耐低温萤石浮选石油磺酸盐的组分设计与协同作用研究

Realizing the clean and efficient extraction of strategy resources, fluorite, by developing low temperature resistant and high efficient flotation collectors is essential. Application of low temperature resistant petroleum sulfonate can solve the problem of low flotation recovery and heating flotation of fluorite. The petroleum sulfonate is a kind of mixture consisting of different components, and alkyl and sulfo groups of alkyl sulfonate in that are not a single and can be regulated. A series of different configuration petroleum sulfonate will be designed and synthesise, as huge collecting performance differences at low temperature from different petroleum sulfonate. The adsorption and spatial arrangement type on fluorite surface by different configuration petroleum sulfonate and its alkyl sulfonate, nonpolar hydrocarbon oil, inorganic salt component will be systematic studied by quantum chemical calculation, SFG, AFM, and etc. The inner link of collector component and fluorite surface wettability will be explored, and effects on foaming properties and micelle formation in pulp will be analysis. Theoretical framework of multicomponent synergy will be established according with the flotation tests of single minerals. Successful implementation and effective promotion of this project will provide technical support and guidance for component regulation of low temperature resistant and high efficient petroleum sulfonate, and will make up the research gap of petroleum sulfonate collecting theory, which is of important scientific significance and application value.

通过开发新型耐低温高效浮选捕收剂实现战略资源萤石的清洁高效提取迫在眉睫，耐低温石油磺酸盐的应用可解决萤石浮选回收率低和加温浮选难题。石油磺酸盐是由不同组分组成的混合物，其中烃基磺酸盐的烃基和磺酸基非单一且可调控。项目针对不同石油磺酸盐低温捕收性能差异巨大的问题，拟设计并合成出一系列不同构型的石油磺酸盐，采用量子化学计算、SFG、AFM等多种手段，系统研究不同构型石油磺酸盐以及石油磺酸盐中烃基磺酸盐、非极性烃油、无机盐组分在萤石表面的吸附作用与空间排列方式，探索药剂组分与萤石表面润湿性的内在联系，解析其对浮选矿浆起泡性和胶束形成情况的影响，结合纯矿物的低温浮选验证试验，构建低温下多组分协同作用的理论框架。课题的有效实施和推广，可为高效耐低温萤石浮选用石油磺酸盐组分调控提供技术支撑和理论指导，也可一定程度上弥补石油磺酸盐的捕收理论研究空白，具有重要的科学意义和工程应用价值。

通过开发新型耐低温高效浮选捕收剂实现战略资源萤石的清洁高效提取迫在眉睫，耐低温石油磺酸盐的应用可解决萤石浮选回收率低和加温浮选难题。石油磺酸盐是由不同组分组成的混合物，其中烃基磺酸盐的烃基和磺酸基非单一且可调控。项目针对不同石油磺酸盐低温捕收性能差异巨大的问题，设计并合成出一系列不同构型的石油磺酸盐，采用量子化学计算等多种手段，系统研究不同构型石油磺酸盐以及石油磺酸盐中烃基磺酸盐、非极性烃油、无机盐组分在萤石表面的吸附作用与空间排列方式，解析其对浮选影响规律，结合纯矿物的低温浮选验证试验，构建出低温下多组分协同作用的理论框架。.项目对萤石与石油磺酸钠的作用进行了系统性的研究。通过使用量子化学计算以及分子动力学模拟的手段对萤石晶胞结构、以及萤石与石油磺酸钠的吸附作用机理做了相关的探究，得知萤石的吸附主要作用于（111）面。以此为依据对不同萤石晶体结构在磺酸盐体系下的浮选行为与机理进行了探究，得知非极性油与石油磺酸钠有协同作用，且石油磺酸钠的耐低温捕收性能较好。实验发现萤石的流体包裹体对浮选影响较大，对萤石的流体包裹体的组分以及释放进行探索明晰了包裹体溶液中存在 Ca2+、F-、Cl-、SO42-等离子组分对浮选的影响规律。通过纯矿物与实际矿物浮选来验证不同类型石油磺酸钠以及与传统捕收剂对比的实际浮选效果。通过实验可知，石油磺酸钠相比油酸钠的低温捕收性能普遍较好，特别是PSK-13效果较为明显，且捕收性较好。.项目为高效耐低温萤石浮选用石油磺酸盐组分调控提供了技术支撑和理论指导，也一定程度上弥补了石油磺酸盐的捕收理论研究空白。在理论研究基础上，针对浮选药剂进行了开发与优化，在实验室成功应用于江西某石英型萤石矿的提纯中，后续将进行工业试验并尽快实现工业应用，项目的实施具有重要的科学意义和工程应用价值。.