非極性油輔助十二胺混溶捕收劑提效機(jī)理研究.pdf

1、為了滿(mǎn)足鋼鐵工業(yè)對(duì)鐵精礦質(zhì)量日益嚴(yán)格的要求，解決我國(guó)鐵礦貧礦多、富礦少的資源難題，磁鐵礦反浮選“提鐵降硅”技術(shù)得到了長(zhǎng)足發(fā)展和廣泛應(yīng)用，但也面臨著一些諸如陰離子反浮選工藝藥劑制度復(fù)雜，需要加溫浮選，陽(yáng)離子反浮選工藝藥劑成本高，泡沫發(fā)粘等問(wèn)題。為了發(fā)揮傳統(tǒng)陽(yáng)離子捕收劑選擇性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，降低浮選成本，論文從藥劑組合的理念出發(fā)，以十二胺為主，非極性油脂為輔，同時(shí)選擇性添加少量表面活性劑，形成了互溶為一體的十二胺-非極性油二元混溶捕收劑和十二胺-

2、非極性油-表面活性劑三元混溶捕收劑。以磁鐵礦與其伴生的主要脈石礦物石英為分選對(duì)象，采用小型浮選試驗(yàn)考查了混溶捕收劑的浮選效果，采用粒度分析、顆粒微電泳、紅外光譜、表面張力測(cè)定、微量熱等儀器分析方法和量子化學(xué)計(jì)算方法，研究了混溶捕收劑中非極性油以及表面活性劑的提效機(jī)理。主要研究工作及獲得的有益認(rèn)知如下:
　　十二胺-煤油二元混溶體系捕收劑降低了十二胺的熔點(diǎn)和粘度，提高了藥劑在礦漿中的分散性，改變了煤油的荷電性質(zhì);構(gòu)建了十二胺-煤油混

3、溶捕收劑與石英相互作用的模型，并根據(jù)EDLVO理論參照疏水作用的能量模型，計(jì)算了煤油油珠與礦粒之間的總作用勢(shì)能，由于靜電作用勢(shì)能的貢獻(xiàn)，強(qiáng)化了活性煤油與礦粒粘附過(guò)程;實(shí)現(xiàn)了低煤油用量下的團(tuán)聚浮選工藝。
　　系統(tǒng)研究了傳統(tǒng)陽(yáng)離子捕收劑之間的胺-胺組合、胺-非極性油以及胺-醇（酯）組合等多種組合方案，結(jié)果表明十二胺與煤油組合效果最佳。在此基礎(chǔ)上研究了煤油類(lèi)輔助捕收劑中各種烴類(lèi)組分（十二烷、十二烯、環(huán)己烷、二甲苯以及甲基萘）對(duì)組合捕收劑

4、提效的影響，結(jié)果表明:不同結(jié)構(gòu)的烷烴作為十二胺的輔助捕收劑時(shí)，組合藥劑的協(xié)同效應(yīng)為:芳烴＞正構(gòu)烯烴＞脂環(huán)烴＞正構(gòu)烷烴。
　　采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究了十二胺在不同非極性烴/水界面的吸附性質(zhì)，考察了油相性質(zhì)對(duì)捕收劑吸附行為的影響，模擬結(jié)果表明十二胺分子能夠在不同油/水界面形成穩(wěn)定的吸附膜，根據(jù)捕收劑吸附膜的界面形成能、油水界面層厚度、捕收劑與水的徑向分布函數(shù)、捕收劑烷烴鏈有序參數(shù)以及吸附膜的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)等參數(shù)的計(jì)算結(jié)果得出:十二胺在

5、甲基萘/水界面的活性最高;十二胺在五種不同油相中活性依次為:甲基萘＞二甲苯＞十二烯＞環(huán)己烷＞十二烷。模擬結(jié)果與浮選試驗(yàn)結(jié)果相吻合。
　　為了進(jìn)一步提高混溶捕收劑的分選性能，將失水山梨醇脂肪酸酯Span系列、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯Tween系列、辛基酚聚氧乙烯醚OP系列、脂肪胺聚氧乙烯醚AC系列、油酸三乙醇胺皂等表面活性劑及油酸引入二元混溶捕收劑體系，研究了表面活性劑對(duì)捕收劑吸附活性、吸附機(jī)制和礦物可浮性的影響。結(jié)果表明:表面活

6、性劑的加入提高了十二胺的膠團(tuán)形成能力，降低了溶液的表面張力;其中AC1201降低十二胺溶液表面張力的能力最強(qiáng)，浮選提效效果最明顯。紅外光譜分析表明AC1201吸附在了石英表面，量子化學(xué)計(jì)算表明AC1201陽(yáng)離子的親固基團(tuán)所荷的正電荷大于十二胺及醚胺陽(yáng)離子，更有利于通過(guò)靜電吸引力與荷負(fù)電的礦物作用。
　　計(jì)算了表面活性劑與十二胺的相互作用參數(shù)βm，測(cè)量了表面活性劑與十二胺組合捕收劑在石英表面吸附過(guò)程中的吸附熱;石英的回收率與表面活性

7、劑相互作用參數(shù)βm（絕對(duì)值）負(fù)相關(guān)，與吸附焓（絕對(duì)值）正相關(guān)，十二胺與表面活性劑間的相互作用越強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致其與石英的作用減弱;在組合用藥方面，應(yīng)選擇與捕收劑作用相對(duì)較弱、而吸附焓相對(duì)較大的表面活性劑與之組合。
　　以尖山鐵礦磁選粗精礦作為研究對(duì)象，考察了十二胺-煤油二元混溶捕收劑對(duì)實(shí)際礦物的分選規(guī)律。十二胺在混溶捕收劑中最佳比例為40％，煤油的加入提高了細(xì)粒-0.038mm粒級(jí)石英的回收率，同時(shí)提高了了富含石英的0.045～0.07

8、4mm粒級(jí)的礦物上浮率。將表面活性劑與混溶捕收劑的組合藥劑浮選尖山鐵礦，AC1201略?xún)?yōu)于其它表面活性劑，其提高了-0.038mm、0.045～0.074mm以及+0.074mm粒級(jí)石英的回收率。以AC1201與十二胺-煤油組合藥劑作為捕收劑，采用反浮選工藝，經(jīng)一粗兩掃中礦順序返回，粗選分段加藥，一段粗選捕收劑用量40g/t，MIBC40g/t，二段粗選捕收劑用量15g/t，一次掃選MIBC10g/t，二次掃選MIBC5g/t的藥劑制度