黃原酸基有機(jī)抑制劑的設(shè)計合成及其與鋅鐵硫化礦相互作用機(jī)理研究.pdf

1、本文的研究內(nèi)容主要包括以下五個方面：鐵閃鋅礦、毒砂和磁黃鐵礦的晶體結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)研究，黃原酸基有機(jī)抑制劑的設(shè)計和合成，黃原酸基有機(jī)抑制劑對鋅鐵硫化礦的抑制效果及其對鋅鐵硫化礦電化學(xué)浮選的影響，運用動電位、紅外光譜和紫外吸收光譜等測試方法探討了黃原酸基有機(jī)抑制劑與鋅鐵硫化礦的作用機(jī)理，通過浮選藥劑特性指數(shù)i和親水親油平衡值HLB等方法了研究黃原酸基有機(jī)抑制劑的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系。 1．純礦物鐵閃鋅礦、毒砂、磁黃鐵礦的X-射線衍射數(shù)據(jù)與

2、JCPDS卡片Marmatite—Cubic、Arsenopyrite- Triclinic和Pyrrhotite- Trrigonal的標(biāo)準(zhǔn)衍射數(shù)據(jù)基本一致，基本上可以認(rèn)定鐵閃鋅礦(廣西大廠)是Marmatite．Cubic晶型的礦物，毒砂(湖南瑤崗仙)是 Arsenopyrite-Triclinic晶型的礦物，磁黃鐵礦(廣西大廠)是Pyrrhotite -Trigonal晶型的礦物。捕收劑丁基黃藥、丁胺黑藥、乙硫氮(SN-9)對純礦

3、物鐵閃鋅礦、毒砂、磁黃鐵礦的捕收能力是丁基黃藥>丁胺黑藥>乙硫氮，經(jīng)銅離子活化后，鐵閃鋅礦在pH=2～12內(nèi)都可浮，毒砂和磁黃鐵礦也得到活化。 2．根據(jù)有機(jī)抑制劑的分子設(shè)計理論，合成了多羥基黃原酸鹽有機(jī)抑制劑化合物三種，多羧基黃原酸鹽有機(jī)抑制劑化合物四種，反應(yīng)產(chǎn)物的紅外光譜分析及化學(xué)元素分析確定了反應(yīng)產(chǎn)物及其純度。 多羥基黃原酸鹽有機(jī)抑制劑對鋅鐵硫化礦有抑制作用，抑制強(qiáng)弱順序是毒砂>磁黃鐵礦>鐵閃鋅礦。銅離子活化后，多羥

4、基黃原酸鹽對鐵閃鋅礦抑制作用不明顯，對毒砂和磁黃鐵礦抑制作用顯著，在pH>6，鐵閃鋅礦與毒砂和磁黃鐵礦可以得到較好的浮選分離。 多羧基黃原酸鹽有機(jī)抑制劑抑制鋅鐵硫化礦時，強(qiáng)弱順序是毒砂>磁黃鐵礦>鐵閃鋅礦。銅離子活化后，多羧基黃原酸鹽對鐵閃鋅礦失去抑制作用，對毒砂和磁黃鐵礦抑制作用明顯，銅離子活化后，多羧基黃原酸鹽存在下，在pH>6鐵閃鋅礦與毒砂和磁黃鐵礦可以得到較好的浮選分離。選用(1-甲酸鈉-1-乙酸鈉)丙酸鈉二硫代碳酸鈉作

5、有機(jī)抑制劑，實現(xiàn)了鋅砷、鋅硫和鋅砷硫分離等3種人工混合礦的浮選分離。 3．丁黃藥為捕收劑，鐵閃鋅礦、毒砂和磁黃鐵礦的浮選行為與礦漿電位有關(guān)，低pH值下，可浮電位區(qū)間較大，高pH值下，可浮電位區(qū)間較小。不管是否加入銅離子，在黃原酸基有機(jī)抑制劑作用下，鐵閃鋅礦在一定的電位區(qū)域內(nèi)才可浮選，低pH值下，可浮的電位區(qū)間較大，高pH值下，可浮性較差；磁黃鐵礦和毒砂在pH>4.5的電位區(qū)域內(nèi)不浮。低pH值下，在鐵閃鋅礦可浮的電位區(qū)間，鐵閃鋅礦

6、與磁黃鐵礦和毒砂可以實現(xiàn)分離；高pH值下，在鐵閃鋅礦可浮的電位區(qū)間它們難以實現(xiàn)分離。 4．黃原酸基有機(jī)抑制劑在鋅鐵硫化礦物表面吸附量大小順序為毒砂>磁黃鐵礦>鐵閃鋅礦，這正是黃原酸基有機(jī)抑制劑對鋅鐵硫化礦抑制作用順序。隨著pH增大，黃原酸基有機(jī)抑制劑在鋅鐵硫化礦物表面吸附量增大，在pH>6.0時，吸附趨于飽和，吸附量基本保持不變。黃原酸基有機(jī)抑制劑在毒砂和磁黃鐵礦表面的吸附量均高于在鐵閃鋅礦表面的吸附量，進(jìn)一步表明黃原酸基有機(jī)抑

7、制劑對于毒砂和磁黃鐵礦的抑制能力高于對鐵閃鋅礦的抑制能力，尤其對毒砂效果更加顯著。黃原酸基有機(jī)抑制劑能顯著改變鋅鐵硫化礦物表面的ζ--電位，順序是多羧基黃原酸鹽系列(TX)>多羥基黃原酸鹽系列(GX)。 陰離子型的黃原酸基有機(jī)抑制劑在帶負(fù)電的鋅鐵硫化礦表面吸附，并能使其負(fù)電位更大，說明黃原酸基有機(jī)抑制劑在鋅鐵硫化礦表面的吸附為化學(xué)吸附。 黃原酸基有機(jī)抑制劑與鋅鐵硫化礦作用前后的紅外光譜說明：這二類藥劑與鋅鐵硫化礦的作用以

8、化學(xué)作用為主，同時黃原酸基有機(jī)抑制劑與礦物也發(fā)生了氫鍵作用，從而增強(qiáng)了藥劑對礦物的抑制作用。銅離子活化后，黃原酸基有機(jī)抑制劑和丁黃藥存在下，鐵閃鋅礦表面的Cu<'2+>與丁黃藥作用生成穩(wěn)定的Cu(BX)<,2>，而使黃原酸基有機(jī)抑制劑在鐵閃鋅礦表面失去抑制作用，而黃原酸基有機(jī)抑制劑在毒砂和磁黃鐵礦表面表現(xiàn)良好的抑制性能。 5．有機(jī)抑制劑的親水基團(tuán)越多，抑制能力越強(qiáng)。多羥基黃原酸鹽(GX)有帶-OH的親水基團(tuán)，抑制能力是GX3>G

9、X2>GX1；多羧基黃原酸鹽(TX)有帶-COOH的親水基團(tuán)，抑制能力是TX4>TX3>TX2>TX1。 基團(tuán)電負(fù)性數(shù)據(jù)表明，羥基和羧基易與電負(fù)性較小的金屬離子As<'3+>發(fā)生作用，而與Fe<'3+>、Zn<'2+>作用則呈依次變?nèi)醯内厔荩仕鼈儗Χ旧暗囊种谱饔媚芰ψ顝?qiáng)，磁黃鐵礦次之，鐵閃鋅礦最弱。 黃原酸基有機(jī)抑制劑隨著浮選藥劑特性指數(shù)i和親水親油平衡值HLB的增加，其親水能力增強(qiáng)，抑制效果增大。其親水能力強(qiáng)弱順序是