阴离子捕收剂DZN-1的合成及其捕收性能的研究

论文摘要

本文以月桂酸与氯气为原料,通过有机合成反应研制出一种新型低温浮选药剂DZN-1,并通过对单矿物石英和赤铁矿、人工混合矿（石英与赤铁矿不同比例）及齐大山铁矿选矿分厂混磁精矿的浮选试验,结合红外光谱、扫描电镜、Zeta电位以及热失重等检测手段,系统研究了合成药剂的捕收性能及其与矿物的作用机理。1H-NMR和IR检测结果表明,捕收剂DZN-1的主要成分为α-氯代月桂酸,其分子式为：CH3（CH2）9-CHCl-COCH。浮选试验结果表明,在单矿物石英浮选时,当浮选温度为13℃、pH值为11.52、CaCl2用量为3333mg·L-1、捕收剂用量为266.671ng·L-1时,石英的回收率达到98.5%；在人工混合矿反浮选试验时,当浮选温度为13℃、pH值为11.52、羧甲基淀粉用量为200mg·L-1、CaCl2用量为33.33mg·L1、捕收剂用量为266.67mg·L-1时,精矿铁品位可达到66.33%,回收率可达到94.36%；在混磁精矿反浮选条件试验时,当浮选温度为25℃、pH值为11.52、羧甲基淀粉用量为600g·t-1、CaCl2用量200g·t-1、捕收剂用量为800g·f1时,精矿铁品位可达到66.75%,回收率可达到80.85%。开路浮选试验结果表明,齐大山铁矿选矿分厂混磁精矿经一次粗选两次扫选精矿铁品位可达到66.77%,回收率可达到77.72%,尾矿品位可达到8.43%。根据开路试验结果,对齐大山铁矿选矿分厂混磁精矿进行了一次粗选一次扫选的闭路试验,精矿铁品位达到65.38%,回收率达到89.56%,尾矿品位可达到13.00%,基本符合现场浮选指标,以上浮选试验结果表明捕收剂DZN-1在较低温度下具有较好的捕收能力。通过对α-氯代月桂酸、月桂酸分子极性基团键合原子的电负性XG、分配系数lnP的计算,在分子层面上研究了捕收剂DZN-1的键合原子极性、亲水-疏水性能等与浮选相关的特性,并结合红外光谱和Zeta电位的检测结果,研究了捕收剂DZN-1与石英、赤铁矿表面的作用机理。检测结果表明,捕收剂DZN-1在pH=11.5时,与Ca（OH）+作用后在石英表面同时存在物理吸附和化学吸附,捕收剂DZN-1在pH=4.00时,浮选赤铁矿效果较好,且在pH=4.00时,捕收剂DZN-1与赤铁矿同时存在物理吸附和化学吸附。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 铁矿石反浮选工艺研究进展
• 1.1.1 国外铁矿石反浮选工艺研究进展
• 1.1.2 国内铁矿石反浮选工艺研究进展
• 1.2 铁矿石反浮选捕收剂研究进展
• 1.2.1 国外铁矿石反浮选捕收剂研究进展
• 1.2.2 国内铁矿石反浮选捕收剂研究进展
• 1.3 齐大山铁矿石性质、工艺流程及存在问题
• 1.3.1 齐大山铁矿石性质
• 1.3.2 齐大山浮选工艺流程及存在问题
• 1.4 理论意义、实际应用价值及研究内容
• 1.4.1 理论意义及实际应用价值
• 1.4.2 研究内容
• 第2章 矿样、药剂、仪器及研究方法
• 2.1 试验矿样
• 2.1.1 单矿物矿样分析
• 2.1.2 实际矿石矿样分析
• 2.2 试验试剂
• 2.3 试验仪器与设备
• 2.4 研究方法
• 2.4.1 试验药剂的配制方法
• 2.4.2 浮选试验研究方法
• 2.4.3 检测方法
• 第3章 捕收剂DZN-1的合成及鉴定分析
• 3.1 捕收剂DZN-1合成试验
• 3.1.1 捕收剂DZN-1合成机理
• 3.1.2 捕收剂DZN-1合成步骤
• 3.1.3 捕收剂DZN-1转化率计算
• 3.2 捕收剂DZN-1鉴定分析
• 3.2.1 红外光谱鉴定分析
• 3.2.2 核磁共振氢谱鉴定分析
• 第4章 浮选试验研究
• 4.1 单矿物浮选试验研究
• 4.1.1 pH值对单矿物浮选效果的影响研究
• 2用量对单矿物浮选效果的影响研究'>4.1.2 CaCl₂用量对单矿物浮选效果的影响研究
• 4.1.3 捕收剂DZN-1用量对单矿物浮选效果的影响研究
• 4.1.4 温度对单矿物浮选效果的影响研究
• 4.1.5 羧甲基淀粉用量对单矿物浮选效果的影响研究
• 4.2 人工混合矿反浮选试验研究
• 2用量对人工混合矿反浮选效果的影响研究'>4.2.1 CaCl₂用量对人工混合矿反浮选效果的影响研究
• 4.2.2 羧甲基淀粉用量对人工混合矿反浮选效果的影响研究
• 4.2.3 捕收剂DZN-1用量对人工混合矿反浮选效果的影响研究
• 4.3 实际矿反浮选试验研究
• 4.3.1 pH值对实际矿反浮选效果的影响研究
• 4.3.2 羧甲基淀粉用量对实际矿反浮选效果的影响研究
• 2用量对实际矿反浮选效果的影响研究'>4.3.3 CaCl₂用量对实际矿反浮选效果的影响研究
• 4.3.4 捕收剂DZN-1用量对实际矿反浮选效果的影响研究
• 4.3.5 温度对实际矿反浮选效果的影响研究
• 4.4 开路试验研究
• 4.5 闭路试验研究
• 4.6 小结
• 第5章 药剂与矿物作用机理研究
• 5.1 矿物的晶体结构
• 5.1.1 石英的晶体结构
• 5.1.2 赤铁矿的晶体结构
• 5.2 捕收剂DZN-1相关参数计算
• 5.2.1 捕收剂DZN-1电负性计算
• 5.2.2 捕收剂DZN-1疏水—亲水因素计算
• 5.3 捕收剂DZN-1对单矿物的捕收机理
• 5.3.1 捕收剂DZN-1对单矿物石英的捕收机理
• 5.3.2 捕收剂DZN-1对单矿物赤铁矿的捕收机理
• 5.3.3 浮选过程模型的建立
• 5.4 实际矿浮选结果的扫描电镜、面扫描及EDS能谱分析
• 5.4.1 精矿分析
• 5.4.2 尾矿分析
• 第6章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢