橋聯改性對矽孔雀石表面疏水性的強化效應

《橋聯改性對矽孔雀石表面疏水性的強化效應》是依託昆明理工大學，由劉丹擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：橋聯改性對矽孔雀石表面疏水性的強化效應
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉丹
• 依託單位：昆明理工大學

項目摘要

浮選是回收矽孔雀石的主要方法，但由於矽孔雀石表面親水性極強，銅原子周圍的陰離子基團位阻效應大，捕收劑難以形成穩定的吸附，導致矽孔雀石回收效果差。針對矽孔雀石表面性質的特點，本項目提出“高分子多原子吸附-中間金屬離子橋聯-捕收劑吸附橋聯金屬離子”的橋聯改性浮選理論模型。項目採用晶體學分析、熱力學計算、動力學研究和理論計算，確定礦物晶格常數等晶體特徵和表面銅離子的狀態；通過密度泛函計算，結合XPS、AFM、RS等研究矽孔雀石晶體表面原子結構，最佳化高分子藥劑與銅離子橋聯劑吸附反應的能量，建立高分子藥劑與銅離子橋聯劑在矽孔雀石表面吸附的穩態模型；以矽孔雀石純礦物為研究對象，通過表面橋聯改性前後捕收劑吸附量測定、Halimond單礦物浮選回響等研究結果對比分析，揭示橋聯改性對矽孔雀石表面疏水性的演變規律，初步建立矽孔雀石表面橋聯改性浮選的理論模型，為難選矽孔雀石的高效回收提供新的思路。

結題摘要

矽孔雀石表面親水性強，銅原子周圍的陰離子基團位阻效應大，捕收劑難以形成穩定的吸附，導致矽孔雀石回收效果差。針對這一特點，本項目以矽孔雀石為研究對象，通過晶體學分析和理論計算，確定了礦物晶格常數等晶體特徵和表面銅離子的狀態；計算藥劑與銅離子橋聯劑在矽孔雀石表面吸附的熱力學路徑，弄清了藥劑與銅離子橋聯劑在矽孔雀石表面吸附的動力學影響；明確了橋聯改性對矽孔雀石表面疏水性的強化效應的關聯因素，探究橋聯強化效應微觀機制及所反映的表面潤濕性演化規律；通過橋聯改性前後矽孔雀石表面特性的研究結果比較分析和捕收劑吸附量測定、Halimond 單礦物浮選回響，揭示反映橋聯改性對矽孔雀石表面疏水性的演變規律，以及對浮選影響的內在原因。研究結果對矽孔雀石的高效浮選提供新的思路，建立了矽孔雀石表面橋聯改性浮選的理論模型。本項目通過DFT理論計算模擬手段構建了矽酸銅晶體模型及藥劑在矽酸銅（110）面吸附模型；通過矽孔雀石純礦物浮選試驗驗證“多原子吸附-中間金屬離子橋聯-捕收劑吸附橋聯金屬離子”橋聯改性浮選理論模型；採用Zeta電位、吸附量、SEM-EDS、接觸角、ICP-MS、TOF-SIMS、XPS等分析測試手段對橋聯改性藥劑體系下矽孔雀石表面浮選機理進行分析研究，查清了矽孔雀石表面親水性強的原因，揭示了矽孔雀石表面與多原子藥劑的多點吸附規律研究，揭示了橋聯改性前後矽孔雀石表面疏水演變規律，為矽孔雀石浮選高效回收提供了重要理論依據。