本文關鍵詞：紅柱石與石英浮選分離技術與機理研究

  更多相關文章： 紅柱石 石英 浮選 陰離子捕收劑 量子化學

【摘要】：紅柱石在我國屬于一種新型的生產(chǎn)耐火材料的優(yōu)質(zhì)原材料,高品質(zhì)紅柱石精礦對二氧化硅雜質(zhì)含量的要求較為嚴格。石英作為紅柱石礦最主要的脈石礦物之一,某些物理性質(zhì)如比重、磁性等,與紅柱石十分接近,在細粒級紅柱石礦的選礦中,浮選是對紅柱石與石英進行分離的最有效的選礦方法。本論文的主要研究內(nèi)容包括在各種不同藥劑條件下的介質(zhì)體系中系統(tǒng)地進行了紅柱石與石英的單礦物浮選試驗;結(jié)合Zeta電位測試和紅外光譜測試,運用量子化學模擬軟件Materials Studio研究了捕收劑在紅柱石表面的作用機理;根據(jù)單礦物試驗結(jié)果進行了實際礦石選礦工藝試驗。單礦物試驗結(jié)果表明,在較強的酸性條件(p H=3)下,十二烷基磺酸鈉與十二烷基硫酸鈉均可較好的實現(xiàn)紅柱石與石英的浮選分離。金屬離子對紅柱石與石英的可浮性有一定影響,主要表現(xiàn)為Al~(3+)對紅柱石有一定的抑制作用,Al~(3+)存在時紅柱石回收率有一定程度的降低;Fe~(3+)對石英有一定活化作用,Fe~(3+)存在時,石英回收率有一定程度的升高。采用氟硅酸鈉作抑制劑,可選擇性抑制被Fe~(3+)活化后的石英。Zeta電位測試結(jié)果表明在十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉體系下紅柱石的表面電位大幅度的降低,在試驗的所有p H值條件下,紅柱石表面電位均表現(xiàn)為負值,這說明兩種捕收劑均可在紅柱石表面發(fā)生較強的吸附。紅外光譜測試分析結(jié)果表明十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉均可在紅柱石表面發(fā)生化學吸附。對紅柱石活性最高的解離面{1 0 0}面性質(zhì)的計算表明,紅柱石表面發(fā)生了不同程度的結(jié)構(gòu)馳豫,表面鋁原子具有較強的反應活性,容易與藥劑分子相互作用。捕收劑在紅柱石{1 0 0}面上吸附后,紅柱石表面原子出現(xiàn)向下的小幅馳豫,表面鋁原子所帶正電荷數(shù)明顯增加,且鋁原子在吸附藥劑分子后反應活性減弱,紅柱石表面氧原子和硅原子變化較小。在藥劑分子與紅柱石表面作用過程中,表面鋁原子失去電子。實際礦石選礦試驗結(jié)果表明,采用磨礦—脫泥—浮選—磁選的選礦流程,以石油磺酸鈉與十二烷基硫酸鈉組合作捕收劑,可較好的分離紅柱石與石英。閉路試驗獲得了Al_2O_3品位為56.29%,Al_2O_3回收率為28.35%的紅柱石精礦。
【關鍵詞】：紅柱石 石英 浮選 陰離子捕收劑 量子化學
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD97
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 紅柱石資源及其應用10-12
• 1.1.1 紅柱石資源概況10-11
• 1.1.2 紅柱石性質(zhì)及其工業(yè)應用11-12
• 1.2 紅柱石浮選實踐概述12-14
• 1.3 紅柱石與石英分離理論研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 捕收劑14-15
• 1.3.2 金屬離子的活化作用15
• 1.3.3 抑制劑15-16
• 1.4 密度泛函理論在氧化礦選礦中的應用16-17
• 1.5 本論文的研究意義與研究內(nèi)容17-19
• 1.5.1 研究意義17-18
• 1.5.2 研究內(nèi)容18-19
• 第二章 試驗材料及研究方法19-24
• 2.1 試樣制備19-21
• 2.1.1 單礦物準備19-20
• 2.1.2 實際礦石準備20-21
• 2.2 藥劑與儀器設備21-22
• 2.2.1 試驗藥劑21
• 2.2.2 儀器設備21-22
• 2.3 研究方法22-24
• 2.3.1 單礦物浮選試驗22
• 2.3.2 實際礦石試驗22
• 2.3.3 X射線衍射分析（XRD）22-23
• 2.3.4 Zeta電位測試23
• 2.3.5 紅外光譜測試23
• 2.3.6 量子化學計算23-24
• 第三章 紅柱石與石英單礦物的浮選行為24-43
• 3.1 十二胺作捕收劑時紅柱石與石英的浮選行為24-26
• 3.1.1 介質(zhì)pH值對礦物可浮性的影響24-25
• 3.1.2 十二胺用量對礦物可浮性的影響25-26
• 3.2 油酸鈉作捕收劑時紅柱石與石英的浮選行為26-30
• 3.2.1 介質(zhì)pH值對礦物可浮性的影響26-27
• 3.2.2 油酸鈉用量對礦物可浮性的影響27-28
• 3.2.3 難免離子對礦物可浮性的影響28-30
• 3.3 十二烷基磺酸鈉作捕收劑時紅柱石與石英的浮選行為30-34
• 3.3.1 介質(zhì)pH值對礦物可浮性的影響30-31
• 3.3.2 十二烷基磺酸鈉用量對礦物可浮性的影響31
• 3.3.3 難免離子對礦物可浮性的影響31-33
• 3.3.4 Fe~(3+)存在時抑制劑對礦物可浮性的影響33-34
• 3.4 十二烷基硫酸鈉作捕收劑時紅柱石與石英的浮選行為34-39
• 3.4.1 介質(zhì)pH值對礦物可浮性的影響34-35
• 3.4.2 十二烷基硫酸鈉用量對礦物可浮性的影響35-36
• 3.4.3 難免離子對礦物可浮性的影響36-37
• 3.4.4 Fe~(3+)存在時抑制劑對礦物可浮性的影響37-39
• 3.5 捕收劑作用下紅柱石表面Zeta電位的變化39-40
• 3.6 捕收劑作用下紅柱石的紅外光譜分析40-41
• 3.7 本章小結(jié)41-43
• 第四章 捕收劑在紅柱石表面吸附的量子化學研究43-63
• 4.1 紅柱石晶體模型的建立43-44
• 4.2 紅柱石表面的選取44-47
• 4.2.1 表面結(jié)構(gòu)弛豫45-46
• 4.2.2 表面能計算46-47
• 4.3 紅柱石{10 0}面的量子化學研究47-53
• 4.3.1 紅柱石{10 0}面mulliken電荷布局47-49
• 4.3.2 紅柱石{10 0}面電子結(jié)構(gòu)49-53
• 4.4 紅柱石{10 0}表面吸附藥劑分子的量子化學研究53-62
• 4.4.1 十二烷基磺酸鈉在紅柱石{10 0}面上的吸附54-58
• 4.4.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化54-55
• 4.4.1.2 吸附十二烷基磺酸鈉的紅柱石{10 0}面mulliken電荷分析55
• 4.4.1.3 吸附十二烷基磺酸鈉的紅柱石{10 0}面的電子結(jié)構(gòu)55-58
• 4.4.2 十二烷基硫酸鈉在紅柱石{10 0}面上的吸附58-62
• 4.4.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化58-59
• 4.4.2.2 吸附十二烷基硫酸鈉的紅柱石{10 0}面mulliken電荷分析59
• 4.4.2.3 吸附十二烷基磺酸鈉的紅柱石{10 0}面的電子結(jié)構(gòu)59-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第五章 實際礦石浮選試驗63-80
• 5.1 礦石性質(zhì)63
• 5.2 浮選條件試驗63-74
• 5.2.1 磨礦細度試驗63-65
• 5.2.2 脫泥條件試驗65
• 5.2.3 捕收劑種類試驗65-66
• 5.2.4 石油磺酸鈉用量試驗66-67
• 5.2.5 組合捕收劑種類試驗67-68
• 5.2.6 石油磺酸鈉與十二烷基硫酸鈉配比試驗68-69
• 5.2.7 組合捕收劑用量試驗69-70
• 5.2.8 硫酸用量試驗70-71
• 5.2.9 抑制劑種類試驗71-72
• 5.2.10 精選調(diào)整劑試驗72-74
• 5.3 全流程開路試驗74-76
• 5.4 閉路試驗76-78
• 5.5 選礦效果評價78-79
• 5.5.1 最終精礦化學多元素分析78
• 5.5.2 原礦、浮選精礦與最終精礦X射線衍射對比分析78-79
• 5.6 本章小結(jié)79-80
• 第六章 結(jié)論80-81
• 參考 文獻81-84
• 致謝84-85
• 攻讀學位期間的研究成果85-86

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10 通訊員 張昊，

本文編號：1017747