醚胺类脱硅药剂的合成及在胶磷矿反浮选工艺中的应用

论文摘要

磷矿石是磷化工产业的主要原料之一,我国约80%的磷矿石用于制取磷肥。我国磷矿资源虽然丰富,但多是中低品位硅钙质胶磷矿,随着磷肥业和磷化工产业的快速发展,高品位磷矿越来越少,磷矿是不可再生资源,为保证磷化工的可持续发展和我国粮食安全,必须开发利用中低品位磷矿。对于中低品位硅钙质胶磷矿,我国磷矿选矿技术已经能使这类矿石用于工业生产,现在较成熟、应用较多的选别工艺是加温正—反浮选。虽然有很多学者对常温正—反浮选工艺做了大量的研究,但到目前为止,该工艺还没有应用于工业生产的实例。而采用双反浮选工艺流程,不仅无需对矿浆加温,而且工艺流程简单,所用药剂种类比正—反浮选工艺少。采用双反浮选工艺的关键是浮选药剂,反浮选脱镁的工艺流程和药剂制度,已经比较成熟;而反浮选脱硅是近年来研究的热点,国内外已有多篇关于研究磷矿反浮选脱硅的文章发表。作者通过查阅大量资料并结合所学知识,设计并合成了二类共4种烷基醚胺或酰基醚胺类目标化合物;所有目标化合物均通过红外光谱或质谱分析进行了结构确证。合成的4种目标化合物用同种、同量的表面活性剂复配成最终的选矿脱硅药剂。四种脱硅药剂均进行选矿试验论证。选矿试验以湖北省保康磷矿为试验矿样,以武汉工程大学自主研发的JVJ为脱镁药剂,复配的4种药剂为脱硅药剂,进行开路选矿试验验证。选择其中脱硅效果最好的YA-12做闭路流程试验,得到了较好的选矿指标。此外,作者还对YA-12脱硅的浮选机理进行了研究,通过浮选测试数据,从理论上分析说明YA-12是优良的脱硅药剂。综上所述,作者设计合成并复配的YA-12胶磷矿反浮选脱硅药剂能应用于磷矿选矿,可以为以后的研究提供方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第1章 文献综述
• 1.1 磷矿资源
• 1.2 磷矿选矿方法
• 1.3 浮选工艺流程
• 1.4 捕收剂
• 1.4.1 脂肪酸类阴离子型捕收剂
• 1.4.2 胺类阳离子捕收剂的特点
• 1.4.3 阴离子捕收剂与阳离子捕收剂反浮选脱硅的比较
• 1.5 课题背景
• 1.6 课题研究目地及意义
• 第2章 醚胺类捕收剂的合成
• 2.1 目的化合物确立思路
• 2.2 醚胺的结构探索
• 2.2.1 同碳原子数的脂肪烃基与脂环烃基,芳香烃基的比较
• 2.2.2 烃基饱和与不饱和的影响
• 2.2.3 叔胺、仲胺、伯胺的比较
• 2.3 醚胺结构的确立
• 2.4 合成路线设计
• 2.4.1 烷基醚胺捕收剂的合成路线设计
• 2.4.2 酰基醚胺捕收剂的合成路线设计
• 2.5 目标化合物的合成
• 2.5.1 仪器与试剂
• 2.5.2 实验装置图
• 2.5.3 烷基醚胺类化合物的合成
• 2.5.4 酰基醚胺类化合物的合成
• 2.6 结果与讨论
• 2.6.1 合成路线的讨论
• 2.6.2 反应机理
• 2.6.3 目标化合物确证
• 2.7 浮选药剂的复配
• 2.8 本章小结
• 第3章 双反浮选选矿试验
• 3.1 双反浮选选矿试验的目的
• 3.2 试样来源及性质
• 3.3 试验矿样制备
• 3.4 试验条件
• 3.4.1 试验设备
• 3.4.2 试验用浮选药剂与用水
• 3.4.3 矿样分析方法
• 3.4.4 磨矿细度与磨矿时间关系试验
• 3.5 双反浮选工艺流程选矿试验
• 3.5.1 反浮选脱镁试验
• 3.5.2 脱硅性能对比试验
• 3.5.3 YA-12反浮脱硅粗选试验
• 3.5.4 YA-12反浮脱硅扫选试验
• 3.5.5 双反浮选开路流程试验
• 3.6 YA-12与AS-12的比较
• 3.7 磨矿细度确定试验
• 3.8 双反浮选闭路流程试验
• 3.8.1 双反浮选闭路流程产品多元素分析
• 3.8.2 双反浮选药剂费用计算
• 3.9 本章小结
• 第4章 浮选作用机理研究
• 4.1 试样制备说明
• 4.2 接触角
• 4.2.1 接触角与浮选的关系
• 4.2.2 试样制备
• 4.2.3 合成药剂改变矿物接触角试验
• 4.3 表面张力
• 4.3.1 表面张力与浮选的关系
• 4.3.2 合成药剂降低矿浆溶液表面张力试验
• 4.4 动电位
• 4.4.1 动电位与浮选的关系
• 4.4.2 动电位测定
• 4.5 吸附量测定
• 4.5.1 试样制备
• 4.5.2 吸附量实验
• 4.6 红外光谱分析
• 4.7 本章小结
• 第5章 总结
• 参考文献
• 论文发表情况
• 致谢