离子型纳米捕收剂性能及其与微细粒黄铜矿作用机理研究

发布时间：2020-11-22 04:40

　　 现代经济发展日新月异,铜资源也不可避免被快速消耗,造成铜矿石日趋呈贫、细、杂的态势。因此,低品位、赋存复杂、难处理的铜资源是当前研究开发的主要目标。当前所熟知的浮选工艺及药剂制度,对微细粒级铜矿物回收利用率有限,为实现微细粒级铜资源的高效回收,研发新型高效的浮选药剂和浮选工艺是当前微细粒级铜浮选必须突破的难题。本文针对微细粒黄铜矿难以有效回收这一难题,根据黄铜矿的浮选性质,合成出阴阳离子两种纳米捕收剂(MNP和VNP)。通过红外光谱和核磁氢谱分析等表征手段对合成的纳米捕收剂的结构和性质进行表征,然后将其应用于浮选试验,研究阴阳离子纳米捕收剂在不同条件下对微细粒黄铜矿和闪锌矿的浮选行为,并与丁基黄药的浮选效果进行对比,最后通过红外光谱分析、动电位测试和表面润湿性测试三种手段探究其与矿物作用机理。选择阴离子型乳化剂SDS,合成出带负电乳液MNP,选择阳离子型乳化剂CTAB,合成出带正电的乳液VNP,通过表征可知,MNP和VNP粒径分布在50nm~100nm之间,分子量都在一万以上,属于高分子聚合物。纯矿物浮选试验说明,MNP、VNP和丁基黄药三种药剂中,MNP对微细粒黄铜矿的浮选效果最好,在矿浆pH为6~8范围内,回收率均在95%以上,当加入抑制剂时,能够很好的实现铜锌分离。VNP和丁基黄药对黄铜矿的浮选效果相差不大,但VNP的选择性优于丁基黄药。由红外光谱图和动电位测试可知,MNP和VNP均能在黄铜矿表面产生吸附,MNP使黄铜矿表面的零电点由5.08减小至4.36,VNP使黄铜矿表面的零电点由5.08增大至6.98。通过测量矿物与药剂作用前后接触角的变化可知,MNP使黄铜矿的接触角从60.43°提升到了101.34°,大幅度提高了黄铜矿表面的疏水性,VNP也能增强矿物表面的疏水性,但效果较MNP更弱,这与浮选试验结果相吻合。
【学位单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TD923.13;TD952
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 铜矿资源的概述
        1.1.1 铜的基本性质及用途
        1.1.2 铜矿资源现状和特点
        1.1.3 铜的矿床类型
        1.1.4 铜矿物的主要种类及主要物理性质
    1.2 黄铜矿的选矿技术研究现状
        1.2.1 全优先浮选工艺
        1.2.2 混合浮选工艺
        1.2.3 部分优先-混合浮选工艺
        1.2.4 等可浮浮选工艺
    1.3 黄铜矿浮选药剂研究现状及趋势
        1.3.1 黄铜矿浮选药剂研究现状
        1.3.2 黄铜矿浮选药剂存在的问题
        1.3.3 黄铜矿浮选药剂发展趋势
    1.4 纳米粒子的应用及其发展
        1.4.1 纳米技术基本概念和用途
        1.4.2 纳米粒子的合成
        1.4.3 纳米粒子在浮选中的应用
    1.5 选题背景、意义及研究内容
        1.5.1 选题背景及意义
        1.5.2 论文研究的主要内容
    1.6 课题来源
第二章 试验材料与研究方法
    2.1 试样的制备及分析
        2.1.1 纯矿物制备
        2.1.2 纯矿物试样分析
    2.2 试验所用药剂和仪器
        2.2.1 试验主要试剂
        2.2.2 试验仪器及设备
    2.3 研究方法
        2.3.1 捕收剂合成试验
        2.3.2 纳米捕收剂的表征
        2.3.3 单矿物浮选试验研究
        2.3.4 浮选机理研究
第三章 离子型纳米捕收剂的合成及其性能表征
    3.1 纳米捕收剂的合成方法及机理
        3.1.1 纳米捕收剂的合成方法
        3.1.2 乳液聚合机理
    3.2 阴离子型纳米捕收剂MNP合成及其表征
        3.2.1 合成原理
        3.2.2 合成过程
        3.2.3 阴离子型捕收剂MNP的红外表征
        3.2.4 MNP的核磁表征
        3.2.5 MNP的分子量和分子量分布测试（GPC）
        3.2.6 固体含量测定
        3.2.7 稳定性测试
        3.2.8 粒度测定
        3.2.9 扫描电镜
    3.3 阳离子型纳米捕收剂VNP合成及其表征
        3.3.1 合成原理
        3.3.2 合成过程
        3.3.3 VNP的红外表征
        3.3.4 VNP的核磁表征
        3.3.5 分子量和分子量分布测试（GPC）
        3.3.6 固体含量测定
        3.3.7 稳定性测试
        3.3.8 粒度测定
        3.3.9 扫描电镜
    3.4 本章小结
第四章 离子型纳米捕收剂浮选试验研究
    4.1 MNP对微细粒黄铜矿和闪锌矿的浮选条件试验
        4.1.1 不同pH值条件下MNP对微细粒黄铜矿和闪锌矿的浮选试验
        4.1.2 不同用量的MNP对微细粒黄铜矿和闪锌矿的浮选试验
        4.1.3 硫酸锌作用下、MNP对微细粒黄铜矿和闪锌矿的浮选试验
    4.2 VNP对微细粒黄铜矿和闪锌矿的浮选条件试验
        4.2.1 不同pH值条件下VNP对微细粒黄铜矿和闪锌矿的浮选试验
        4.2.2 不同用量的VNP对微细粒黄铜矿和闪锌矿的浮选试验
        4.2.3 硫酸锌作用下、VNP对微细粒黄铜矿和闪锌矿的浮选试验
    4.3 丁基黄药对微细粒黄铜矿和闪锌矿的浮选条件试验
        4.3.1 不同pH值条件下丁基黄药对微细粒黄铜矿和闪锌矿的浮选试验
        4.3.2 不同用量的丁基黄药对微细粒黄铜矿和闪锌矿的浮选试验
        4.3.3 硫酸锌作用下、丁基黄药对微细粒黄铜矿和闪锌矿的浮选试验
    4.4 本章小结
第五章 离子型纳米捕收剂的浮选机理研究
    5.1 红外光谱分析
        5.1.1 黄铜矿与MNP作用前后的红外光谱
        5.1.2 黄铜矿与VNP作用前后的红外光谱
    5.2 MNP和VNP对黄铜矿表面动电位的影响
        5.2.1 MNP对黄铜矿表面动电位的影响
        5.2.2 VNP对黄铜矿表面动电位的影响
    5.3 MNP和VNP对矿物表面润湿性的影响
        5.3.1 MNP对黄铜矿和闪锌矿接触角的影响
        5.3.2 VNP对黄铜矿和闪锌矿接触角的影响
    5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果

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本文编号：2894137