Gemini有机硅捕收剂的合成及其对铝硅酸盐矿物的浮选性能研究

论文摘要

本文以硅烷偶联剂（SCA-1902）,六甲基二硅氧烷（MM）和二溴代烷烃为原料,通过SN2取代反应制备了Gemini有机硅系列捕收剂FGS-2、FGS-4和FGS-6。采用红外光谱、核磁共振和气质联用技术对产物结构进行了表征,分析表明合成的产品即为目标产物；通过高效液相色谱分析,三种产品的纯度分别为85.77%、87.92%和92.26%。单矿物浮选试验表明,三种Gemini有机硅捕收剂在广泛pH值范围内对铝硅酸盐矿物高岭石、叶腊石和伊利石均有较强的捕收能力,碱性条件下的浮选回收率比在酸性条件下高,特别是在pH=12的强碱性情况下,三种铝硅酸盐矿物的浮选回收率接近100%；且其捕收能力随着中间连接基团碳链的增长而增加,顺序为FGS-6>FGS-4>FGS-2。当捕收剂浓度为6×10-4 mol/L,矿浆pH=9.5时,三种铝硅酸盐矿物的浮选回收率达到最大值,均在90%以上。论文通过Zeta-电位测定和红外光谱分析,探讨了Gemini有机硅阳离子捕收剂与铝硅酸盐矿物的作用机理。Zeta-电位测定结果表明,高岭石、叶腊石和伊利石的零点电分别为3.5、2.3和3.0,捕收剂与铝硅酸盐矿物作用后矿物表面的Zeta—电位全部为正。红外光谱测定表明,药剂与铝硅酸盐矿物作用后在3000～2800 cm-1处出现了甲基和亚甲基的伸缩振动吸收峰,而其他峰没有发生变化。因此,Gemini有机硅阳离子捕收剂与铝硅矿物的作用主要是静电吸附物理作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 我国铝土矿资源特征与氧化铝生产技术
• 1.1.1 我国铝土矿资源特征
• 1.1.2 氧化铝生产技术
• 1.1.3 我国氧化铝生产现状及发展方向
• 1.2 铝土矿选矿脱硅研究与进展
• 1.2.1 生物选矿脱硅
• 1.2.2 化学选矿脱硅
• 1.2.3 物理选矿脱硅
• 1.3 铝土矿反浮选脱硅研究
• 1.3.1 铝土矿反浮选脱硅机理
• 1.3.2 铝土矿反浮选脱硅进展
• 1.4 Gemini型表面活性剂研究进展
• 1.4.1 Gemini型表面活性剂结构与特点
• 1.4.2 Gemini型表面活性剂进展
• 1.5 硅烷偶联剂研究进展
• 1.6 论文的选题意义及内容
• 第二章 试剂、矿样、仪器设备和实验方法
• 2.1 实验试剂
• 2.2 实验矿样
• 2.3 实验仪器名称
• 2.4 实验方法
• 2.4.1 单矿物浮选实验
• 2.4.2 外光谱分析
• 2.4.3 气质色谱联用分析
• 2.4.4 超导核磁共振分析
• 2.4.5 高效液相色谱分析
• 2.4.6 Zeta电位测量
• 第三章 Gemini有机硅系列捕收剂的合成及结构表征
• 3.1 Gemini有机硅系列阳离子捕收剂的合成
• 3.1.1 合成原理
• 3.1.2 合成方法
• 3.2 Gemini有机硅捕收剂的结构表征
• 3.2.1 红外光谱分析
• 3.2.2 气质联用GS-MS分析
• 3.2.3 核磁共振分析
• 3.2.4 高效液相色谱分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 Gemini有机硅系列捕收剂浮选性能研究
• 4.1 高岭石的基本浮选行为
• 4.1.1 pH对高岭石浮选行为的影响
• 4.1.2 捕收剂浓度对高岭石浮选行为的影响
• 4.2 叶腊石的基本浮选行为
• 4.2.1 pH对叶腊石浮选行为的影响
• 4.2.2 捕收剂浓度对叶腊石浮选行为的影响
• 4.3 伊利石的基本浮选行为
• 4.3.1 pH对伊利石浮选行为的影响
• 4.3.2 捕收剂浓度对伊利石浮选行为的影响
• 4.4 三种铝硅酸盐矿物的浮选行为比较
• 4.4.1 pH条件比较
• 4.4.2 捕收剂用量比较
• 4.5 本章小结
• 第五章 Gemini有机硅捕收剂与铝硅矿物作用机理的研究
• 5.1 铝硅酸盐矿物表面电性
• 5.2 铝硅酸盐矿物表面的Zeta电位变化和作用机理
• 5.3 红外光谱分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果