N-月桂酰肌氨酸钠在磷灰石反浮选中的应用及机理研究

作     者：Mohamed Mohamed Ahmed Abdel Halim 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高志勇

授予年度：2023年

学科分类：081902[工学-矿物加工工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

主      题：浮选 SNLS捕收剂 磷灰石 白云石 方解石 选择性吸附 

摘      要：磷灰石[Ca(PO)(OH,F,Cl)]是磷的主要来源。通常,采用浮选法将磷灰石和脉石矿物分离,获得可用于化工的磷精矿。磷灰石矿中的主要脉石矿物是白云石[Ca Mg(CO)]和方解石(Ca CO)。但三种含钙矿物的表面物理和化学性质相似,导致采用传统的脂肪酸类捕收剂无法将其高效分离。对此,本论文开发了一种选择性好、可生物降解的氨基酸类捕收剂——N-月桂酰肌氨酸钠(SNLS)。通过单矿物、人工混合矿和实际矿浮选试验,考察了SNLS对三种含钙矿物可浮性的影响。借助Zeta电位、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和密度泛函理论(DFT)计算研究了SNLS在白云石、方解石和磷灰石上的吸附机理。主要结论如下:(1)单矿物浮选试验结果表明,SNLS对白云石和方解石的捕收性能较好。在矿浆p H 10和SNLS用量为5×10 mol/L的最佳浮选条件下,白云石和磷灰石、方解石和磷灰石的浮选回收率差值分别为83%和86%。(2)将磷灰石与白云石或方解石按质量比1:1混合形成的人工混合矿浮选试验结果表明,SNLS可实现磷灰石与白云石和方解石的反浮选分离。采用上述最佳浮选条件,针对磷灰石与白云石混合矿,可获得PO品位和回收率分别为16.8%和85.5%的磷灰石精矿,针对磷灰石与方解石混合矿,可获得PO品位和回收率分别为29.5%和83.1%的磷灰石精矿。(3)机理研究表明,磷灰石天然疏水性弱于白云石和方解石,SNLS在白云石和方解石表面的吸附更强。相比磷灰石,SNLS羧基中的O原子与白云石表面的Ca/Mg原子以及方解石表面的Ca原子化学键合能力更强。(4)磷矿实际矿浮选试验结果表明,采用SNLS可获得高品位和高回收率的磷精矿。经过破碎、磨矿、筛分和脱泥后,针对原矿品位PO的红海磷矿,采用2×10 mol/L的SNLS和p H 10的浮选条件,可获得品位和回收率分别为30.9%和81.5%的磷精矿;针对原矿品位为21.1%的尼罗河磷矿,采用5×10 mol/L的SNLS和p H 10的条件,可获得PO品位和回收率分别为30.5%和80%的磷精矿。图X幅,表X个,参考文献X篇