为解决传统捕收剂功能单一、难以满足多金属矿或复杂矿石高效浮选需求以及在浮选过程中对环境造成二次污染的问题,以溴代十二烷、1,1,3,3-四甲基胍、丁二酸和环氧氯丙烷为原料,合成一种新型含酯基连接基团的Gemini型十二胍盐阳离子捕收剂(C₁₂-2-C₁₂)。通过吊环法测定25℃时C₁₂-2-C₁₂表面张力为25.10 mN/m,其临界胶束浓度(CMC)(0.01 mmo/L)显著低于单链十二烷基胍(5.01 mmol/L),泡沫稳定性达到74.79%,C₁₂-2-C₁₂乳化性能优异,分出10 mL水所需时间为313 s。实验过程中系统评估了C₁₂-2-C₁₂作为磁铁矿反浮选捕收剂的捕收性能,结果表明,在单矿物浮选实验中,当pH=7、捕收剂浓度为0.3 mmol/L时,C₁₂-2-C₁₂对石英表现出良好选择性,且回收率达87.6%,显著高于十二烷基胍对石英69.46%的回收率。在针对磁铁矿实际样品浮选实验中,在pH=7、捕收剂用量为320 g/t、抑制剂苛性淀粉用量为250 g/t条件下,一次反浮选获得铁品位为67.58%、回收率为76.35%的铁精矿。在生物降解实验中,采用振荡培养法研究了C₁₂-2-C₁₂的生物降解性能,在40 d时,C₁₂-2-C₁₂和十二烷基胍最终的降解率分别为52.12%和44.56%,表明C₁₂-2-C₁₂的生物降解性能优于十二烷基胍。与传统单链捕收剂(生物降解能力为30%)和Gemini季铵盐捕收剂(生物降解能力为26%)相比,具有更优异的环境友好性。最后,对合成的C₁₂-2-C₁₂捕收剂的捕收机理进行分析,红外光谱和Zeta电位测试结果表明,该捕收剂主要与石英表面产生静电吸附作用,对磁铁矿表面几乎无作用。量子化学计算进一步表明,C₁₂-2-C₁₂具有较强的正电性,通过石英提供电子占据C₁₂-2-C₁₂最低空分子轨道,进而与石英表面发生相互作用。由此可见,C₁₂-2-C₁₂是一种优良的磁铁矿反浮选捕收剂,同时具有良好的生物降解性。