摘要：针对细粒碳酸锰矿质量小、比表面积大导致其浮选回收困难的问题,设计了三种新型的N-酰氨基羧酸类捕收剂:2-十二烷基酰氨基丁二酸(DAA)、2-十二烷基酰氨基戊二酸(DPA)和2-十二烷基酰氨基乙酸(DGA),用于细粒碳酸锰矿的浮选回收,考察了三种捕收剂对细粒碳酸锰矿的絮团行为和浮选性能。量子化学计算结果表明,酰氨基和羧基中的O原子是捕收剂与矿物表面金属原子发生作用的主要活性位点,捕收剂分子中活性基团之间形成的氢键可驱使捕收剂分子在矿物表面的定向吸附,从而强化矿物颗粒疏水絮团。絮团试验结果表明,N-酰氨基羧酸类捕收剂对微细粒菱锰矿具有聚团作用,DGA聚团效果最好,DPA次之,DAA较弱。在矿浆pH值为8,捕收剂用量为5.0×10^(-5) mol·L^(-1)时,DGA对微细粒菱锰矿的浮选回收率达到94.89%,而油酸钠(NaOL)的浮选回收率仅为15.87%。实际矿石一次粗选试验结果表明,与传统捕收剂油酸钠相比,N-酰氨基羧酸类捕收剂在低用量下可高效浮选回收细粒碳酸锰矿。研究结果为微细粒浮选捕收剂的设计与开发提供了新的思路。

摘要：浮选作为矿物分离领域的关键技术,已有一个多世纪的历史,通过使用捕收剂等浮选药剂,帮助人类实现了矿产资源的综合利用。硫化矿物是矿产资源的主要类别之一,典型硫化矿物(如黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等)高效捕收剂开发对保障我国金属资源的安全供应具有重要意义。典型硫化矿捕收剂按键合模式可分为单位点、双位点和多位点键合型,其中双位点键合型捕收剂最为常见。本文将已经报道的80余种硫化矿捕收剂按键合模式进行划分,并对其浮选性能进行了总结对比,发现上述捕收剂的性能各有优劣,开发兼顾强捕收能力和高选择性的硫化矿捕收剂仍然是研究难点,浮选性能评估是开发新型捕收剂的关键环节,此外,其环保性与经济性也十分重要。浮选百年历程中,捕收剂开发先后经历了“经验驱动”、“理论驱动”和“数据驱动”阶段,不断推动捕收剂性能评估从定性判断到定量预测发展。在数智化大趋势下,亟需将机器学习为代表的人工智能技术融入浮选药剂开发全流程中,基于能量-空间双匹配原则进行捕收剂分子设计,基于理论-数据共驱动模式进行捕收剂性能评估,以加快浮选药剂的智能研发。

摘要：羟肟酸是一类重要的螯合捕收剂,在氧化矿浮选中应用广泛。近年来,根据不同需求,许多新型羟肟酸捕收剂被研发并用于矿物浮选,并通过原子力显微镜(AFM)纳米力学技术以及光谱和能谱等测试方法,研究了它们在不同矿物表/界面的吸附机理。新型羟肟酸捕收剂分子的开发以及对药剂分子在矿物表/界面吸附机理的深入研究,对于新型高效羟肟酸分子的设计具有借鉴意义,对于矿产资源的高效利用具有推动作用。因此,系统综述了烷氧基苯甲羟肟酸、巯基-羟肟酸、氨基-羟肟酸、酰胺基-羟肟酸、羧基-羟肟酸、双羟肟酸等捕收剂的浮选性能以及在矿物表/界面的吸附特性,介绍了羟肟酸体系下羟肟酸基-矿物、探针/矿物-矿物和气泡-矿物之间界面相互作用力的定量测量及分析,展望了开发新型羟肟酸类捕收剂过程中需重点关注的研究内容和方向,以及AFM纳米力学在捕收剂分子设计领域的应用。新型羟肟酸类捕收剂在矿物浮选中的应用,将为矿产资源的高效开发利用提供新策略。

摘要：捕收剂是矿物浮选分离过程中必不可少的药剂,研究捕收剂的分子设计与绿色合成对于提高浮选技术水平具有重要意义。综述近年来中南大学钟宏教授课题组在捕收剂的分子设计、绿色合成与浮选机理研究方面的系列成果。研究开发溶剂法合成黄原酸盐等硫化矿捕收剂的绿色合成技术,提高合成效率,改善生产环境。设计并合成异丁基黄原酸苯甲酰基酯等多种新型硫化矿捕收剂、Gemini双季铵盐等多种新型非硫化矿捕收剂及N,N-二丁基二硫代氨基甲酸乙羟肟酸等硫化?氧化矿双功能捕收剂,此外还研究选矿药剂之间的组合用药。

摘要：针对镍钼矿中氧化钼浮选回收率低,丢弃造成资源浪费和环境污染等问题,在工艺矿物学研究基础上,对镍钼矿中硫化矿物浮选尾矿进行开路实验和闭路实验,设计出氧化钼浮选流程,并利用分子动力学模拟研究捕收剂分子在矿物解离面的吸附过程。研究结果表明:镍钼矿中硫化矿物浮选尾矿主要含钼矿物为氧化钼,脉石矿物主要为磷灰石和黄铁矿;通过闭路浮选试验得到Mo品位为3.37%,Ni品位为3.75%,Mo回收率为71.22%,Ni回收率达67.81%的精矿;捕收剂CSU-M分子在氧化钼(100)面吸附比磷灰石(010)面和黄铁矿(110)面吸附强,从而实现浮选过程中氧化钼与磷灰石和黄铁矿的分离。

摘要：铅离子-苯甲羟肟酸配合物捕收剂(Pb-BHA)在钨矿、锡石和钛铁矿等氧化矿浮选中展现出良好的浮选性能和应用前景,但其精确分子结构尚不清楚,阻碍了配合物浮选作用机理的深入认识和金属基捕收剂分子设计的开展。本文培养了铅离子与BHA摩尔比分别为1∶1和2∶1的两种Pb-BHA配合物单晶(配合物1和配合物2),并采用X射线结构分析方法对其结构进行解析,包括配合物晶体结构、分子结构、空间堆积结构、分子间相互作用等。结果表明:配合物1的分子式为Pb_(6)L_(8)(NO_(3))_(4)(HL=BHA),配合物2的分子式为[Pb_(6)L_(8)(NO_(3))_(3)]NO_(3),铅离子与配体氧原子配位形成非平面“O,O”五元环螯合物构型,铅离子配位数为五配位、六配位和七配位。配合物分子通过Pb—O键与临近配合物相键接形成具有单体重复结构的三维扩展堆积聚合物。配合物中弱相互作用以O…H、H…H、Pb…O为主,π-π相互作用在分子间相互作用中占据主导,其次是N—H…O氢键作用。Pb-BHA配合物单晶结构的综合分析为研究配合物的液相结构及矿物表面吸附结构、浮选行为调控方法、浮选作用机理以及新型金属基捕收剂分子设计等提供了重要研究基础。

摘要：通过对2种不同地点、不同含金品位黄铁矿的单矿物和实际矿石浮选试验,研究新型捕收剂2-甲基-5-己基黄药(ZJ-6)与丁基黄药对比下的含金黄铁矿捕收性能。利用红外光谱分析和紫外吸附量测试等技术以及浮选理论研究新型捕收剂ZJ-6的作用机理和构效关系。研究结果表明:新药剂ZJ-6的波长明显比常规黄药的高,说明随着黄药碳链碳原子数增加,药剂的亲固能力明显提高,而当碳原子数大于4个时,药剂的亲固能力变化较小,本文设计的新药剂通过改变碳链长度和非极性基的电子效应,增加疏水性能的同时增加了药剂的亲固能力,提高药剂捕收性能。

摘要：设计和优化高效绿色浮选捕收剂是浮选过程强化的热点和难点,针对难浮煤表面存在众多含氧位点的化学结构特性,将生物医药领域分子对接技术引入到难浮煤浮选捕收剂的虚拟筛选中,探究了多种捕收剂与难浮煤的分子对接结果,分析了分子对接结果与浮选结果之间的对应性关系,揭示了分子对接对浮选捕收剂筛选的指导作用。结果发现多种捕收剂与难浮煤分子以及煤中1、6、7、8号含氧活性位点的分子对接规律相同,整体对接与局部对接的结合能相互验证,均呈现出十二烷<十二醇<十二醛<十二酸甲酯<油酸的规律,并且均表明十二烷、十二醇、十二醛、十二酸甲酯和油酸与难浮煤分子的最优对接位点分别为碳氢结构、1号羧基、6号羟基、6号羟基和6号羟基,根据分子对接构型可知结合能存在差异性归因于氢键作用、疏水键合作用和空间位阻作用的不同。难浮煤可燃体回收率呈现出十二烷<十二醇<十二醛<十二酸甲酯<油酸的规律,浮选试验结果规律与捕收剂在煤分子整体以及1、6、7、8号含氧活性位点上的结合能规律相一致,即结合能绝对值大的捕收剂对应的浮选可燃体回收率更高,可燃体回收率与结合能绝对值呈现明显的正相关关系。研究结果表明通过分子对接可以预测捕收剂对难浮煤的浮选规律,还可以预测捕收剂在难浮煤分子上的作用位点,将生物医药领域的分子对接技术应用于浮选捕收剂领域,可为浮选捕收剂的快速筛选提供技术途径和科学指导,对环保型靶向浮选捕收剂的开发设计具有重要意义。

摘要：低阶煤表面含有丰富的含氧官能团、疏水性差,常规油类捕收剂难以吸附铺展,导致浮选效率低、药剂消耗量大,严重制约了细粒低阶煤的回收利用。采用四氢呋喃基团功能化的聚苯乙烯纳米粒子(TFPNs)作为捕收剂强化低阶煤浮选,借助Zeta电位仪、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)分析了纳米粒子特性,比较了TFPNs、聚苯乙烯纳米粒子(PNs)和柴油(DO)的浮选性能,利用红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)和接触角测量仪研究了TFPNs强化低阶煤浮选的作用机理。纳米粒子特性分析表明:TFPNs呈球形且粒径在50~138 nm;随着乳化剂用量增加,TFPNs的粒径逐渐减小而Zeta电位逐渐增大,表面功能化程度与功能化单体用量呈正比。浮选试验结果证明:3种捕收剂的浮选回收率大小关系为TFPNs>PNs>DO;TFPNs的粒径越小,浮选回收率越高;随表面功能化程度升高,浮选回收率先上升后下降;四氢呋喃基团功能化能够增强PNs捕收性能,最佳的表面功能化程度在5.78%~6.56%。作用机理研究发现:TFPNs通过四氢呋喃基团与低阶煤表面含氧官能团之间形成氢键而吸附于低阶煤表面,提高低阶煤表面的疏水性和粗糙度,缩短气泡-颗粒诱导时间,从而提高低阶煤的浮选回收率。因此纳米粒子捕收剂为低阶煤浮选新型高效药剂设计开发提供借鉴。

摘要：为解决硫氨酯捕收剂制备过程中副产品处理困难、存在污染等问题,设计了四种新工艺制备乙硫氨酯(IPETC),分别联产对叔丁基苄基硫醇(BBSH)、苄基三硫代碳酸盐(BTTC)、苄硫基乙基黄药(SBEX)、二苄基二硫醚.在优化的合成工艺条件下,合成IPETC联产BBSH,得到含IPETC和BBSH的复合捕收剂,其中IPETC的质量分数为51%,BBSH的质量分数为41%,IPETC和BBSH的收率达到95%;合成IPETC联产BTTC,IPETC和BTTC的收率分别达到94%和95%,纯度分别为91%和82%;合成IPETC联产SBEX,IPETC的收率和纯度分别达到89%和95%,SBEX的收率和纯度分别为93%和91%;合成IPETC联产二苄基二硫醚,IPETC的收率和纯度分别达到93%和92%,二苄基二硫醚的收率和纯度分别达到95%和94%.考察了制备的复合捕收剂(IPETC与BBSH)对铜钼矿的浮选性能,结果表明,复合捕收剂对铜钼矿表现出良好的捕收性能.联产的新型捕收剂SBEX、BTTC对黄铜矿的捕收力略强于异丁基黄药,对黄铁矿具有较好的选择性,可替代异丁基黄药浮选硫化铜矿.红外光谱和X射线光电子能谱分析结果表明,SBEX、BTTC与黄铜矿作用时,捕收剂分子中的C=S和C—S与矿物表面的金属Cu作用,生成捕收剂与铜的表面络合物吸附在黄铜矿的表面.