《新型捕收劑多胺醚分離鐵礦與含鐵矽酸鹽的基礎研究》是依託武漢理工大學，由葛英勇擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：新型捕收劑多胺醚分離鐵礦與含鐵矽酸鹽的基礎研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：葛英勇
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題針對鐵礦和含鐵矽酸鹽礦物分離困難的難題，選取我國典型的含鐵矽酸鹽礦物作為研究對象。從純礦物的工藝礦物學入手，運用掃描透射電子顯微鏡和波普儀查清表面的微結構和晶格特點，由此確定含鐵矽酸鹽表面微結構狀態，晶格組成及缺陷情況，特別是斷裂面裸露元素的種類和鍵合關係。結合多胺醚助溶劑和溶解特性分析，多胺醚中和度與溶液體系活性組分的關係。繪製一系列多胺醚的溶液組分-pH值圖，揭示溶液pH值、難免離子、有機酸或無機酸中和度對多胺醚活性組分的作用規律。通過進行純化分離處理的多胺醚在含鐵矽酸鹽表面的吸附實驗，紅外光譜和掃描透射電子顯微鏡分析含鐵矽酸鹽表面的多胺醚組分、吸附物、吸附量及牢固程度。建立多胺醚-含鐵矽酸鹽的吸附作用模型，闡明多胺醚反浮含鐵矽酸鹽的作用機理。為我國採用陽離子捕收劑反浮選鐵礦物中的含鐵矽酸鹽提供理論支持。
結題摘要
課題針對鐵礦和含鐵矽酸鹽礦物表面性質相似，浮選難以實現兩者分離的科學難題，選取酒泉鋼鐵集團的鐵礦作為研究對象。酒泉鋼鐵集團磁精礦的MLA分析表明：TFe品位僅為52-54%，脈石礦物大多為含鐵矽酸鹽礦物，傳統藥劑很難浮選分離，精礦品位難以提高。浮選試驗表明：新型捕收劑烷基多胺醚可以較好分選鐵礦與石英、碧玉等含鐵矽酸鹽礦物，可得到TFe品位62-63%的鐵精礦。從純礦物的製備和工藝礦物學分析入手，運用透射電子顯微鏡對碧玉表面進行成像分析，發現碧玉表面存在多種晶格，兩種晶格的間距分別為0.25nm和0.1nm，也有非晶態的結構存在。鐵礦與碧玉分離的捕收劑主要以項目組開發的新型高效捕收劑烷基多胺醚，系統研究烷基多胺醚中和物質，中和度對分離效果的影響，並由此確定採用乙酸中和，當中和度為25%時，烷基多胺醚具有最佳的分離鐵礦和含鐵矽酸鹽的效果。而捕收劑的溶液化學研究表明：4pHs時藥劑沉澱，捕收作用變差。捕收劑的毒性研究表明：烷基多胺醚屬低毒、易降解的物質。 捕收劑吸附熱力學分析表明：烷基多胺醚在磁鐵礦表面的吸附熱為-6.76KJ/mol。小於8.4KJ/mol，說明為物理吸附。而烷基多胺醚與碧玉的吸附焓ΔH=-11.04KJ/mol，介於物理吸附和化學吸附之間，其吸附作用強，這也是採用該藥劑從鐵礦反浮選除去碧玉的原因。 新藥劑烷基多胺醚與傳統藥劑十二胺的量子化學研究表明：十二胺只有一個鍵合原子N，其靜電荷QN =﹣0.732，而烷基多胺醚有三個鍵合原子N、N*、O ，靜電荷分別為QN =﹣0.778、QN*=﹣0.723、QO =﹣0.459，靜電荷越多越易與礦物表面發生鍵合作用，說明烷基多胺醚更易於與礦物表面作用，捕收能力更強；烷基多胺醚陽離子Δε=﹣7.1317比十二胺陽離子Δε=﹣10.0745負值小，說明烷基多胺醚陽離子穩定性更低，反應活性高，捕收能力更強。 理論研究表明，新型捕收劑烷基多胺醚在碧玉表面的吸附介於物理吸附和化學吸附之間，比在磁鐵礦表面的吸附作用（為物理吸附）強；烷基多胺醚有三個鍵合原子，比傳統捕收劑十二胺（只有一個鍵合原子）對含鐵矽酸鹽的捕收作用更強，所以新型捕收劑烷基多胺醚對磁鐵礦與碧玉的浮選分
