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構的差異為基礎，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，通過單礦物浮選試驗發現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模擬研究了鋁硅礦物晶體結構以及其與季銨鹽作用機理，結合吸附量測定以及熒光探針光譜分析技術，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律和吸附層結構，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構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，吸附量測試結果發現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，產生兩個不同性質的底面硅氧四面體(001)面和鋁氧八面體

5、(00(1))面。根據分子動力學模擬發現(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))底面難與季銨鹽發生作用而親水，(001)面卻因吸附捕收劑疏水

6、并發生疏水締合作用，使疏水表面減少，導致高嶺石難以浮選。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律與浮選結果相反。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