羥肟酸類藥劑與鋁土礦鋁硅礦物的相互作用及浮選研究.pdf

1、本論文設計并合成了七種羥肟酸類捕收劑;通過單礦物浮選試驗，查明了合成藥劑對一水硬鋁石和高嶺石的捕收行為;通過動電位測試、紅外光譜測試、浮選溶液化學計算、量子化學計算和分子動力學模擬等手段探討了羥肟酸與一水硬鋁石和高嶺石的作用機理，分析確定了羥肟酸分子系列與其浮選性能之間的關系。主要內(nèi)容如下:
　　(1)一水硬鋁石主要沿(001)晶面解離，親水性較強;高嶺石沿(001)晶面完全解離，沿(110)與(010)晶面不完全解理，也有較強親

2、水性。一水硬鋁石和高嶺石的荷電機理相似，主要由斷裂晶面對H+的吸附或解離引起，且電荷隨pH不斷變化;此外金屬離子的晶格取代使高嶺石的層面荷永久負電。
　　(2)捕收劑的極性基團設計以O為主體;選定捕收劑的極性基為氧肟基，即-CONHOH型，非極性基碳量長6-9，非極性基有苯環(huán)、環(huán)烷和烷基。以羧酸脂、甲酸、鹽酸羥胺為原料，采用羧酸脂-羥胺合成法，合成出7種羥肟酸化合物，合成產(chǎn)率較高，純度大于90％。
　　(3)單礦物浮選實驗研

3、究
　　鋁土礦正浮選體系中，羥肟酸系列藥劑對一水硬鋁石的捕收能力比較如下:壬烷羥肟酸＞辛烷羥肟酸＞（油酸）＞己烷羥肟酸＞環(huán)己烷羥肟酸＞水楊羥肟酸＞苯甲羥肟酸，羥肟酸系列藥劑對高嶺石的捕收能力比較如下:壬烷羥肟酸＞（油酸）＞辛烷羥肟酸＞己烷羥肟酸＞環(huán)己烷羥肟酸＞水楊羥肟酸＞苯甲羥肟酸。綜合比較后選擇辛烷羥肟酸作為鋁土礦正浮選的主要捕收劑，其選擇性和捕收能力優(yōu)于油酸。
　　硅酸鈉、焦磷酸鈉、氟硅酸鈉和六偏磷酸鈉四種抑制劑，對一水

4、硬鋁石浮選的影響都較小，四種抑制劑都能有效抑制高嶺石、伊利石、葉臘石，其中以六偏磷酸鈉的抑制效果最好。
　　辛烷羥肟酸-油酸混合藥劑體系中，總濃度為10-4mol×·L-1，辛烷羥肟酸占60％時，混合用藥對于一水硬鋁石回收率的提高尤為明顯。
　　(4)羥肟酸系列藥劑與一水硬鋁石和高嶺石的作用機理:
　　羥肟酸陰離子與一水硬鋁石、高嶺石表面的鋁離子產(chǎn)生化學鍵作用，其作用方式屬于化學吸附。羥肟酸陰離子吸附在鋁硅礦物表面，能

5、降低表面電位。C8在一水硬鋁石表面產(chǎn)生了多層吸附，其吸附量大于在高嶺石表面以單層吸附的吸附量。量子計算結果表明，非極性基種類對羥肟酸分子及離子的氧原子電荷影響較小，但非極性基種類對羥肟酸分子及離子的前線分子軌道能量差有一定影響。化學反應活性順序為:苯甲酸＞環(huán)己烷羧酸≈庚酸，疏水能力大小順序為:庚酸＞環(huán)己烷羧酸＞苯甲酸。
　　(5)人工混合礦及實際礦石實驗:
　　人工混合礦浮選實驗結果表明，辛基羥肟酸的捕收能力和選擇性都優(yōu)于油