新型多胺类捕收剂的合成以及在铁矿石脱硅反浮选中的应用

摘要

开发新型高效的赤铁矿反浮选捕收剂以提高我国目前赤铁矿的铁硅比，对解决目前赤铁矿生产中的问题具有重要意义。本文就多胺类捕收剂的合成及其对赤铁矿、石英的浮选性能做了研究，并利用Zeta电位、红外光谱等手段，探讨了多胺类捕收剂与石英的作用机理。而且还利用表面活性剂的一些研究方法对多胺类捕收剂和十二胺的结构性质进行了分析。
　　采用三聚氰胺、乙二胺及脂肪醛为主要原料合成了三聚氰胺缩醛类和乙二胺缩醛类席夫碱捕收剂；采用乙二胺、丙二胺、丁二胺及长链溴代烷烃为主要原料合成了N取代烷基二胺类捕收剂。并通过熔点测定，红外光谱和核磁共振光谱对合成的多胺类捕收剂的结构进行表征。
　　通过预浮选试验筛选出了四种捕集性能优良的捕收剂分别是：十一醛缩乙二胺、N-十二烷基乙二胺、N-癸烷丙二胺和N-辛烷丁二胺。接下来的工作是通过研究这四种多胺类捕收剂和十二胺的浮选性能及其浮选机理，探究它们浮选性能与结构性质之间的关系。
　　单矿物浮选试验表明：多胺类捕收剂对石英和赤铁矿的捕集能力都比十二胺强，达到最佳浮选效果时的用量却比十二胺少，矿浆pH为弱酸时对石英的浮选效果较好，矿浆pH为弱碱时对赤铁矿的浮选效果较好。
　　人工混合矿物浮选试验表明：多胺类捕收剂和十二胺对人工混合矿物的最佳浮选pH=5.0左右；多胺类捕收剂对人工混合矿物的最佳浮选用量明显比十二胺少。与十二胺相比，多胺类捕收剂对人工混合矿的分选效果更好，精矿中赤铁矿的回收率高达90.0％左右，精矿的铁品位都在60.0%以上。
　　利用表面活性剂的研究方法对多胺类捕收剂和十二胺的基团电负性、HLB值和临界胶团浓度（CMC）进行比较计算，探究了其结构性质与其浮选性能的关系。
　　结合多胺捕收剂和十二胺与单矿物作用前后的Zeta电位、接触角和红外光谱可以确定多胺与石英表面产生了牢固的化学吸附现象，并改变了石英表面的一些物理化学性质，从而使石英易于被浮选出来达到提铁降硅的试验目的。

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1 绪论

1.1 研究背景与意义(Background and Significance)

1.2 赤铁矿浮选的研究现状(Situation of Research on Hematite Flotation)

1.3 阳离子捕收剂的研究现状(Situation of Research on Cationic Collectors)

1.4 多胺的研究现状及合成方法(Research Status and Synthesis of Polyamines)

1.5 席夫碱的研究现状及合成方法(Research Status and Synthesis of Schiff Base)

1.6 浮选的作用及原理(Action and Principle of Flotation)

1.7 浮选机理的研究现状(Research Status of Flotation Mechanism)

2 试验材料和试验方法

2.1 试验矿样的制备(Preparation of Test Ore)

2.2 试验试剂(Test Reagents)

2.3 试验仪器及设备(Test Instruments and Equipments)

2.4 试验方法(Test Methods)

3 新型多胺类捕收剂的合成及表征

3.1 多胺类捕收剂的合成思路(Ideas of Synthesizing Polyamine Collectors)

3.2 多胺类捕收剂的合成(Synthesis of Polyamine Collectors)

3.3 本章小结(Chapter Summary)

4 新型多胺类捕收剂的浮选性能研究

4.1 预浮选试验(Pre-flotation Test)

4.2 单矿物浮选试验(Flotation Test of Single Mineral)

4.3 人工混合矿物浮选试验(Flotation Test of Artificial Mixed Mineral)

4.4 本章小结(Chapter Summary)

5 新型多胺类捕收剂的浮选机理研究

5.1 极性基团的电负性的计算(Calculation of Polar Group Electronegativity)

5.2 亲水-亲油平衡值的计算(Calculation of Hydrophile-Lipophile Balance)

5.3 临 界 胶 团 浓 度 的 计 算 (Calculation of Critical Micell Concentration)

5.4 矿物表面动电位的测定(Determination of Mineral Surfaces Zeta-potential)

5.5 接触角的测定(Determination of the Contact Angle)

5.6 红外吸附光谱的分析(Analysis of The IR Absorption Spectrum)

5.7 本章小结(Chapter Summary)

6 结论

参考文献

附图

作者简历

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