钨作为一种重要的战略金属,因其高熔点、高密度及优异的物理化学性能,在硬质合金、电子工业、国防军工及新兴技术领域具有不可替代的作用。钨矿的开采选别中,由于黑钨矿磨矿过程易泥化、白钨矿的易脆性和细微粒径使得部分精矿损失在尾矿中,导致钨矿的回收率下降。同时伴生脉石矿的存在也使得浮选过程难以达到预期分离效果。为解决这些问题,我们设计并合成了系列新型捕收剂(2-氨基-2-(羟基亚氨基)乙基)膦酸烷基酯和2-(羟基氨基)-2-氧代乙基)膦酸烷基酯来提升浮选过程中目标矿物的回收率和选择性。分别考察了(2-氨基-2-(羟基亚氨基)乙基)膦酸二正己酯(DHAHEP)、2-(羟基氨基)-2-氧代乙基)膦酸二正己酯(DHHAOEP)对黑钨矿、白钨矿的浮选性能;并采用接触角测量、Zeta电位、FTIR、XPS和DFT计算分别探究了新型捕收剂对黑钨矿和白钨矿的作用机理。 以DHAHEP为捕收剂,单矿物浮选实验结果证明,DHAHEP对黑钨矿具有优良的捕收性能。在pH为2~4.5,DHAHEP对黑钨矿的回收率达到90.00%以上,而石英的回收率低于60.00%;在相同条件下进行混合矿浮选实验。获得的黑钨矿精矿回收率为64.50%、品位为48.90%,表明DHAHEP对石英脉型黑钨矿具有较好的浮选分离能力。 Zeta电位和接触角实验表明,DHAHEP主要以阳离子形式锚定在黑钨矿表面,增加了黑钨矿表面的疏水性,从而实现了黑钨矿与石英的浮选分离。FTIR、XPS和DFT计算进一步揭示了 DHAHEP对石英脉型黑钨矿有明显的浮选分离作用,它主要通过静电吸附以阳离子的形式结合在黑钨矿表面,也以分子中磷酰基和偕胺肟基形成的化学键的形式捕获矿物。 以DHHAOEP为捕收剂,单矿物浮选实验结果证明,在pH=8时,DHHAOEP对白钨矿的回收率最高为92.00%,对石英的回收率为38.00%;混合矿浮选实验证明,DHHAOEP对白钨矿的浮选回收率可达73.00%,品位为54.00%,表明DHHAOEP对石英脉型白钨矿具有优良的浮选分离能力。Zeta电位结果表明,添加DHHAOEP后白钨矿的Zeta电位发生了正偏移,接触角试验表明,DHHAOEP增强了白钨矿的表面疏水性。FTIR、XPS和DFT分析进一步证实,DHHAOEP通过其-C(=O)-NHOH基团与白钨矿表面的WO42-或Ca活性位点成键反应,锚定在白钨矿表面,形成一个五元环。同时,P=O基团修饰了-C(=O)-NHOH的氧原子间的距离,促进了反应的进行。