李海普[1]2002年在《改性高分子药剂对铝硅矿物浮选作用机理及其结构—性能研究》文中研究表明论文通过浮选实验、电位测量、红外光谱测定、吸附量测定、矿物晶体量子化学计算、药剂与矿物作用量化计算，研究了一水硬铝石、高岭石、叶蜡石和伊利石的表面性质和可浮性以及它们之间的差异；合成了几组新型高分子浮选调整剂，考察了药剂对四种矿物可浮性的影响，研究了药剂的作用机理，探讨了药剂的结构一性能关系。研究表明： (1)一水硬铝石粉碎破裂时，表面断裂的是铝—氧键，亲水性较好，解理面对溶液中H~+和OH~-离子的选择性吸附，使矿物表面的电位随介质pH的升高而负移，零电点在pH6.0左右；叁种脉石矿物为层状铝硅酸盐，粉碎时出现两种性质不同的解理面，{010}端面断裂铝一氧键和硅一氧键，荷电机理同一水硬铝石，亲水性较好。而层面断裂键则与矿物的晶体结构有关。高岭石层面断裂的是氢键，因晶格阳离子的类质同象替换，该面带有永久的负电荷，叶蜡石断裂的是分子键，疏水性较好，伊利石既有离子键也有分子键断裂，亲水性较好；而且高岭石有不同的两个层面，{001}和{00-1}面，其化学组成不同，荷电性质不同，对十二胺的吸附能力不同，是影响其浮选的一个重要因素。 (2)通过对工业淀粉进行氧化和醚化改性，制得了羧甲基淀粉、氧肟酸淀粉、阳离子淀粉和双醛淀粉。对铝土矿四种主要矿物，一水硬铝石、高岭石、叶蜡石和伊利石的浮选结果表明，变性淀粉均对一水硬铝石有抑制作用，在酸性条件下，几种药剂对一水硬铝石抑制作用大小的顺序为氧肟酸淀粉＞双醛淀粉＞羧甲基淀粉＞阳离子淀粉＞原淀粉，而且氧肟酸淀粉和羧甲基淀粉对高岭石有活化作用，同时不影响叶蜡石和伊利石的回收率，是一种具有潜力和应用前景的铝土矿反浮选一水硬铝石抑制剂及高岭石活化剂。 (3)对丙烯酰胺和丙烯酸甲酯的共聚物肟化制得氧肟酸聚丙烯酰胺，将它同非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺和两性聚丙烯酰胺分别应用于四种矿物的单矿物浮选试验，结果显示，改性聚丙烯酰胺对一水硬铝石、高岭石和伊利石均具有活化作用，其中，药剂对高岭石的活化最强，使它的回收率在整个pH值范围达到80％左右，在一定pH条件下超过一水硬铝石的回收率，解决了高岭石难浮选的问题。在pH=4左右，阴离子聚丙烯酰胺对一水硬铝石表现出优异的抑制性，使一水硬铝石与高岭石的回收率相差近60％。聚丙烯酰胺的应用强化了高岭石的浮选，对铝土矿反浮选具有积极作用。 (4)借助矿物表面动电位测量、红外光谱测定、药剂与矿物表面作用的计算机模拟和量化计算以及药剂在矿物表面吸附量的测量，研究了两个系列高分子药剂与矿物表面的作用机理。 不同淀粉药剂在矿物表面表现不同作用，原淀粉主要是氢键的作用，阳离子淀粉是氢键和静电力(与荷负电矿物表面)的共同作用，梭甲基淀粉、轻肪酸淀粉和双醛淀粉离子性药剂与矿物间的作用除了氢键、静电力外，更重要的是与矿物表面金属离子间产生的化学作用，使药剂能牢固地吸附在一水硬铝石矿物表面，增加矿物表面的亲水性，同时，淀粉支链结构的存在，使它能够掩盖吸附的捕收剂，达到抑制一水硬铝石的目的。几种药剂中，能够与矿物表面金属离子发生化学键合的变性淀粉，特别是对铝离子具有鳌合作用的轻肪酸淀粉吸附能力和抑制作用更强。 聚丙烯酞胺类化合物在矿物表面的吸附能以及吸附量均显示出药剂与矿物间存在的强作用，作用方式与淀粉类药剂相似:阴离子聚丙烯酚胺、轻肠酸聚丙烯酞胺主要靠化学作用，阳离子聚丙烯酞胺借助静电力和氢键，非离子型的聚丙烯酸胺则主要是氢键作用，两性聚丙烯酞胺同时具有阴离子和阳离子聚丙烯酞胺药剂的作用特点。由于分子的直链结构，聚丙烯酸胺药剂易与捕收剂十二胺形成表面活性更高的高分子捕收剂，同时由于聚丙烯酞胺(除轻肪酸聚丙烯酞胺)具有较高的分子量，对高岭石显示很好的絮凝作用，增加了捕收剂的吸附密度，活化了高岭石的浮选。 (5)通过对高分子药剂基团电负性、亲水一疏水平衡常数和结构参数量化计算以及高分子链结构和分子量对药剂浮选性能的探讨，研究了有机高分子药剂的结构一性能关系。结果表明: 变性淀粉分子的基团电负性介大小顺序为:醛基>氧肪酸基团>梭酸基团>季胺基>轻基;药剂的亲水性依氧肪酸淀粉、阴离子淀顺序降低;淀粉的化学改性增加了键合原子的净电荷，提高了药剂给予电子的能力，提高了药剂的活性。轻肪酸淀粉的浮选活性指数i，较大，基团电负性介较负，最高占据轨道与最低空轨道能量差△E最小，具有较高的亲水性、较强的与矿物表面金属离子作用的能力，其抑制一水硬铝石的能力较强，双醛淀粉和梭甲基淀粉次之，而原淀粉的i，最小，介负值较小，水溶性和与矿物作用能力均较弱，抑制一水硬铝石浮选的性能较差。 聚丙烯酞胺药剂中，轻肪酸聚丙烯酞胺离子的△E最小，基团电负性最大;其次是阴离子聚丙烯酞胺、两性离子聚丙烯酞胺和阳离子聚丙烯酞胺，非离子聚丙烯酞胺的△E最大，给出电子能力最低。对于阴离子聚丙烯酞胺、两性离子聚丙烯酞胺、阳离子聚丙烯酞胺和非离子聚丙烯酞胺，虽然它们药剂基团电负性、基团大小不同，但它们的
常自勇[2]2014年在《选矿回水中絮凝剂对铝土矿浮选影响的研究》文中进行了进一步梳理摘要：聚丙烯酰胺常用做助滤助沉剂以加速铝土矿浮选尾矿的沉降浓缩。当聚丙烯酰胺随回水返回至铝土矿浮选系统时,会对铝土矿的浮选产生严重影响。本论文采用多种测试技术,结合理论分析和实验研究,考察了聚丙烯酰胺对铝、硅矿物可浮性的影响,对其影响机制进行了细致的研究,并在此基础上探索降低聚丙烯酰胺对铝土矿浮选影响的途径。论文主要研究内容与创新成果如下：考察了聚丙烯酰胺对铝土矿浮选的影响：聚丙烯酰胺能够抑制铝、硅矿物的浮选,降低捕收剂对铝、硅矿物分选的选择性。单矿物实验表明,当聚丙烯酰胺浓度达到一定值时,将降低一水硬铝石和高岭石的可浮性。由现场生产数据及实际矿石浮选试验可知,随着回水中絮凝剂浓度的增大,精矿A1203回收率及铝硅比均逐渐降低。研究了聚丙烯酰胺对铝土矿浮选的影响机制：聚丙烯酰胺在铝、硅矿物表面的吸附将妨碍捕收剂在矿物表面的作用,其对一水硬铝石和高岭石的絮凝作用缺乏选择性。由Zeta电位测定结果可知,聚丙烯酰胺和油酸钠能够使铝、硅矿物表面Zeta电位降低,表明聚丙烯酰胺在铝、硅矿物表面吸附后,增大油酸钠在矿物表面作用时的静电斥力,不利于油酸钠的作用。浊度试验和激光粒度测定结果则表明,聚丙烯酰胺对一水硬铝石和高岭石均具有较强的絮凝作用。针对聚丙烯酰胺的影响机制,提出叁种途径降低其对铝土矿浮选的影响：①增强对目的矿物的捕收。增大捕收剂用量可增大目的矿物的回收率；②破坏聚丙烯酰胺对铝、硅矿物的絮凝。加入六偏磷酸钠或增强搅拌,可使被聚丙烯酰胺絮凝的矿物颗粒重新分散；③降低回水中聚丙烯酰胺的浓度。降低回水返回比例后,铝土矿浮选指标得到显着改善。
孙大翔[3]2010年在《钙镁离子对铝硅矿物分散絮凝的影响及其消除方法的研究》文中研究指明已有研究表明,采用选择性絮凝分离工艺可以实现一水硬铝石与其他硅酸盐矿物间的选择性分离,但是该工艺受硬水中钙镁离子影响很大。本文通过沉降试验、动电位测试和吸附量测试等方法,系统地研究了钙镁离子对铝、硅矿物分散性的影响,并研究了调整剂消除钙镁离子影响的效果及机理。试验结果表明：钙离子和镁离子对铝硅矿物分散性的影响规律相近。在酸性条件下,钙镁离子对铝、硅矿物的分散性影响很小。在碱性条件下,其影响则十分明显,一水硬铝石、高岭石和叶腊石均出现了明显的聚沉现象。钙离子水中,综合比较调整剂对铝、硅矿物分散性和絮凝分离的选择性的影响,4种药剂的作用效果由好到坏的顺序为叁聚磷酸钠>碳酸钠>焦磷酸钠>六偏磷酸钠。人工混合矿试验表明,在含钙离子水中,叁聚磷酸钠做调整剂时的絮凝分离效果最好,絮凝沉降产物铝硅比达到8.5以上,叁氧化二铝回收率90%以上。实际矿石试验结果表明,在含钙离子水中,叁聚磷酸钠做为调整剂,聚丙烯酸钠为絮凝剂时,絮凝沉降产物的铝硅比为7.14,叁氧化二铝回收率为89.97%,与在长沙水中的试验结果十分接近。机理研究结果表明：钙离子影响铝硅矿物分散性的原因主要是钙离子压缩了矿物颗粒表面的双电层,使矿物颗粒彼此吸引而发生聚沉。一水硬铝石和高岭石在碱性条件下对钙离子的吸附能力大于酸性和中性条件,并且一水硬铝石在碱性条件下对钙离子的吸附能力大于高岭石。Ca2+在铝硅矿物表面主要以一羟基钙的形式吸附。在钙离子水中,添加碳酸钠和叁聚磷酸钠都可以改善铝硅矿物的分散状态。碳酸钠与钙离子反应生成碳酸钙沉淀,但碳酸钙沉淀会影响絮凝剂的选择性。叁聚磷酸钠与钙离子的反应包含多个化学反应,开始时产物主要以Ca3(PO4)2沉淀为主；随着叁聚磷酸钠用量的增加,逐渐出现CaNa2P2O7;最终的反应产物为可溶的Na[Na2Ca(P3O10)]络合物。
刘叁军[4]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。
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》文中指出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。
刘长淼[6]2009年在《铝硅矿物的叔胺类捕收剂的合成、性能及作用机理研究》文中认为本论文以铝硅矿物的晶体结构和浮选药剂分子设计理论为基础,设计并合成了六种叔胺捕收剂；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、溶液化学计算、量子化学计算和分子动力学模拟等,探讨了十二系列叔胺与一水硬铝石和高岭石的作用机理,分析确定了叔胺分子中取代基的取代基效应与其浮选性能之间的关系。主要内容如下：(1)破碎时,一水硬铝石主要沿(001)晶面解离,亲水性较强；高岭石沿(001)晶面完全解理,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。捕收剂的极性基团设计以N为主体；选定捕收剂的极性基为取代叔胺型,即-NR2型,取代基选用CH3、C2H5、C3H7、C7H7。(2)以脂肪胺、醛、甲酸为原料,采用还原烷基法,制备合成出两个系列6种叔胺化合物,合成产率较高,纯度在80%以上。(3)叔胺捕收剂对一水硬铝石和高岭石的浮选性能如下：当浮选一水硬铝石时,六种叔胺捕收能力普遍不高,DRN12、DPN12、DBN12和DRN16的回收率最大值分别只有：52%、61%、6%和62%。当增大叔胺用量时,一水硬铝石的回收率呈增长趋势。当浮选高岭石时,除了取代苄基叔胺(DBN12)以外,其他五种叔胺的捕收能力普遍较好,pH=2-3.5时,高岭石的回收率都在85%以上,当增大叔胺用量时,回收率会逐渐增加。十二系列叔胺对高岭石具有更好的选择性捕收能力,其中DRN12、DEN12和DPN12捕收高岭石和一水硬铝石的最大回收率差(Rkaolinite-Rdiaspore)分别可达42%、41%和42%。十二系列叔胺对一水硬铝石和高岭石的浮选性能表现出相同的规律性：DEN12>DPN12>DRN12>DBN12。(4)十二系列叔胺与铝硅矿物表面的作用机理研究表明：十二系列叔胺与铝硅矿物表面的作用形式为物理吸附,且无力吸附是由静电作用引起的,与铝硅矿物表面作用后,叔胺能显着增加它们的表面电位；同时十二系列叔胺改变铝硅矿物的表面电位的大小顺序为：DEN12>DPN12>DRN12>DBN12。酸性条件下,一水硬铝石表面主要是Al-OH,阳离子态的叔胺难以与其发生静电作用；高岭石表面主要是Al-OH和Si-OH,但由于高岭石颗粒带永久负电,因此阳离子态的叔胺可以与其产生静电作用。碱性条件下,一水硬铝石表面主要是Al-O,叔胺阳离子易与其产生静电作用,当pH>pHs以后,静电作用开始逐渐减弱；高岭石表面主要是Al-O和Si-O,叔胺阳离子易与高岭石产生静电作用,但由于高岭石颗粒荷电较多而使溶液中颗粒极度分散,以及叔胺的疏水碳链可能发生的疏水缔合,使浮选效果反而变差。(5)十二系列叔胺的取代基效应与其浮选性能的关系研究表明：四种十二叔胺中取代基的诱导效应对叔胺的EHOMO及N原子上的净电荷的影响大小顺序为：DPN12>DEN12>DRN12>DBN12；取代基的诱导效应对叔胺的阳离子的头基端的正电荷的影响大小顺序为：DPN12>DEN12>DRN12>DBN12。四种叔胺中取代基的空间效应大小顺序为：DBN12>DPN12>DEN12>DRN12。叔胺阳离子与高岭石(001)面发生静电作用,叔胺阳离子逐步靠近(001)面,并最终吸附于(001)面；在靠近(001)面的过程中,叔胺阳离子中的取代基会因空间位阻效应而发生偏转扭曲,其中某些键间的键角发生变化。模拟过程稳定后,DRN12H+、DEN12H+和DPN12H+中N原子距(001)面的距离分别为：2.99A、2.94A和3.001A。四种叔胺与高岭石之间的静电相互作用强弱顺序为：DEN12>DPN12>DRN12>DBN12；叔胺中的取代基的诱导效应和空间效应的综合效果,使其浮选性能表现应有的规律：DEN12>DPN12>DRN12>DBN12。
周瑜林[7]2011年在《金属离子对铝硅矿物选择性分散影响的理论研究与实践》文中研究说明我国的铝土矿资源类型主要为一水硬铝石型铝土矿,铝硅比低,硅含量高。选矿脱硅是有效利用这类铝土矿资源的关键技术途径。正浮选脱硅工艺已得到了推广应用,但其精矿脱水困难,残余药剂对后续拜耳法工艺有不利影响。反浮选脱硅因微细粒浮选效率低,浮选流程长等问题,至今仍未实现工业应用。选择性分散絮凝脱硅已被证明是铝土矿选矿脱硅的一种有前景的工艺。无论怎样,在铝土矿选矿脱硅过程中,由于矿物破碎、溶解和水质条件等原因,矿浆中不可避免存在各种金属离子。这些金属离子或吸附于矿物表面改变矿物表面性质,或与选矿药剂发生作用,并影响矿物颗粒的分散与凝聚行为。系统研究金属离子对铝、硅矿物分散凝聚行为的影响规律及其作用机理,对铝土矿选矿脱硅工艺的发展和工业应用具有重要理论指导意义。本文以河南低铝硅比铝土矿矿石,以及一水硬铝石和高岭石为研究对象,系统考察了不同价态的金属离子对铝土矿矿石,以及一水硬铝石和高岭石单矿物分散凝聚行为的影响及其作用机理。考察了不同分散剂对金属离子存在时,铝土矿矿石及一水硬铝石和高岭石分散凝聚行为的影响和机理,得到以下基本结论：1.一价钠、钾金属离子对一水硬铝石的分散性几乎没有影响；价金属离子在酸性条件下对一水硬铝石的分散凝聚行为影响较小,但在碱性条件下促使一水硬铝石强烈聚沉；叁价铁离子使一水硬铝石在酸性和中性条件下能够充分分散,在碱性条件下明显聚沉；铝离子使一水硬铝石的分散性增强。各种金属离子对高岭石的分散都几乎没有影响。由此可见,金属离子价态是影响一水硬铝石和高岭石分散性的重要因素,金属离子价态越高对一水硬铝石和高岭石分散性影响越大。2.碳酸钠和六偏磷酸钠对一水硬铝石和高岭石有良好的分散作用；钙离子存在时,碳酸钠和焦磷酸钠对一水硬铝石的分散效果很差,六偏磷酸钠、叁聚磷酸钠和软水剂则可实现一水硬铝石和高岭石的有效分散；镁离子水体系中,碳酸钠对一水硬铝石的分散效果很差,六偏磷酸钠也不能实现一水硬铝石的有效分散；相同钙、镁离子浓度条件下,软水剂和叁聚磷酸钠均可实现铝硅矿物的有效分散,但软水剂的用量远低于叁聚磷酸钠的用量。3.通过动电位测试、溶液化学计算、红外光谱分析和DLVO理论计算,探讨了叁种不同价态金属离子和常用分散剂对一水硬铝石和高岭石分散凝聚行为影响的机理。金属离子的羟基络合物在矿物表面的吸附是金属离子与一水硬铝石和高岭石的主要作用形式。分散剂通过调节矿浆pH值或在矿物表面产生化学吸附而改变矿物表面电性,从而改变矿物颗粒间的相互作用能,进而对矿物产生分散作用。钙、镁离子存在时,分散剂的存在形式及组分浓度是影响其对铝硅矿物分散作用的主要原因。4.水的硬度是水质对铝土矿选择性分散与絮凝过程影响的主要因素。实际矿石试验表明：低浓度钙、镁离子水体系中,单用碳酸钠作分散剂时,铝土矿的选择性分散与絮凝脱硅效果好。当碳酸钠用量为2500g/t时,矿浆即得到强化分散。添加聚丙烯酸钠有利于提高精矿中A1203的回收率,其用量为10g/t时,精矿Al2O3的回收率为91.96%,精矿铝硅比为7.16。实际矿石采用强擦洗,并经过两次分散与絮凝脱硅后,精矿A1203的回收率达到85.45%,精矿铝硅比达到8.59,精矿质量可满足拜耳法生产氧化铝的要求。高浓度钙离子水体系下,碳酸钠、六偏磷酸钠和水玻璃对铝土矿的选择性分散效果明显变差。以碳酸钠3000g/t,水玻璃1000g/t组合作为分散剂,以聚丙烯酸钠为絮凝剂时,精矿A1203的回收率为84.74%,精矿铝硅比仅为7.5。同样在高浓度镁离子水体系下,以碳酸钠2500g/t和水玻璃3000g/t组合作为分散剂时,精矿A1203的回收率为90%,精矿铝硅比只达到7.0。添加聚丙烯酸钠或磷酸酯淀粉只略微提高了精矿中A1203的回收率,其絮凝的选择性明显地降低了。由此可见,钙、镁离子的浓度越高,对铝土矿的选择性分散与絮凝脱硅过程就越不利。扩大连续试验结果表明：铝土矿选择性分散与絮凝脱硅工艺有可能实现工业应用,但河南地区的水质硬度大,对该工艺的工业应用非常不利。软水剂的使用可显着改善水质,大幅度地减少钙、镁离子对铝土矿选择性分散与絮凝脱硅工艺过程的不利影响。
高淑玲[8]2009年在《一水硬铝石型低品位铝土矿在旋流力场中的分选行为研究》文中研究表明作为生产氧化铝的主要原料,铝土矿的矿石特征及其加工技术直接影响着该资源的综合利用率。在中国,铝土矿以一水硬铝石型为主,其主要特征是高铝、高硅、低铝硅比、矿物组成复杂且铝、硅矿物间的嵌布关系密切。这使得氧化铝的生产成本高、产品质量差。对我国储量巨大的一水硬铝石型低品位铝土矿进行经济有效的分选脱硅,从而为氧化铝生产提供优质原料,是一个摆在我们面前的重大研究课题。本文以铝硅比为4.39的一水硬铝石型铝土矿为处理对象,系统地研究了不同因素对其旋流分选和旋流-反浮选效果的影响,并对旋流器内部流场进行了多个参数条件下的数值模拟,依此分析了结构参数和操作参数对铝土矿旋流分选的影响机理。主要研究工作包括以下几个方面：(1)系统考察了在不同锥角条件下改变底流口直径和给矿压强对铝土矿旋流分离效果的影响。结果表明,增大底流口直径使液相在溢流的分配比例减小,溢流产物的粒度变细,铝硅比降低,底流产物的铝硅比也不断下降,而其中Al2O3的回收率提高；锥角和底流口直径对分级效果具有一定的交互作用；在不同锥角条件下增大给矿压强,液相在溢流的分配比例基本保持恒定,但分级效率呈现不同程度的下降,溢流的粒度变细,分级作用有所减弱；给矿压强和锥角对铝土矿的旋流分选存在交互作用,在特定的锥角条件下增大给矿压强可以强化分选作用；增大锥角还可使矿浆进入溢流的量增加,溢流的固体产率和分级效率相应提高。当锥角为11°,底流口直径为6mm,给矿压强为0.4MPa时,获得了较好的分选指标：底流产物的A/S为7.33,其中Al2O3的回收率为70.52%；溢流产物的A/S为2.30,其中SiO2的回收率为57.14%。(2)考察了给矿浓度、入料粒度、分散剂用量对铝土矿旋流分离效果的影响。结果表明,给矿浓度的增大不利于旋流分选过程的进行,其对分选指标的负面影响在10%～20%范围内尤为明显；铝土矿以较粗的入料粒度,即-0.074mm粒级占60%左右时更有利于改善旋流分选指标；添加适量的分散剂可以明显改善旋流器内部的分选环境,提高铝硅矿物的分选效果。(3)脱泥-旋流分选试验结果表明,在小锥角、大底流口直径的条件下,对铝土矿进行脱泥的适宜给矿压强为0.3～0.4MPa；采用7°锥角的旋流器脱泥、11°锥角的旋流器分选,所得精矿的铝硅比达到7.54,精矿中Al2O3的回收率达到71.11%,分选指标与不脱泥直接进行旋流分选相比有所改善。(4)系统地考察了充气量、浮选药剂、入料粒度等因素对铝土矿旋流-反浮选分离效果的影响。结果表明,充气量对流场和矿物颗粒间的分离效果具有一定程度的影响,充气量较低(0～0.8m3/h)时,增大充气量会使轴向零速包络面向轴心轻微收缩,削弱了分级作用,但却在一定程度上强化了分选作用,分选指标与不充气相比得到了一定程度的改善；经添加一定量的改性淀粉和十二胺醋酸盐,分选指标优于同样结构参数与操作条件下的旋流分选指标；入料粒度对旋流—反浮选的分选指标具有显着的影响,而且仍以-0.074mm占60%为宜。(5)对旋流器内部流场进行了多个参数条件下的数值模拟,并依此分析了不同因素对铝土矿旋流分选的影响机理。结果表明,结构参数主要通过改变流场的轴向零速包络面致使溢流和底流的体积产率及矿物颗粒的分离行为发生变化,而对有效分离区域内的速度场分布几乎没有影响,这与根据旋流分选试验结果的推断相一致；由于锥角不同时,流场的压强分布特征随底流口直径的增大而产生细微的变化,导致颗粒在径向的受力、运动行为及其分布特征发生改变,所以出现了锥角与底流口直径对铝土矿分级效果的交互影响；当结构参数一定时,增大给矿压强对轴向零速包络面没有明显影响,但可以使有效分离区域内的轴向速度和切向速度增大,从而可以改变颗粒在旋流器径向上的受力及其在旋流场内的分布,最终改善了矿物颗粒的分离效果。
张倩[9]2014年在《高叶蜡石型低品位铝土矿浮选脱硅实验研究》文中提出摘要：本论文以河南小关高叶蜡石含量的铝土矿为研究对象,针对叶蜡石难抑制、精矿品位难提高等问题,在原矿工艺矿物学研究基础上,通过实验室浮选实验确定了合理的药剂制度和工艺流程。通过单矿物浮选实验,并借助溶液化学和红外光谱分析等手段,讨论和分析了叶蜡石难抑制及精矿品位难提高的原因。工艺矿物学研究结果表明：原矿中含铝矿物主要以一水硬铝石的形式存在,叶蜡石是矿石中最主要的含硅脉石矿物,伊利石、高岭石和绿泥石等粘土矿物为矿石中次要的含硅脉石矿物,一水硬铝石的嵌布粒度很细,需细磨才能解离。采用高碳酸钠用量方案,对A/S为3.39的原矿,用工业油酸131做捕收剂,六偏磷酸钠做抑制剂,经过两粗叁精两扫选浮选流程,闭路实验的精矿A/S可达到5.33,A1203回收率为85.56%。单矿物浮选实验结果表明：与硅酸钠和氟硅酸钠相比,六偏磷酸钠对叶蜡石的抑制效果较好,但其用量不宜太高,太高也会使一水硬铝石的回收率大幅度降低。工业油酸的碘值对铝土矿的分选具有一定的影响,相同六偏磷酸钠用量条件下,工业油酸的碘值越高,对一水硬铝石和叶蜡石浮选分离的选择性能越好。动电位研究表明,碱性条件下一水硬铝石、叶蜡石、高岭石表面都带负电。红外光谱分析表明,六偏磷酸钠以化学吸附的形式与矿物表面的Al结合。油酸使叁种矿物表面的ζ电位降低,六偏磷酸钠与油酸在矿物表面发生了竞争吸附。工业油酸的碘值越高,所含的亚油酸越多,越利于分选一水硬铝石和叶蜡石。亚油酸与油酸相比,其溶解度高于油酸,更易溶解分散在矿浆中,但亚油酸比油酸的弯曲程度更大,当亚油酸作用后,对后续药剂在矿物表面的吸附造成的空间位阻更大。一水硬铝石表面的A1-O键要比叶蜡石表面多,亚油酸可使一水硬铝石和叶蜡石表面的活性差异增大,有利于两种矿物之间的浮选分离。
颜玲玲[10]2010年在《单羧基双羟肟酸的设计合成及其对一水硬铝石和铝硅矿物的捕收性能》文中指出综合使用量子化学计算方法、动电位、吸附量测定和红外光谱表征等手段,结合单矿物、人工混合矿浮选,研究了铝土矿浮选脱硅螯合捕收剂HCDA。基于捕收剂为异极性分子的结构特征要求,构建含羟肟酸基和羧基的异极性分子结构模型,最后确定HCDA捕收剂,其分子结构为：非极性基为拥有8个碳链长的直链,极性基为两个羟肟基和一个羧酸基。接着进行该结构捕收剂分子的性能预测,并与本课题组之前研发的捕收剂COBA分子做作对比。量子化学计算结果——分析分子前线轨道能量、电荷分布、键合原子距离、分子中的离域状况以及分子的HOMO、LUMO分布图等各项指数都显示HCDA将是一个性能卓越的捕收剂,捕收性能将比COBA强；性能判据结果——比较捕收剂的溶度积、CMC、HLB以及基团电负性等各项捕收剂性能指数,得到的结果显示HCDA在捕收性和选择性上都比COBA优越。设计了捕收剂HCDA分子的合成路线,以丙二酸二甲酯和氯甲酸甲酯为原料经多步反应最终得到目标产物HCDA。同时考察了反应时间、反应温度、以及反应投料对反应产率的影响。单矿物浮选实验表明：以HCDA作捕收剂浮选叁种矿物时,一水硬铝石得到较好的效果,其回收率在HCDA浓度为2×10-4mol/L, pH7.0时达到96%,而高岭石和伊利石分别只有20%和10%。一水硬铝石的回收率受pH变化和药剂浓度变化的影响很大,而其它两种矿物几乎不受影响。人工混合矿浮选实验结果表明：浮选分离一水硬铝石和铝硅酸盐矿物的最佳pH值7.0,捕收剂HCDA浓度为2×10-4mol/L,可实现其有效分选。通过吸附量、混矿铝硅比、动电位、红外光谱分析了捕收剂对叁种矿物的作用机理,结果表明：吸附量结果与浮选实验结果一致,一水硬铝石的回收率受pH值变化影响明显,且在pH7.0时达到最大值,而其它两种矿物受pH变化影响很小。矿物动电位测试结果显示,pH对一水硬铝石矿物表面电性影响很大。一水硬铝石与HCDA作用后,IEP从pH6.0移到pH4.0, pH5.0～pH9.0表面电位负移明显,pH7.0负移最大,其他两种矿物表面电位无明显变化；红外光谱表明,HCDA对一水硬铝石吸附存在化学吸附,对高岭石和伊利石吸附主要是物理吸附；根据结论建立了一个HCDA与一水硬铝石表面多环螯合模型。
参考文献：
[1]. 改性高分子药剂对铝硅矿物浮选作用机理及其结构—性能研究[D]. 李海普. 中南大学. 2002
[2]. 选矿回水中絮凝剂对铝土矿浮选影响的研究[D]. 常自勇. 中南大学. 2014
[3]. 钙镁离子对铝硅矿物分散絮凝的影响及其消除方法的研究[D]. 孙大翔. 中南大学. 2010
[4]. 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
[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]. 铝硅矿物的叔胺类捕收剂的合成、性能及作用机理研究[D]. 刘长淼. 中南大学. 2009
[7]. 金属离子对铝硅矿物选择性分散影响的理论研究与实践[D]. 周瑜林. 中南大学. 2011
[8]. 一水硬铝石型低品位铝土矿在旋流力场中的分选行为研究[D]. 高淑玲. 东北大学. 2009
[9]. 高叶蜡石型低品位铝土矿浮选脱硅实验研究[D]. 张倩. 中南大学. 2014
[10]. 单羧基双羟肟酸的设计合成及其对一水硬铝石和铝硅矿物的捕收性能[D]. 颜玲玲. 中南大学. 2010
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