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文檔簡介
1、本文針對我國鋁土礦資源的特點,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,制備了一類新型的雙季銨鹽型Gemini陽離子捕收劑,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際應(yīng)用價值。
運用量子化學(xué)計算及溶液化學(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。一水硬鋁石費米能級附近的能帶主要由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、電子能級組成,Al原子的貢獻幾乎為零。這揭示了一水硬鋁石與高嶺石的活性位點不同,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,可提高選冶藥劑對鋁硅礦物浮選分離的選擇性。
通過量子化學(xué)計算、分子動力學(xué)模擬及分子中原子的理論分析,研究了胺類陽離子捕收劑在鋁硅礦物表面的作用機理,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的荷電性質(zhì),增強捕收劑的靜電作用能力,提高捕收劑分子對硅酸鹽礦物的捕收能力。
制備了一類雙季銨鹽型Gemini陽離子反浮選捕收劑,對其進行了理論計算研究,Gemini捕收劑在靜電作用和氫鍵作用兩方面均優(yōu)于傳統(tǒng)季銨鹽陽離子捕收劑;驗證了新型捕收劑對單礦物的浮選能力,在相同實驗條件下,Gemini捕收劑對鋁硅礦物的浮選回收能力大于傳統(tǒng)季銨鹽捕收劑;改進了雙季銨鹽型Gemini陽離子捕收劑對實際鋁土
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,這個選別指標完全滿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陽離子捕收劑在礦物表面的吸附特性與機理。雙季銨鹽在高嶺石表面的吸附機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;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,更強的表面活性,更容易吸附在礦粒周圍,能有效地增加礦粒的
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