我国是传统农业大国及钾肥最大消耗国,促进钾肥产量增长对缓解人口增加带来的粮食紧缺问题具有重要意义。钾盐(KCl)是钾肥生产的主要原料,针对钾盐矿资源的富集工艺特点,制备了含双亲/疏水基团的季铵盐型BAB系列及吗啉型MBAB系列两类双子表面活性剂,考察了BAB系列捕收剂在钾石盐矿正浮选中的捕收性能及MBAB系列捕收剂在光卤石矿反浮选中的捕收性能,解释了新型双子表面活性剂对矿物的吸附行为及拥有更强捕收性能的机理。不同碳链长度的叔胺与1,4-二溴丁烷反应,得到BAB系列捕收剂。不同碳链长度的1-溴代烷、吗啉及1,4-二溴丁烷反应,获得MBAB系列捕收剂。合成产品通过核磁共振波谱、质谱及红外光谱分析进行结构表征。通过纯矿物浮选试验,比较了BAB系列捕收剂与单分子捕收剂十八胺(ODA)对KCl和Na Cl、MBAB系列捕收剂与传统单分子捕收剂十二烷基吗啉(DMP)对Na Cl和光卤石的浮选效果差异。结果表明,双子捕收剂展示出卓越的捕收性能与优异的选择性,与单分子捕收剂相比对目的矿物的捕收性能有了显著的提高;即使浮选温度降低至0℃,双子捕收剂相比于单分子捕收剂依然对矿物可浮性显示出较显著的影响,8×10^-6 mol/L的BAB-18及ODA得到的KCl回收率分别为99%和28%,5×10^-4 mol/L的MBAB-16及DMP得到的Na Cl回收率分别为97%和31%。同时,双子捕收剂与对应的单分子捕收剂一样都表现出了对碱性矿浆的不适应性。此外,BAB系列捕收剂浮选KCl的过程中受浮选用水中Mg Cl₂含量的影响较小,性能要比传统胺类捕收剂更加稳定。实际矿浮选试验结果表明,双子捕收剂无论是在常温还是低温下都保持了优异的浮选性能,而单分子捕收剂在低温下丧失了部分捕收能力与选择性。通过红外光谱分析、接触角测试、表面张力测试、浊度测试及Krafft点对比,探讨了双子捕收剂具有优异捕收性能及耐低温性能的原因。红外光谱分析及接触角测试结果表明,双子捕收剂极易附着于目的矿物表面,而在非目的矿物表面基本没有附着,所以可以显著提高目的矿物表面疏水性而不影响非目的矿物疏水性,且双子捕收剂提高矿物可浮性的能力明显优于单分子捕收剂;表面张力、浊度测试及Krafft点对比试验结果显示,双子捕收剂的临界胶束浓度(CMC值)、临界溶解浓度及Krafft点均比单亲/疏水基团的捕收剂低,解释了在常温及低温浮选环境下双子捕收剂都表现出更好溶解分散性及捕收性的原因;最后阐述了双子捕收剂为何能够改善钾盐矿物浮选性能,促进钾盐矿高效分离。