季銨型陽離子捕收劑浮選層狀硅酸鹽機理研究

系統(tǒng)研究高嶺石、伊利石和葉蠟石三種層狀硅酸鹽礦物的晶體結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)，不同烷基烴鏈季銨鹽陽離子捕收劑（1031（十烷基三甲基氯化銨）、1231（十二烷基三甲基氯化銨）、1431（十四烷基三甲基氯化銨）、1631（十六烷基三甲基氯化銨））在礦物表面的吸附及礦物界面的微極性，捕收劑在礦物表面的吸附形貌和礦物間的相互作用力，不同烷基烴鏈季銨鹽陽離子捕收劑作用下三種礦物的浮選行為。 研究結(jié)果表明三種層狀硅酸鹽礦物均為片狀結(jié)構(gòu)，比表面積隨粒度的增加而增加的較多，礦物的底面荷永久負電荷，端面的電性與溶液pH有關(guān)。1031~1631季銨鹽捕收劑都能很好的吸附在礦物的表面，隨季銨鹽捕收劑烷基烴鏈的增長，在礦物表面的吸附增加，在低濃度范圍長鏈的季銨鹽幾乎能達到完全吸附。隨層狀硅酸鹽礦物粒度的變細，由于比表面積的增加，捕收劑在礦物表面的吸附密度減小。微極性研究表明，季銨鹽捕收劑烷基烴連增長，吸附在礦物表面的微極性變小，礦物表面疏水性變強。用云母為研究對象，運用原子力顯微鏡研究了季銨鹽捕收劑在層狀礦物底面的吸附形貌和礦物顆粒間的作用力。在低濃度條件下季銨鹽捕收劑在云母底面一般呈單分子塊狀吸附，在高濃度條件下呈現(xiàn)雙分子層甚至多分子層吸附，并且吸附緊密，呈現(xiàn)片狀及點狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。不同烷基烴連長度的捕收劑在云母底面的吸附形貌也有所不同，隨著碳鏈的增長，捕收劑烴鏈間的相互作用力越明顯。礦物間相互作用力研究表明，在1031溶液中，因烷基烴鏈較短，沒測到礦物間疏水作用力。1231、1431和1631溶液中均測到礦物間疏水作用力，疏水作用力一般產(chǎn)生于季銨鹽捕收劑在礦物表面形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時的濃度。浮選研究表明，1031~1631季銨鹽作捕收劑浮選不同粒級的高嶺石、伊利石和葉蠟石三種層狀硅酸鹽礦物時，表現(xiàn)出不同的浮選規(guī)律。因長鏈的季銨鹽捕收能力強，對粗粒級的礦物浮選效果好，而短鏈的季銨鹽因起泡性好，對細粒級的礦物浮選好。

層狀硅酸鹽礦物高嶺石、伊利石和葉蠟石是我國一水硬鋁石型鋁土礦中的主要含硅脈石礦物，具有礦物粒度細、比表面大、各向異性的特點。本項目利用原子力顯微鏡和芘熒光探針的方法，并結(jié)合多種測試技術(shù)，深入研究高嶺石、伊利石和葉蠟石表面形貌與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系，季銨鹽陽離子捕收劑在礦物表面吸附的形貌和吸附層結(jié)構(gòu)，以及陽離子捕收劑作用下礦物顆粒之間的相互作用力，揭示陽離子捕收劑在層狀硅酸鹽礦物表面的吸附特性，闡明陽離子捕收劑在各向異性層狀硅酸鹽礦物表面的作用機理，建立層狀硅酸鹽礦物浮選行為與陽離子捕收劑吸附形貌、吸附層結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，形成反浮選脫硅技術(shù)原型，為我國鋁土礦浮選脫硅提供新的理論和技術(shù)支撐。