油酸钠体系中赤铁矿絮凝体的浮选行为及吸附机理研究

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作者孙伟光
来源华北理工大学
出版年2020
摘要
絮凝浮选过程中,絮凝体的浮选参数条件及药剂作用机理都直接影响浮选效果,油酸钠作为常用的脂肪酸类捕收剂,对赤铁矿具有良好的捕收效果,因此研究油酸钠体系中赤铁矿絮凝体浮选行为和吸附机理,对提高其应用性能具有重要意义。通过对絮凝体的浮选条件试验可知,在p H为8、油酸钠用量为125mg/L、矿浆浓度10%、气泡大小1.0mm以及搅拌转速1800r/min的条件下可得到絮凝体回收率为92.00%。使用响应曲面法对试验结果进行优化,建立了油酸钠用量、p H和搅拌转速及三者之间的交互作用对絮凝体回收率影响的多元二次方程。对试验结果进行了ANOVA分析和论证,可以发现絮凝体被很好地回收,与实际浮选效果相符。在絮凝浮选条件试验的基础上,通过浮选溶液化学和热力学分析、吸附量测定、接触角测定和红外光谱测试,在絮凝体浮选过程中油酸钠的离子-分子缔合物是造成絮凝体浮选的主要溶液组分。絮凝体吸附量在不同p H条件下的大小顺序分别p H=8>p H=4>p H=12。p H为4时絮凝体对油酸钠的吸附为单层吸附吸附,p H为12时是多层吸附。油酸钠和絮凝体作用前后的红外光谱分析表明,p H分别为4与12的条件下油酸钠在絮凝体表面发生了化学吸附,弱酸性条件下的这种化学吸附作用明显大于碱性条件。分子动力学模拟结果表明,油酸钠吸附在絮凝体表面是因为-COO的化学相互作用,油酸钠分子在弱碱性环境下对赤铁矿絮凝体的(001)面的相互作用能最小,吸附性能最大,所以浮选效果最好,弱酸环境的吸附性能次之,强碱环境的吸附性能最差。通过条件试验和机理分析,得出微细粒赤铁矿絮凝体的浮选最佳条件和吸附规律,为指导实践生产应用提供理论支撑。图42幅;表15个;参67篇。

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