新型有机硅阳离子捕收剂对铝硅酸盐矿物的浮选特性研究

The various aluminosilicate minerals with complex chemical compositions are the representative non-metallic mineral. The flotation of aluminosilicate minerals is not only the main way of providing the raw material for the extraction of minor metals, but also involved in almost all flotation techniques. The key technology of aluminosilicate mineral flotation is increasing the floatability of destination minerals. So it is very significant to research on the collector of aluminosilicate minerals. In the project the flotation performance and mechanism of the aluminosilicate minerals by new cationic organosilicon collectors are studied on. Firstly, the flotation performance of new cationic organosilicon collectors on aluminosilicate minerals such as kaolinite, pyrophyllite, illite, mica and feldspar etc are studied on. And then, the relationship between the molecule structure and flotation performance of collectors are investigated, the adsorption models of collectors in the mineral surface are built and the acting mechanism of the collectors with minerals are analyzed. At last, the flotation experiments of ore are conducted with new cationic organosilicon collector in order to investigate its flotation characteristics on aluminosilicate minerals completely and optimize the float conditions. The new high efficiency cationic organosilicon collectors, flotation theorety and technique supports are supplied for the development and utilization of aluminosilicate minerals by the project research.

铝硅酸盐矿物化学成分复杂、种类繁多，属典型的非金属矿，其浮选既是为提取稀有金属提供原料的重要途径，同样又是几乎所有浮选工艺都涉及到的分离问题。实现铝硅酸盐矿物浮选的关键技术是强化目的矿物的捕收，因此，其浮选捕收剂研究意义重大。本项目以有机硅阳离子捕收剂对铝硅酸盐矿物的浮选特性研究为主题，考察新型有机硅阳离子捕收剂对高岭石、叶腊石、伊利石，云母、长石、硅灰石以及沸石等铝硅酸盐矿物浮选特性，评价其浮选性能；研究有机硅阳离子捕收剂分子结构与浮选性能的相互关系，建立捕收剂在矿物界面的吸附模型，揭示有机硅阳离子捕收剂与矿物的作用机理，为铝硅酸盐矿物开发利用提供新型高效的有机硅捕收剂及浮选理论与技术支撑；最后利用新型有机硅阳离子捕收剂进行实际矿石浮选试验研究，充分考察该类捕收剂对铝硅酸盐矿物的浮选效果及优化浮选工艺条件。

本课题围绕“新型有机硅阳离子捕收剂对铝硅酸盐矿物的浮选特性及作用机理研究”这个科学问题，进行了新型有机硅阳离子捕收剂制备研究，并通过纯矿物、人工混合矿及实际矿石的浮选试验研究评价了有机硅阳离子捕收剂对高岭石、叶腊石、伊利石、云母、石英、长石、硅灰石、榴子石、橄榄石等铝硅酸盐矿物的浮选行为，采用矿物表面接触角测定、捕收剂吸附量测定、动电位分析、红外谱图分析等测试技术手段研究捕收剂与矿物的作用机理，主要研究成果如下：.（1）成功地将有机硅基团引入铝硅酸盐矿物浮选捕收剂中，合成和制备了有机硅季铵盐，有机硅伯胺、有机硅仲胺三大类十余种捕收剂，有机硅基团显著地增强捕收剂对铝硅酸盐矿物的浮选性能，为我国铝硅酸盐矿物浮选开辟了新药剂。.（2）有机硅阳离子表面活性剂对高岭石、叶腊石、伊利石，石英、石榴子石、橄榄石均表现出良好的捕收能力，其不仅可用于铝硅酸矿物浮选捕收剂，也可用铝土矿、铁矿等矿物反浮选脱硅提纯，其浮选效果明显优于油酸、十二胺等常规浮选药剂，具有良好的应用推广价值。.（3）很好地揭示了捕收剂与铝硅酸盐矿物的作用机理，为铝硅酸盐矿物浮选捕收剂的研究与开发提供了理论支持。研究表明，有机硅阳离子捕收剂通过与铝硅酸盐矿物表面的Si、O、Al等原子作用，使矿物表面产生了大量的Si-O-Si、Si-O、Si-O-Al键，从而牢固地吸附于矿物表面并形成一层捕收剂分子薄膜，使矿物表面ζ-电位正移，显著增强铝硅酸盐矿物表面的疏水性和可浮性。.（4）较好的完成了项目研究目标。发表相关学术论文9篇，其中SCI收录2篇、CSCD期刊7篇；申请国家发明专利7项；参加国内外学术会议共2次、国际学术合作研究1项；培养硕士研究生3名，引进博士人才1名，课题负责人获得江西省“百人远航工程”项目以及国家留学基金委项目资助，出国访学1年，研究方向为“铝硅酸盐矿物浮选理论与工艺”。