿尾矿是一种复杂的铝硅酸盐矿物 ,其综合利用是铝工业急需解决的重要课题 ,热处理则是其综合利用时要涉及的共性问题。运用差热 -热重 (DTA -TG)、扫描电镜 (SEM )和X -射线衍射 (XRD)技术研究了复杂铝硅酸盐矿物热处理过程的矿物相变化 ,探讨了热处理过程的动力学 ,讨论了热处理时复杂铝硅酸盐矿物的SiO2 -Al2 O3 系统相图 。

Fe Mn二元氧化物强化活性铝硅酸盐矿物对Tl(Ⅰ)的去除及其机制

铊(Tl)对哺乳动物具有高毒性,Tl(Ⅰ)是其在水中常见稳定易迁移形态,难于处理.本研究采用共沉淀法将Fe、Mn氧化物负载于活性铝硅酸盐矿物(AAM)制得Fe Mn二元氧化物复合活性铝硅酸盐(FMAAM),并将其应用于水中Tl(Ⅰ)的去除.通过批量试验,研究了FMAAM吸附剂用量、初始pH、离子浓度等因素对Tl(Ⅰ)去除的影响,并阐述了去除机制.结果表明:在120min时,FMAAM对Tl(Ⅰ)的吸附达到平衡,且在pH为3~9的条件下,FMAAM对Tl(Ⅰ)有较好的吸附效果,去除率都高于89.0%;FMAAM对Tl(Ⅰ)的吸附过程更符合Langmuir模型,其在293K(pH=7,1.00g/L)条件下,对Tl(Ⅰ)的最大吸附量为61.50mg/g.同时测定了FMAAM的比表面积(S_(BET))、平均孔径和总孔体积,其中,FMAAM的S_(BET)(36.830m^(2)/g)高于AAM的S_(BET)(0.165m^(2)/g),且相差200倍以上.根据X射线能谱(EDX)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析,FMAAM对Tl(Ⅰ)的吸附机理为离子交换、络合反应和氧化沉淀.

伟晶岩型铝硅酸盐矿物的晶体化学特征计算与分析

探讨了伟晶岩型铝硅酸盐矿物(锂辉石、长石和云母)的晶体结构,三者晶体结构最大不同之处在于Al—O配位方式不同。其中,锂辉石晶体结构中Al在硅氧四面体骨干之外,以六配位的形式组成[AlO_6]八面体;钠长石晶体结构中Al取代了Si呈[AlO_4]四面体;而白云母晶体结构中[AlO_4]四面体和[AlO_6]八面体同时存在。同时,以键价的观点对这三种矿物晶体结构中化学键的特征进行理论计算。结果发现,M^(n+)静电价强度、M^(n+)—O^(2-)键平均键长、库仑力、平均键价之间具有极好的一致性。在伟晶岩型铝硅酸盐矿物结构中,[SiO_4]四面体Si—O键是最强的,当Al取代Si时,[AlO_4]四面体中Al—O键的键强次之,[AlO_6]八面体Al—O键的键强较弱,其它金属M—O键的键强最弱。

新型螯合剂对一水硬铝石和铝硅酸盐矿物浮选行为的研究

合成了含有羧基和肟基的新型螯合捕收剂HCMT并研究其对一水硬铝石、高岭石和伊利石的浮选行为。单矿物浮选试验表明,该捕收剂对一水硬铝石、铝硅酸盐矿物的捕收能力差别较大,能有效分离一水硬铝石与铝硅酸盐矿物。通过动电位、红外光谱和电镜扫描(SEM)等研究了捕收剂对矿物的吸附机理,结果表明捕收剂在一水硬铝石表面可能是通过COOH、-NHOH与Al-O形成双环螯合物的化学吸附,而在高岭石、伊利石表面主要是物理吸附。

辛基胍浮选铝硅酸盐矿物的研究

以辛基硫酸胍SAG8为捕收剂,通过浮选实验、Zeta电位和红外光谱测定,研究了SAG8对铝硅酸盐矿物的浮选性能和作用机理。结果表明：在pH为4-12的范围内SAG8对高岭石、叶腊石和伊利石这三种铝硅酸盐都有较好的捕收能力。Zeta电位测得高岭石、伊利石和叶蜡石的等电点分别为3.5、3.0和2.3。矿物与SAG8作用后其表面正电荷密度增加的均不明显。其可能的原因是：胍是有机强碱,当胍分子一个NH^2＋与矿物表面Si-O^-通过静电作用吸附于矿物表面后,由于胍基中还存在一个NH2官能团,它与矿浆中或者矿物表面的OH^-发生氢键作用,矿浆表面OH^-浓度增加,从而使矿物表面正电荷密度增加不明显矿粒表面荷负电。结合浮选实验、Zeta电位和红外光谱可以推断出矿物与SAG8的作用机理：SAG8阳离子中同时存在阳离子型和分子型两种NH2官能团,使得SAG8阳离子以静电力和氢键两种方式吸附铝硅酸盐矿物表面。其中在酸性介质中,SAG8主要通过静电力方式吸附在铝硅酸盐矿粒表面,而在碱性条件下以静电力和氢键两种方式作用。

铝硅酸盐矿物新型浮选捕收剂的研究

考察了自行合成的新型阳离子表面活性剂QAS222对高岭石、叶蜡石和伊利石等铝硅酸盐矿物的浮选行为,试验研究结果表明:广泛矿浆pH范围内,新型阳离子表面活性剂QAS222对铝硅酸盐矿物既表现出较强的捕收力,又显示良好的选择性,是铝硅酸盐矿物的有效捕收剂,可应用于铝硅酸盐矿物的浮选富集,同样也可用于铝土矿、铁矿、萤石矿等选别过程的反浮选脱硅;在矿浆pH=11时,以QAS222为捕收剂,不添加其它任何抑制剂,成功地实现不同铝硅比的人工混合矿的反浮选脱硅,并获得较好的选别指标——当给矿A/S仅有2.7时,仍能获得精矿A/S为12.82,其中Al2O3品位77.79%、回收率69.91%的较好指标,且当给矿A/S不断增大时,精矿中的A/S,Al2O3的品位和回收率都有所提高.

铝硅酸盐矿物六元环Al避免原则的研究

利用量子化学半经验计算PM3方法，对硅酸盐矿物结构中重要的六元环体系的各种同分异构体进行了能量差值的计算研究。同实验结果相比，计算的能量差值△E具有较好的精度，本文用这些△E值具体讨论了六元环的各种形式中Al避免原则的正确性和多样性。

铝硅酸盐矿物浮选中捕收剂的设计合成及浮选机理的研究

铝土矿中脉石主要为高岭石、伊利石和叶蜡石等铝硅酸盐矿物,可以采用反浮选脱硅即通过选用合适的捕收剂将这些脉石矿物浮出.本文针对某铝土矿,结合Curis2软件中的高岭石晶体模型分析,从亲矿物基和非极性基两方面设计合成多胺类捕收剂DN12.通过浮选实验、浮选溶液化学计算、动电位测定和红外光谱测定研究该新型药剂对铝硅酸盐矿物的浮选作用及其机理.该捕收剂相对于常规捕收剂对铝硅酸盐矿物有更好的捕收效果,有效浮选pH区间为4～10.该捕收剂与铝硅酸盐矿物的作用以静电作用为主,同时也有氢键作用,从而增强了对矿物的捕收能力.

天然铝硅酸盐矿物对氟离子的吸附性能研究

含氟工业废水对环境和人体具有较大的危害,以三种天然铝硅酸盐矿物一水硬铝石、三水铝石以及高岭石为吸附剂,探究其对氟离子吸附的可行性并对除氟的机理进行探讨。单因素条件试验表明,高岭石对氟离子的吸附效率最高。在高岭石粒度-18μm、用量10 g/L、pH=1.5、反应时间t=10 min、反应温度25℃的最佳反应条件下,氟离子去除率可达83.69%,废水中氟离子浓度由150 mg/L降低至24.47 mg/L。动力学拟合结果表明,高岭石对氟离子的去除符合准二级动力学,理论吸附容量Qe=8.0244 mg/g。吸附等温线研究表明,该反应符合Freundlich模型,属于单层吸附。FTIR、XPS等检测结果表明高岭石中的羟基脱离后与氟离子发生离子交换,并在高岭石表面生成Al-F键,从而实现含氟废水的净化。

铝硅酸盐矿物复合材料吸附亚甲基蓝性能研究

制备了一种铝硅酸盐矿物复合材料(AGC),用于净化含亚甲基蓝的印染废水。通过BET分析表明,AGC具有多孔径分布、大比表面积、低散失率等优良特性。研究了AGC用量、亚甲基蓝(MB)初始浓度、初始pH值及吸附时间对吸附MB的影响。结果表明:最佳工艺条件下,AGC对MB的平衡吸附量(qe)可达到59.62mg·g^(-1)。对使用过的复合材料利用750℃下焙烧1h进行脱附,重复利用5次后仍维持理想的吸附水平。吸附机制研究表明,吸附体系均符合Langmiur吸附等温线模型及准一级动力学模型;ΔG~θ<0、ΔH~θ<0、ΔS~θ>0,说明吸附过程为吸热反应,且在15~45℃温度下有利于反应顺利自发进行。

铝硅酸盐矿物新型抑制剂获专利

郑州综合所申请的发明专利“一种新型铝土矿正浮选抑制剂”获得了国家知识产权局授权。该技术发明改善了目前铝土矿浮选工艺，通过高效的螫合作用，可有效选择性抑制高岭石、伊利石、叶腊石等铝硅酸盐矿物，同时可高效消除矿浆中Ca^2＋、Mg^2＋离子对浮选效果的影响，