褐煤胡敏酸與天然鐵、鈦、硅氧化礦物的吸附研究.pdf

1、褐煤腐植酸型鐵礦球團(tuán)粘結(jié)劑，既具有用量低、殘留量小，能顯著提高球團(tuán)鐵品位的優(yōu)點(diǎn)，又利用了來源廣泛的劣質(zhì)資源褐煤，價(jià)格低廉，因而具有良好的開發(fā)前景。胡敏酸是褐煤腐植酸型粘結(jié)劑的主要成分之一，占到其有機(jī)成分的70～90％。
　　 本研究從褐煤中分離、純化制備出高純度的胡敏酸(HA)，運(yùn)用化學(xué)分析、傅里葉紅外光譜(FTIR)、核磁共振(NMR)、熱重紅外聯(lián)用(TG-FTIR)等技術(shù)，對(duì)其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了表征;基于此，查明了褐煤胡敏酸與

2、磁鐵礦、赤鐵礦、銳鈦礦、石英之間的吸附行為，運(yùn)用動(dòng)電位測(cè)試、傅里葉紅外光譜(FTIR)等技術(shù)探明了胡敏酸在天然磁鐵礦(Fe3O4)、赤鐵礦(Fe2O3)、銳鈦礦(TiO2)和石英(SiO2)礦物表面吸附機(jī)理。
　　 胡敏酸是芳香化程度較高的高分子有機(jī)化合物，主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成。芳香環(huán)和各種雜環(huán)構(gòu)成了胡敏酸的骨架結(jié)構(gòu)，羧基(-COOH)和酚羥基(-OHph)是胡敏酸中含量較多的含氧基團(tuán)，胡敏酸還含有脂肪鏈以及酯基、

3、醚鍵以及少量氨基(-NH2)、磺酸基(-SO3H)等。加熱條件下，HA的分解和氧化主要集中在350℃-650℃階段，溫度達(dá)到650℃以上，HA基本分解揮發(fā)完全，其分解產(chǎn)物以二氧化碳和水蒸氣為主，還有少量小分子物質(zhì)如烯、炔和醚等。
　　 溶液pH對(duì)胡敏酸在天然鐵、鈦、硅氧化礦物表面的吸附有重要影響。隨pH降低，胡敏酸在礦物表面的吸附增強(qiáng)。在堿性體系(pH=10、11)中，不同氧化礦物對(duì)胡敏酸的吸附強(qiáng)弱順序?yàn)?銳鈦礦＞磁鐵礦＞赤鐵礦

4、，而石英對(duì)胡敏酸基本不吸附。礦物顆粒比表面積的增大明顯促進(jìn)了胡敏酸在其表面的吸附。
　　 掃描電鏡研究顯示，胡敏酸通過在礦物表面發(fā)生吸附形成一層籠罩的膠體薄膜，使礦物顆粒之間的粘度增大。當(dāng)胡敏酸達(dá)到一定濃度時(shí)，吸附在礦物顆粒表面的胡敏酸膠體相互粘連，在礦物顆粒之間形成網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)，使礦物細(xì)顆粒和胡敏酸混凝在一起，增強(qiáng)了顆粒之間的粘結(jié)作用。
　　 胡敏酸表面帶有大量負(fù)電性官能團(tuán)，在試驗(yàn)的pH范圍(2～11)內(nèi)都荷負(fù)電，磁鐵