單羧基雙羥肟酸的設(shè)計合成及其對一水硬鋁石和鋁硅礦物的捕收性能.pdf

1、綜合使用量子化學(xué)計算方法、動電位、吸附量測定和紅外光譜表征等手段,結(jié)合單礦物、人工混合礦浮選,研究了鋁土礦浮選脫硅螯合捕收劑HCDA。
　　 基于捕收劑為異極性分子的結(jié)構(gòu)特征要求,構(gòu)建含羥肟酸基和羧基的異極性分子結(jié)構(gòu)模型,最后確定HCDA捕收劑,其分子結(jié)構(gòu)為:非極性基為擁有8個碳鏈長的直鏈,極性基為兩個羥肟基和一個羧酸基。接著進(jìn)行該結(jié)構(gòu)捕收劑分子的性能預(yù)測,并與本課題組之前研發(fā)的捕收劑COBA分子做作對比。量子化學(xué)計算結(jié)果——分

2、析分子前線軌道能量、電荷分布、鍵合原子距離、分子中的離域狀況以及分子的HOMO、LUMO分布圖等各項指數(shù)都顯示HCDA將是一個性能卓越的捕收劑,捕收性能將比COBA強;性能判據(jù)結(jié)果——比較捕收劑的溶度積、CMC、HLB以及基團(tuán)電負(fù)性等各項捕收劑性能指數(shù),得到的結(jié)果顯示HCDA在捕收性和選擇性上都比COBA優(yōu)越。
　　 設(shè)計了捕收劑HCDA分子的合成路線,以丙二酸二甲酯和氯甲酸甲酯為原料經(jīng)多步反應(yīng)最終得到目標(biāo)產(chǎn)物HCDA。同時考察

3、了反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、以及反應(yīng)投料對反應(yīng)產(chǎn)率的影響。
　　 單礦物浮選實驗表明:以HCDA作捕收劑浮選三種礦物時,一水硬鋁石得到較好的效果,其回收率在HCDA濃度為2×104mol/L,pH7.0時達(dá)到96％,而高嶺石和伊利石分別只有20％和10％。一水硬鋁石的回收率受pH變化和藥劑濃度變化的影響很大,而其它兩種礦物幾乎不受影響。人工混合礦浮選實驗結(jié)果表明:浮選分離一水硬鋁石和鋁硅酸鹽礦物的最佳pH值7.0,捕收劑HCDA濃度為

4、2×10-4 mol/L,可實現(xiàn)其有效分選。
　　 通過吸附量、混礦鋁硅比、動電位、紅外光譜分析了捕收劑對三種礦物的作用機理,結(jié)果表明:吸附量結(jié)果與浮選實驗結(jié)果一致,一水硬鋁石的回收率受pH值變化影響明顯,且在pH7.0時達(dá)到最大值,而其它兩種礦物受pH變化影響很小。礦物動電位測試結(jié)果顯示,pH對一水硬鋁石礦物表面電性影響很大。一水硬鋁石與HCDA作用后,IEP從pH6.0移到pH4.0,pH5.0～pH9.0表面電位負(fù)移明顯,