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硅酸盐矿物强化捕收与一水硬铝石选择性抑制的研究

陈湘清  
【摘要】:论文以铝土矿组成矿物的晶体结构与表面性质的差异为基础,根据铝土矿反浮选脱硅的技术原理要求,通过溶液化学计算、浮选试验、X射线衍射、动电位测定、吸附量测定、FTIR和电子能谱测试,以及量子化学模拟计算等方法,重点研究了一水硬铝石的选择性抑制与高岭石、叶蜡石和伊利石等硅酸盐矿物的强化捕收,揭示了在十二胺体系或季铵盐DTAL体系中铝-硅矿物在不同的调整剂下的浮选行为,并对浮选药剂与矿物之间的作用机理进行了研究。结果表明: (1)矿物被破碎磨细时,高岭石表面暴露断裂的氢键,棱角暴露Si-O和Al-O键,表面亲水性较强,可浮性较差。叶蜡石主要沿层间断裂,表面残余键以范德华力为主,表面疏水性好,可浮性好。伊利石沿层间断裂,表面暴露离子键,亲水性好,可浮性差。 一水硬铝石的表面荷电机理为表面氢离子的吸附与电离,其表面的动电位随pH值的变化而变化,其零电点(PZC)为pH6.2。高岭石、叶蜡石和伊利石三种层状硅酸盐矿物的荷电机理有两种:端面为氢离子的吸附与电离,因而端面的动电位随pH值的变化而变化;层面为金属离子对硅氧四面体的晶格取代,荷负电,不受pH值的影响。高岭石的PZC为pH4.2,叶蜡石的PZC为pH3.0,伊利石的PZC为pH3.0。 (2)以季铵盐DTAL作捕收剂,一水硬铝石的可浮性差,而高岭石、叶蜡石和伊利石三种硅酸盐矿物在酸性条件下的可浮性好,随着溶液pH值的增大,硅酸盐矿物的可浮性下降,因此,酸性条件有利于铝-硅矿物的反浮选分离。 季铵盐捕收剂与矿物表面通过静电的物理作用发生吸附。由于与硅酸盐矿物有较强的静电作用和一定的阳离子交换吸附作用,足以克


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