季銨鹽捕收劑對不同粒級鋁硅礦物浮選行為及吸附機理研究.pdf

1、論文以鋁硅礦物一水硬鋁石和高嶺石晶體結(jié)構(gòu)的差異為基礎(chǔ)，從礦物粒度和不同季銨鹽捕收劑的碳鏈長度對浮選影響出發(fā)，通過單礦物浮選試驗發(fā)現(xiàn)不同粒級鋁硅礦物浮選行為的差異性，采用Zeta電位測試和礦物與藥劑界面作用的分子動力學(xué)模擬研究了鋁硅礦物晶體結(jié)構(gòu)以及其與季銨鹽作用機理，結(jié)合吸附量測定以及熒光探針光譜分析技術(shù)，分析不同粒級鋁硅礦物浮選差異的原因，進一步揭示季銨鹽陽離子捕收劑在鋁硅礦物表面的吸附規(guī)律和吸附層結(jié)構(gòu)，從而為選擇性碎磨-反浮選脫硅工藝

2、提供理論支持。
　　 (1)不同粒級鋁硅礦物的浮選行為差異:以1031、1231、1431、1631、1831作為捕收劑，對不同粒級(-0.1+0.075mm、-0.075+0.045mm、-0.045mm)的一水硬鋁石和高嶺石進行了浮選研究。對于三個粒級的一水硬鋁石，隨著pH值升高，回收率增大;隨著季銨鹽烴鏈增長，回收率升高。浮選回收率大小順序為:1831＞1631＞1431＞1231＞1031。一水硬鋁石的粒度越細，浮選效果

3、越好。其浮選行為符合陽離子捕收劑浮選一般氧化礦的基本規(guī)律。對于高嶺石，隨著pH值增大回收率反而下降。-0.1+0.075mm、-0.075+0.045mm兩個粒級的浮選規(guī)律基本相同，季銨鹽烴鏈越長，高嶺石回收率也越大;但-0.045mm這個粒級反常，隨著季銨鹽烴鏈增長，回收率反而下降。
　　 (2)不同粒級鋁硅礦物晶體結(jié)構(gòu)及其與季銨鹽作用機理:對于一水硬鋁石，主要解理面為(010)面，Al—O鍵發(fā)生斷裂，其表面暴露著大量的Al3

4、+，其零電點PZC=6.0。由zeta電位測試和吸附量測量結(jié)果可知一水硬鋁石與季銨鹽作用機理主要是通過靜電作用。同時，吸附量測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)一水硬鋁石粒度越細，吸附量越大。季銨鹽在不同粒度一水硬鋁石表面的吸附狀態(tài)并未改變，只是季銨鹽更易吸附在細粒級的一水硬鋁石表面。季銨鹽烴鏈增長，一水硬鋁石的吸附量明顯增大。吸附量大小順序為:1631＞1431＞1231。
　　 高嶺石解離時，產(chǎn)生兩個不同性質(zhì)的底面硅氧四面體(001)面和鋁氧八面體

5、(00(1))面。根據(jù)分子動力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn)(00(1))面不易與季銨鹽作用，而(001)面吸附季銨鹽能力較強。在酸性條件下，高嶺石(00(1))面和端面都帶正電，而只有(001)面帶負電。這樣(001)面分別和(00(1))面、端面產(chǎn)生團聚，(001)面吸附陽離子捕收劑季銨鹽而疏水;在堿性條件下，端面和底面都荷負電，各解理面間產(chǎn)生靜電斥力而使礦粒充分分散，此時高嶺石(00(1))底面難與季銨鹽發(fā)生作用而親水，(001)面卻因吸附捕收劑疏水

6、并發(fā)生疏水締合作用，使疏水表面減少，導(dǎo)致高嶺石難以浮選。這一定程度上解釋了高嶺石浮選回收率隨pH升高反而下降的現(xiàn)象。高嶺石粒度越細，端面相對面積越大，而端面對藥劑吸附能力不強，導(dǎo)致細粒高嶺石浮選效果不好。高嶺石粒度越粗，吸附量越大。隨著季銨鹽烴鏈增長，不同粒級高嶺石的吸附量都增大。但對于-0.045mm這個粒級的吸附量規(guī)律與浮選結(jié)果相反。這與季銨鹽在細粒級高嶺石表面容易達到完全吸附的推斷相吻合。同時，高嶺石表面存在陽離子交換吸附，致使季