淀粉及其衍生物对一水硬铝石的抑制作用研究

论文摘要

本文在以十二胺（DDA）为捕收剂的条件下,通过矿物浮选实验,研究了可溶性淀粉（SS）、蜡质玉米淀粉（WMS）两种非离子型淀粉以及阳离子淀粉（CAS）、阴离子淀粉（CMS）和两性淀粉（AMS）三种离子型淀粉对一水硬铝石和高岭石可浮性的影响。结果表明,这五种淀粉对一水硬铝石均有一定的抑制作用效果,在DDA浓度为6.5×10-4 mol/L,淀粉浓度为100 mg/L的条件下,它们对一水硬铝石的抑制能力大小为：WMS>AMS>CAS>SS>CMS,其中WMS和AMS在pH<6时几乎能将一水硬铝石全部抑制为槽底产品；在相同的实验条件下,这五种淀粉对高岭石不仅没有抑制作用,还起到了定的活化作用；在pH=9,DDA浓度为6.5×10-4 mol/L,WMS浓度为100 mg/L时,一水硬铝石—高岭石人工混合矿（质量比分别为2：1和3：1）的浮选分离实验结果为：A/S分别从4.26、5.88提高到12.73、41.61,A1203的回收率分别达到了63.77%、58.02%,说明蜡质玉米淀粉能将两者进行有效的分离。借助吸附量、zeta电位的测定,红外光谱分析以及原子力显微镜对吸附层形貌的分析等探讨了淀粉在一水硬铝石表面的吸附方式和抑制作用机理。结果表明,非离子型淀粉与一水硬铝石主要通过氢键和化学键相互作用,离子型淀粉与一水硬铝石的相互作用除了氢键和化学键以外,还有静电力的作用。机理研究表明,淀粉在一水硬铝石颗粒表面的吸附构象是决定其抑制性能的主要因素,而淀粉的链结构、电性种类及密度会影响其吸附构象,进而产生不同的抑制效果。此外,实验还发现,淀粉的存在不会排斥阳离子捕收剂DDA的吸附,相反还会有一种促进作用。在几种淀粉中,阴离子淀粉与一水硬铝石表面有较强的作用,且与捕收剂DDA之间有静电引力,因而其倾向于以卧式吸附在矿物表面,并与DDA形成具有活性的高分子-表面活性剂复合物,因而其抑制效果不理想,并且会随阴离子取代度的增加而降低；阳离子淀粉则采取环式吸附构象,在矿物表面形成较厚的吸附层,能够对小分子捕收剂DDA产生有效的罩盖作用,因而表现良好；两性淀粉结合阳离子淀粉及阴离子淀粉的优点,其抑制性能较佳；结构庞大的蜡质玉米淀粉借助氢键力即可在一水硬铝石颗粒表面有效吸附,其多分支的结构可以很好地展示其罩盖作用,因而表现十分突出。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 铝土矿资源与氧化铝生产方法
• 1.1.1 铝土矿资源概况
• 1.1.2 氧化铝生产现状及发展方向
• 1.2 铝土矿反浮选脱硅技术
• 1.2.1 反浮选特点
• 1.2.2 反浮选技术关键
• 1.2.3 反浮选研究现状
• 1.2.4 铝土矿反浮选抑制剂
• 1.3 淀粉类浮选药剂的研究进展
• 1.3.1 淀粉与变性淀粉
• 1.3.2 淀粉类抑制剂的应用及研究现状
• 1.4 论文选题的意义及内容
• 第二章 试剂、仪器和实验方法
• 2.1 实验矿样
• 2.2 实验试剂和仪器
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 浮选实验
• 2.3.2 吸附量的测定
• 2.3.3 吸附层形貌分析
• 2.3.4 表面张力的测定
• 2.3.5 Zeta电位的测量
• 2.3.6 红外光谱分析
• 第三章 非离子型淀粉对—水硬铝石可浮性影响及作用机理研究
• 3.1 淀粉对—水硬铝石和高岭石可浮性的影响
• 3.1.1 淀粉对—水硬铝石可浮性的影响
• 3.1.2 淀粉对高岭石可浮性的影响
• 3.1.3 WMS对—水硬铝石—高岭石人工混合矿的浮选分离
• 3.2 淀粉抑制作用机理研究
• 3.2.1 淀粉在—水硬铝石表面的吸附量
• 3.2.2 淀粉对—水硬铝石表面zeta电位的影响
• 3.2.3 淀粉与—水硬铝石相互作用的红外光谱分析
• 3.2.4 淀粉在—水硬铝石表面的吸附层形貌
• 3.2.5 WMS对DDA在—水硬铝石表面吸附的影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 离子型淀粉对—水硬铝石可浮性影响及作用机理研究
• 4.1 淀粉对—水硬铝石和高岭石可浮性的影响
• 4.1.1 淀粉对—水硬铝石可浮性的影响
• 4.1.2 淀粉对高岭石可浮性的影响
• 4.2 淀粉的抑制作用机理研究
• 4.2.1 淀粉在水硬铝石表面的吸附量
• 4.2.2 淀粉对—水硬铝石表面zeta电位的影响
• 4.2.3 淀粉与—水硬铝石相互作用的红外光谱分析
• 4.2.4 淀粉在—水硬铝石表面的吸附层形貌
• 4.2.5 CMS的取代度对—水硬铝石可浮性的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果