可溶性钾盐正浮选的浮选化学研究

可溶性钾盐正浮选的浮选化学研究
【摘要】：可溶性钾盐,主要为氯化钾和硫酸钾,作为钾肥的原料是我国急缺的矿种。

为了满足农业对钾肥的需求,我国每年都要花费大量的外汇进口,目前我国70%的钾肥都依赖于进口。

我国现已探明的钾盐资源主要分布于青海等地的内陆盐湖中,在钾盐的提取工艺中,正浮选法由于具有工艺简单易于操作,对原矿品位的要求不高等诸多特点而被广泛应用。

盐湖中存在的可溶性钾盐以及伴生的其他可溶盐的溶解度都很高,所以可溶性钾盐的浮选过程都是在其饱和溶液中进行的。

这是可溶盐浮选与其他矿物浮选的主要区别,溶液中的离子类型和高离子强度都使得可溶性钾盐的浮选具有特殊性,目前有关浮选的研究均难以描述该过程。

所以,本论文以我国钾盐生产中存在的光卤石、钾石盐、硫酸钾体系为研究对象,对胺类药剂的吸附、浮选行为以及浮选机理展开研究。

研究结果为：(1)在捕收剂胶体化学方面,研究了溶液的pH对捕收剂十八胺盐酸盐(ODA)吸附作用的影响。

通过对ODA捕收剂在不同的浮选体系中在气／液界面吸附,氯化钾晶体表面吸附以及浮选回收率的测定,考察不同的浮选体系对ODA浮选的影响。

结果表明,浮选体系对ODA浮选行为的影响主要是由于镁离子的存在而引起的。

浮选体系中镁离子的大量引入不仅增加了溶液的离子强度,而且增加了溶液的黏度,降低了溶液的流动性,导致ODA的扩散受阻。

(2)使用接触角、诱导时间、单分子膜、原子力显微镜观察和分子模拟的手段对ODA作用下的气泡矿化过程展开研究。

明确了
ODA捕收剂在浮选体系中以分子状态在KC1晶体表面的吸附很弱,在浮选过程中主要以沉淀的形式吸附于气泡上发挥着作用。

同时也观察到了ODA在晶体存在缺陷的位置可以优先吸附,而矿化过程是靠捕收剂以类似桥联的作用同时与KCl颗粒和气泡吸附而完成的。

(3)在浮选机理研究方面,以氯化钾,光卤石,硫酸钾等我国实际生产中具体存在的可溶盐为研究对象,运用光谱学的研究手段以及黏度、表面张力等研究手段,对溶液的水结构的变化进行研究。

结果表明,只有能破坏水分子之间的“冰状结构水”的“水结构疏散盐”,如KCl,才可以被浮选。

而对于可以增强“冰状结构水”的“水结构致密盐”,如光卤石,则不能被浮选。

(4)在药剂研究方面,研究了阴阳离子混合电荷捕收剂和不同碳链长度的混合药剂浮选效果。

结果表明,不同碳链长度的混合药剂比混合电荷捕收剂具有更高的浮选效率,同时也具有更广的温度适宜性。

本研究工作不但可以提高对可溶性钾盐正浮选过程的认识,同时对于工艺的调控、优化提供理论支持。

【关键词】：钾盐正浮选浮选机理水结构
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TD97
【目录】：摘要10-12ABSTRACT12-14第一章文献综述14-371.1研究的意义及重要性14-151.2国内外钾盐提取生产的现状15-191.2.1俄罗斯钾盐生产工艺16-171.2.2加拿大钾盐生产工艺17-181.2.3我国钾盐生产工艺18-191.3钾盐正浮选法工艺生产及研究现状19-271.3.1光卤石冷分解国内外研究进展20-211.3.2浮选药剂研究进展21-241.3.3浮选设备研究进展24-271.4国内外氯化钾正浮选化学研究进展27-291.5钾盐正浮选机理研究进展29-341.5.1离子交换理论29-301.5.2溶解热理论30-311.5.3表面电荷/捕收剂吸附理论31-321.5.4界面水结构理论32-341.6本论文研究的主要内容34-37第二章浮选体系溶液性质对十八胺胶体化学性质的影响37-562.1简介37-382.2实验试剂、仪器和方法38-422.2.1实验药品38-392.2.2实验仪器39-402.2.3实验方法40-422.3实验结果与讨论42-542.3.1ODA在纯水中不同pH条件下的表面张力42-442.3.2在不同pH条件下的ODA微浮选实验44-452.3.3ODA在不同浮选体系中的表面张力的测定45-502.3.4不同体系中ODA在氯化钾晶体表面的吸附50-532.3.5在不同体系中的浮选实验53-542.4本章小结54-56第三章ODA浮选氯化钾的浮选化学研究56-883.1简介56-573.2实验药品、仪器和方法57-613.2.1实验药品573.2.2实验仪器57-583.2.3实验方法58-613.3实验结果与讨论61-863.3.1微浮选实验61-633.3.2不同捕收剂作用下晶体表面接触角的测定63-733.3.3ODA沉淀在浮选过程中的作用研究73-863.4本章小结86-88第四章纳米水结构对氯化钾浮选影响的光谱学研究88-1204.1简介88-894.2实验药品、仪器和方法89-944.2.1实验药品
894.2.2实验仪器89-904.2.3实验方法90-944.3实验结果与讨论94-1184.3.1气泡接触时间的测定94-974.3.2碘化铯接触角的测定97-984.3.3硫酸盐微浮选实验98-994.3.4FTIR光谱学测定水的构的原理99-1034.3.5透射光谱研究103-1094.3.6衰减全反射光谱研究109-1154.3.7溶液黏度的测定115-1174.3.8溶液表面张力的测定117-1184.4本章小结118-120第五章不同温度下混合捕收剂的浮选行为研究120-1335.1简介1205.2实验药品,仪器和方法120-1215.2.1实验药品120-1215.2.2实验仪器1215.2.3实验方法1215.3实验结果与讨论121-1315.3.1阴阳离子混合药剂研究121-1245.3.2不同碳链长度的混合胺研究124-1315.4本章小结131-133第六章主要结论及创新点133-1356.1主要结论133-1346.2创新点134-135参考文献135-145攻读学位期间取得的研究成果145-146致谢146-148个人简况及联系方式148-150 本论文购买请联系页眉网站。