本文關(guān)鍵詞：胺類捕收劑對白云母表面水化作用影響的研究

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【摘要】：胺類捕收劑是硅酸鹽礦物浮選中的重要捕收劑。本文以白云母為典型的硅酸鋁礦物為基礎(chǔ),以十二胺(DDA)、十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為捕收劑,通過實(shí)驗(yàn)和模擬共同研究了伯胺類捕收劑和季銨類捕收劑對白云母表面水化作用的影響,以及為理解產(chǎn)生影響的原因,開展了以下研究內(nèi)容:(1)實(shí)驗(yàn)部分,測量了經(jīng)過不同濃度的DDA、DTAB和CTAB溶液作用后,白云母表面的接觸角大小,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著捕收劑溶液濃度由1×10-5mol·L-1逐漸增加到2×10-4mol·L-1,白云母表面原有的強(qiáng)親水性逐漸減弱。同時(shí)通過比較溶液濃度相同情況下,不同捕收劑作用效果的差異發(fā)現(xiàn):相同碳鏈長度,伯胺類捕收劑減弱白云母表面親水性效果強(qiáng)于季銨;相同頭基,長碳鏈捕收劑減弱白云母表面親水性效果強(qiáng)于短碳鏈。為了更好地研究捕收劑吸附構(gòu)型對白云母表面的影響,實(shí)驗(yàn)利用AFM觀察了濃度為2×10-4mol·L-1時(shí),捕收劑分別為DDA、DTAB和CTAB情況下,捕收劑在白云母表面的吸附構(gòu)型。結(jié)合AFM的二維圖和三維圖觀察發(fā)現(xiàn)捕收劑以一定的角度吸附在白云母表面,且相同濃度下吸附DDA數(shù)量最多,所以相同濃度下DDA對白云母表面的改性效果優(yōu)于其他兩種捕收劑。(2)分子動力學(xué)模擬部分,利用了軟件Materials studio,其中選用的力場為PCFF_phyllosilicates,模擬了分別吸附不同數(shù)量的DDA、DTAB和CTAB后,白云母表面的水化過程。捕收劑覆蓋率增加順序?yàn)?、0.2、0.4、0.6、0.8、1。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著捕收劑覆蓋率的增加,吸附在白云母表面的水分子構(gòu)型越來越高,液滴的接觸角越來越大,說明白云母表面親水性越來越弱。通過分析系統(tǒng)中氫鍵的分布發(fā)現(xiàn),伯胺類捕收劑頭基能很好地吸附在白云母(001)面的六元環(huán)中,從而與六元環(huán)中的橋氧原子形成氫鍵;季銨類捕收劑由于其頭基的空間位阻較大,與六元環(huán)中橋氧原子形成氫鍵的能力較弱。得出伯胺類捕收劑能更穩(wěn)定地吸附在白云母(001)面。通過計(jì)算水分子和白云母(001)面相互作用能的大小,并且分析了水化系統(tǒng)中水中氫氧原子相對濃度的分布,結(jié)果發(fā)現(xiàn)伯胺類捕收劑抑制白云母(001)面親水性效果強(qiáng)于季銨類捕收劑。從而得出結(jié)論捕收劑吸附越穩(wěn)定,抑制效果越好。采用相同的分析方法研究季銨類捕收劑不同鏈長時(shí)的作用效果發(fā)現(xiàn),捕收劑疏水鏈越長,捕收效果越好,是由于疏水鏈的相互作用使得抑制白云母(001)面親水性效果更好。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD923.13;TD97

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1282139