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我国铁矿资源储量丰富,但矿物组成复杂且嵌布粒度细,磁选精矿往往需要利用反浮选进一步脱硅后,才能满足冶金的需要。目前利用反浮选工艺“提铁降硅”已成为选矿厂的必备环节,其技术关键主要是反浮选药剂的开发与应用。铁矿反浮选常采用的阳离子捕收剂十二胺,因其在水中的溶解性差、凝固点高,常将其配制成十二胺盐酸盐或十二胺醋酸盐使用,盐酸和醋酸存储困难、药剂配制过程不便、产生的泡沫发粘且长时间难以破裂,造成水和药剂消耗量大、矿浆pH不稳定等问题,从而限制了十二胺的应用。为了在不影响浮选效果的前提下,简化药剂配制,省去十二胺的酸化环节,改善泡沫性质,实现铁矿常温浮选,节省药剂成本,论文根据复配增效的技术理念,以铁矿反浮选常用的难溶阳离子捕收剂十二胺和起泡剂仲辛醇为主,煤油、表面活性剂等其中一种或多种药剂为辅,按一定比例配制成互溶为一体的二元或多元混溶药剂。本文以纯石英和实际磁铁矿为分选对象,采用矿物浮选试验考察了混溶药剂的浮选性能,并通过激光粒度分析、Zeta电位、凝固点、表面张力、接触角和红外光谱测定及分子动力学计算等方法,测定混溶药剂的基本性质,并探索混溶药剂与矿物的作用机理。论文的主要研究工作和结论如下:以十二胺和仲辛醇为主药剂配制了混溶药剂,并系统地测定了混溶药剂的基本物性,包括凝固点及其在水溶液中的分散性、荷电性质、表面张力和泡沫性质。结果表明:仲辛醇在作为十二胺溶剂的同时,也改善了药剂的性质。较煤油而言,仲辛醇在降低凝固点、提高分散性、改善泡沫性质及降低溶液表面张力上均表现出明显的优势。在测试范围内,十二胺-仲辛醇、十二胺-仲辛醇-煤油和十二胺微乳的凝固点可分别降至-15.67℃,-4.7℃和-12.5℃;在十二胺-仲辛醇基础上配制成的十二胺-仲辛醇-煤油和十二胺微乳在水溶液中的分散性进一步改善;十二胺盐酸盐产生的泡沫多且消泡困难,仲辛醇的引入可改善混溶药剂的起泡性能,泡沫变得更脆,易消泡,煤油的引入可影响药剂的起泡性能,加快消泡速度;混溶药剂在pH<10的水溶液中基本荷正电;混溶药剂降低溶液表面张力的能力:十二胺-仲辛醇（2:1）>十二胺微乳D>十二胺-仲辛醇-煤油（2:1:1）,其中十二胺微乳D的表面活性最大,十二胺-仲辛醇（2:1）的临界胶束浓度约为3.6×10–3 mol/L,此时溶液的表面张力值为23 mN/m。通过分子动力学模拟计算了溶解自由能和混合能,考察了药剂的溶解性和相容性。结果表明:十二胺在水溶液中的溶解性极差,在仲辛醇和十二烷中有较好的溶解,揭示了十二胺-仲辛醇、十二胺-十二烷可成功配制的原因,十二胺-仲辛醇在水中的溶解性优于十二胺-十二烷,与药剂在水中分散性规律一致;通过计算药剂分子的混合能,发现十二胺-十二烷药剂的混合过程可自发进行,而十二胺-仲辛醇则需要借助一定的能量才能混溶,比如加热或搅拌。通过分子模拟,考察了不同质量比下的十二胺和仲辛醇在气/液界面吸附形貌和协同作用,探究混溶药剂对溶液性质的影响。结果表明:在气/液界面,十二胺和仲辛醇分子间的结合力主要有两种,极性基团之间的相互作用（以氢键为主）和碳链间的疏水相互作用,且在十二胺与仲辛醇的质量比为2:1时,二者在气/液界面表现出较明显的协同作用,在气/液界面形成致密性和紧密度较大且厚的疏水层,模拟结果与药剂表面张力测试结果相一致。以十二胺-仲辛醇为主的混溶药剂为捕收剂,考察了其对石英的捕收性能,发现混溶捕收剂在浮选过程中有显著的协同作用,对矿浆温度和pH有很好的适应性。十二胺盐酸盐与仲辛醇组合使用后,较其单独使用时石英的回收率大幅提高,且十二胺-仲辛醇可以在确保浮选效果的同时省去十二胺的酸化环节完全取代十二胺盐酸盐+仲辛醇,即盐酸在浮选过程中不起作用,只在十二胺盐酸盐药剂配制时起到了溶剂作用,而仲辛醇在确保了混溶药剂起泡性的同时节省了十二胺的用量,降低了药剂的成本,十二胺-仲辛醇配制简单、环保,凝固点低,使用方便;混溶药剂对矿浆温度的适应性与它们凝固点的规律相一致,十二胺-仲辛醇-煤油和十二胺微乳可以在十二胺非酸化下实现石英的常温甚至低温浮选;十二胺-仲辛醇、十二胺-仲辛醇-煤油与十二胺微乳D相对于十二胺盐酸盐而言,虽然适合石英浮选的pH范围基本一致,但在弱酸（pH=5.0）和弱碱（pH=9.0）下的捕收能力明显优于十二胺盐酸盐,石英的回收率均在95%以上。为了进一步探索混溶药剂与矿物的作用机理,测试了与药剂作用前后石英表面的红外光谱图、吸附热、接触角和Zeta电位。发现混溶药剂均是通过物理吸附作用在石英表面,与药剂作用后的石英表面的接触角明显增大,混溶药剂各组分间存在相互作用,促使十二胺在石英表面吸附或以某种形式与十二胺共同附着在石英表面,其中仲辛醇与十二胺在石英表面发生共吸附,提高石英表面的疏水性,煤油不与石英表面发生吸附,但可以在一定程度上缩减吸附平衡时间。利用分子动力学计算构建了混溶药剂在固/液界面的吸附模型,考察了十二胺、仲辛醇单独作用与组合作用下药剂在石英表面的吸附形态和协同作用,发现十二胺和仲辛醇在固/液界面存在明显的协同作用,十二胺和仲辛醇会在石英表面发生共吸附,较单药系统而言,十二胺和仲辛醇混合物在石英表面的结合能最大;药剂分子的加入并不能从根本上排开石英表面的水分子,而是隔着这层水分子与石英表面发生吸附,并利用自身的长烃链来改善石英表面的疏水性,在十二胺和仲辛醇混溶的情况下,石英表面附近的水分子浓度最低,石英表面的疏水性最强。通过考察不同辅助药剂与十二胺-仲辛醇复配后对石英和磁铁矿的浮选效果后可知:辅助药剂的加入明显提高了石英的回收率;十二胺-仲辛醇-酯类药剂稳定性差,十二胺-仲辛醇-AEO系列的表面活性剂对磁铁矿的浮选结果没有明显的帮助;十二胺-仲辛醇-煤油作用下尖山磁铁矿的浮选效果最好,可得到TFe和SiO2的品位分别为69.10%,2.26%的铁精矿,此时TFe和SiO2的回收率分别为81.88%,80.17%,TFe和SiO2的分选效率分别为52.05%,61.29%。为了考察十二胺-仲辛醇-煤油中各组分及其之间的交互作用对纯石英和尖山磁铁矿粗精矿浮选效果的影响,根据BBD原理设计了三因素三水平的浮选试验。发现十二胺和仲辛醇的用量均与石英的回收率呈正相关关系,十二胺与仲辛醇、煤油之间对石英的回收率存在显著的交互作用:当煤油的用量小于十二胺用量的0.76倍时,随着煤油用量的加大石英的回收率增加;煤油的用量对精矿中TFe的含量没有显著的影响,十二胺和仲辛醇用量的增加有助于磁铁矿和石英的分离;煤油用量对磁铁矿浮选指标的影响与十二胺或仲辛醇的用量有关:当十二胺用量小于30 g/t时,随着煤油用量的增加磁铁矿浮选效果变好,当仲辛醇用量小于26.67 g/t时,TFe的选矿效率随着煤油的用量的增加而提高。用尖山磁铁矿粗精矿作为反浮选流程试验的原矿样,发现一粗一精三扫,扫选过程不添加任何药剂的尖山磁铁矿的反浮选工艺流程试验可以较彻底的分选磁铁矿,各混溶药剂中,十二胺-仲辛醇-煤油对尖山磁铁矿的浮选效果最好。与十二胺盐酸盐作捕收剂相比,在相同的铁精矿回收率下,以十二胺和仲辛醇为基础的混溶药剂为捕收剂可得到TFe含量更高,SiO2含量更低的铁精矿。