季铵盐与铝硅矿物的界面作用基础

论文摘要

本文主要通过单矿物、人工混合矿实验,考察了季铵盐捕收剂TR和1231的捕收能力差异和改性淀粉ST的抑制效果,并对比了TR和1231对实际矿石浮选结果。通过吸附量测定、红外光谱、动电位等检测手段和分子模拟方法对铝土矿反浮选的作用机理进行了探讨。主要得出的结论有以下几方面：单矿物和人工混合矿实验结果表明：TR相对于1231选择性更好,pH适用范围更宽的反浮选捕收剂；改性淀粉ST与季铵盐配合使用时能有效地抑制—水硬铝石。吸附量测试结果表明,1231在高岭石和—水硬铝石表面的吸附量都大于TR；两种季铵盐在高岭石表面的吸附量都远大于—水硬铝石。红外和Zeta电位测试结果表明,季铵盐在高岭石和一水硬铝石表面的吸附属于物理吸附,可能还伴有氢键吸附。模拟结果表明：1231单分子更容易与—水硬铝石(010)面作用,TR单分子更容易与高岭石(001)作用；当表面完全被季铵盐覆盖时,1231与两种晶面间的吸附能远小于TR,但是TR在两种晶体表面吸附能之差大于1231,与TR选择性好结果一致；改性淀粉ST片段在晶体表面的吸附能远小于季铵盐。铝土矿反浮选试验结果表明：浮选时,捕收剂TR相对于1231泡沫量小,易于消泡,且通过2次浮选TR能使铝硅比从3.86提高到6.59,回收率达66.07%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 铝土矿脱硅常用方法
• 1.2 我国铝土矿反浮选脱硅研究现状及进展
• 1.2.1 铝土矿反浮选脱硅捕收剂的研究进展
• 1.2.2 反浮选脱硅的作用机理研究现状
• 1.3 反浮选面临的主要问题
• 1.4 本论文研究思路、目的及内容
• 1.4.1 本文的研究思路
• 1.4.2 本文的研究目的及内容
• 第二章 矿样、试剂、仪器和实验方法
• 2.1 矿样准备
• 2.2 试剂、仪器和设备
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 浮选试验
• 2.3.2 动电位测试
• 2.3.3 红外光谱测定
• 2.3.4 吸附量测定
• 第三章 新型季铵盐捕收剂对铝硅矿物的浮选行为的影响
• 3.1 两种季铵盐捕收剂对高岭石和一水硬铝石浮选行为的影响
• 3.2 改性淀粉ST对两种捕收剂性能的影响
• 3.2.1 改性淀粉ST用量试验
• 3.2.2 改性淀粉对铝硅矿物浮选回收率的影响
• 3.3 人工混合矿试验
• 3.4 本章小结
• 第四章 铝土矿与药剂界面作用机理分析
• 4.1 高岭石和一水硬铝石晶体结构
• 4.1.1 高岭石的晶体结构
• 4.1.2 一水硬铝石的晶体结构
• 4.2 高岭石和一水硬铝石溶液化学计算及表面荷电机理
• 4.2.1 高岭石的溶液化学及表面性质
• 4.2.2 一水硬铝石的溶液化学及表面性质
• 4.3 季铵盐在铝硅矿物的吸附研究
• 4.3.1 季铵盐在高岭石的吸附量分析
• 4.3.2 季铵盐在一水硬铝石的吸附量分析
• 4.4 药剂与铝硅矿物作用的红外光谱研究
• 4.4.1 高岭石与药剂作用的红外光谱研究
• 4.4.2 一水硬铝石与药剂作用的红外光谱研究
• 4.5 药剂对铝硅矿物表面Zeta电位的影响
• 4.5.1 药剂对高岭石的Zeta电位的影响
• 4.5.2 药剂对一水硬铝石的Zeta的影响
• 4.6 本章小结
• 第五章 铝硅矿物与药剂界面作用的分子模拟研究
• 5.1 高岭石和一水硬铝石晶体建模与优化
• 5.1.1 高岭石的晶体建模与优化
• 5.1.2 一水硬铝石的晶体建模与优化
• 5.2 两种季铵盐与改性淀粉片段的建模与结构优化
• 5.3 晶体表面和药剂性质的计算与分析
• 5.3.1 晶体表面的切割与性质计算
• 5.3.2 药剂与晶体表面的前线轨道
• 5.4 季钱盐与改性淀粉片段在铝硅矿物表面的动力学模拟
• 5.4.1 季铵盐单分子在晶体表面的吸附模拟与分析
• 5.4.2 多分子季铵盐在晶体表面吸附行为模拟与分析
• 5.4.3 改性淀粉片段在晶体表面动力学模拟与分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 低品位铝土矿反浮选探索
• 6.1 原矿性质
• 6.2 浮选流程初步探索及试验结果
• 6.3 小节
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间主要的研究成果