雙季銨鹽型Gemini捕收劑對(duì)鋁硅酸鹽礦物的浮選特性與機(jī)理研究.pdf

1、本文針對(duì)我國(guó)鋁土礦資源的特點(diǎn)，在研究鋁土礦反浮選捕收劑分子結(jié)構(gòu)與浮選能力之間構(gòu)效關(guān)系的基礎(chǔ)上，制備了一類(lèi)新型的雙季銨鹽型Gemini陽(yáng)離子捕收劑，并將其應(yīng)用于鋁土礦反浮選脫硅，研究結(jié)果具有一定的理論意義與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　 運(yùn)用量子化學(xué)計(jì)算及溶液化學(xué)方法，研究了一水硬鋁石與層狀硅酸鹽礦物的結(jié)構(gòu)、晶體性質(zhì)及溶解性質(zhì)差異。一水硬鋁石費(fèi)米能級(jí)附近的能帶主要由O原子的2p軌道和Al原子的3s和3p軌道組成，而高嶺石的導(dǎo)帶主要由O原子的

2、電子能級(jí)組成，Al原子的貢獻(xiàn)幾乎為零。這揭示了一水硬鋁石與高嶺石的活性位點(diǎn)不同，在浮選藥劑分子上增加能夠與一水硬鋁石Al原子發(fā)生鍵合作用的官能團(tuán)，可提高選冶藥劑對(duì)鋁硅礦物浮選分離的選擇性。
　　 通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算、分子動(dòng)力學(xué)模擬及分子中原子的理論分析，研究了胺類(lèi)陽(yáng)離子捕收劑在鋁硅礦物表面的作用機(jī)理，揭示了捕收劑分子結(jié)構(gòu)與浮選捕收能力之間的構(gòu)效關(guān)系。十二胺與高嶺石之間存在靜電作用和氫鍵作用；鋁硅酸鹽礦物浮選捕收劑分子中N原子數(shù)量的

3、增加，可改變捕收劑分子極性基團(tuán)的荷電性質(zhì)，增強(qiáng)捕收劑的靜電作用能力，提高捕收劑分子對(duì)硅酸鹽礦物的捕收能力。
　　 制備了一類(lèi)雙季銨鹽型Gemini陽(yáng)離子反浮選捕收劑，對(duì)其進(jìn)行了理論計(jì)算研究，Gemini捕收劑在靜電作用和氫鍵作用兩方面均優(yōu)于傳統(tǒng)季銨鹽陽(yáng)離子捕收劑；驗(yàn)證了新型捕收劑對(duì)單礦物的浮選能力，在相同實(shí)驗(yàn)條件下，Gemini捕收劑對(duì)鋁硅礦物的浮選回收能力大于傳統(tǒng)季銨鹽捕收劑；改進(jìn)了雙季銨鹽型Gemini陽(yáng)離子捕收劑對(duì)實(shí)際鋁土

4、礦反浮選脫硅的分離工藝，得到了Al2O3品位69.07％，鋁硅比9.66的反浮選精礦，這個(gè)選別指標(biāo)完全滿(mǎn)足了鋁土礦拜耳法的生產(chǎn)要求。最后，本文研究了雙季銨鹽型Gemini陽(yáng)離子捕收劑在礦物表面的吸附特性與機(jī)理。雙季銨鹽在高嶺石表面的吸附機(jī)理也系靜電吸引與氫鍵作用，但Gemini捕收劑與硅酸鹽礦物之間的靜電作用能力更強(qiáng)；且Gemini捕收劑具有二聚的結(jié)構(gòu)，使其具有更小的臨界膠束濃度，更強(qiáng)的表面活性，更容易吸附在礦粒周?chē)?，能有效地增加礦粒的