学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

单羧基双羟肟酸的设计合成及其对一水硬铝石和铝硅矿物的捕收性能

作　者: 颜玲玲
导　师: 蒋玉仁
学　校: 中南大学
专　业: 有机化学
关键词: 羧基羟肟酸 捕收剂 一水硬铝石 铝硅矿物 吸附机理
分类号: TD952
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 59次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


综合使用量子化学计算方法、动电位、吸附量测定和红外光谱表征等手段,结合单矿物、人工混合矿浮选,研究了铝土矿浮选脱硅螯合捕收剂HCDA。基于捕收剂为异极性分子的结构特征要求,构建含羟肟酸基和羧基的异极性分子结构模型,最后确定HCDA捕收剂,其分子结构为：非极性基为拥有8个碳链长的直链,极性基为两个羟肟基和一个羧酸基。接着进行该结构捕收剂分子的性能预测,并与本课题组之前研发的捕收剂COBA分子做作对比。量子化学计算结果——分析分子前线轨道能量、电荷分布、键合原子距离、分子中的离域状况以及分子的HOMO、LUMO分布图等各项指数都显示HCDA将是一个性能卓越的捕收剂,捕收性能将比COBA强；性能判据结果——比较捕收剂的溶度积、CMC、HLB以及基团电负性等各项捕收剂性能指数,得到的结果显示HCDA在捕收性和选择性上都比COBA优越。设计了捕收剂HCDA分子的合成路线,以丙二酸二甲酯和氯甲酸甲酯为原料经多步反应最终得到目标产物HCDA。同时考察了反应时间、反应温度、以及反应投料对反应产率的影响。单矿物浮选实验表明：以HCDA作捕收剂浮选三种矿物时,一水硬铝石得到较好的效果,其回收率在HCDA浓度为2×10-4mol/L, pH7.0时达到96%,而高岭石和伊利石分别只有20%和10%。一水硬铝石的回收率受pH变化和药剂浓度变化的影响很大,而其它两种矿物几乎不受影响。人工混合矿浮选实验结果表明：浮选分离一水硬铝石和铝硅酸盐矿物的最佳pH值7.0,捕收剂HCDA浓度为2×10-4mol/L,可实现其有效分选。通过吸附量、混矿铝硅比、动电位、红外光谱分析了捕收剂对三种矿物的作用机理,结果表明：吸附量结果与浮选实验结果一致,一水硬铝石的回收率受pH值变化影响明显,且在pH7.0时达到最大值,而其它两种矿物受pH变化影响很小。矿物动电位测试结果显示,pH对一水硬铝石矿物表面电性影响很大。一水硬铝石与HCDA作用后,IEP从pH6.0移到pH4.0, pH5.0～pH9.0表面电位负移明显,pH7.0负移最大,其他两种矿物表面电位无明显变化；红外光谱表明,HCDA对一水硬铝石吸附存在化学吸附,对高岭石和伊利石吸附主要是物理吸附；根据结论建立了一个HCDA与一水硬铝石表面多环螯合模型。

全文目录


前言  3-4
摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 文献综述  9-23
  1.1 国内外铝土矿资源特点及生产概况  9-11
  1.2 铝土矿脱硅进展  11-15
    1.2.1 铝土矿硅工艺进展  11-12
    1.2.2 矿物的晶体结构与可浮性  12-14
    1.2.3 铝土矿浮选溶液化学  14
    1.2.4 矿物与浮选药剂的作用方式  14-15
  1.3 铝土矿正浮选工艺和药剂研究进展  15-18
    1.3.1 铝土矿正浮选脱硅工艺研究现状  15-16
    1.3.2 铝土矿正浮选作用机理  16-17
    1.3.3 铝土矿正浮选脱硅药剂研究现状  17-18
    1.3.4 螯合捕收剂研究进展  18
  1.4 量子化学在浮选研究中的应用  18-20
  1.5 论文研究的目的、意义及主要研究内容  20-23
第二章 试剂、仪器和实验  23-27
  2.1 矿样  23
    2.1.1 单矿物  23
    2.1.2 人工混合矿  23
  2.2 仪器和试剂  23-24
  2.3 研究方法  24-27
    2.3.1 单矿物浮选试验  24-25
    2.3.2 红外光谱测定  25
    2.3.3 Zeta电位测量  25
    2.3.4 吸附量测定  25-26
    2.3.5 量子化学计算  26-27
第三章 羧基羟肟酸捕收剂的分子设计  27-36
  3.1 羧基羟肟酸类化合物的分子设计  27-31
    3.1.1 极性基的设计  27-29
    3.1.2 非极性基的设计  29-31
  3.2 目标捕收剂性能的理论判据计算  31-35
    3.2.1 密度泛函计算  31-33
    3.2.2 捕收剂HCDA浮选性能的理论判据  33-35
  3.3 本章小结  35-36
第四章 HCDA捕收剂的合成研究  36-42
  4.1 HCDA的合成路线设计  36-37
  4.2 HCDA的合成步骤  37-38
    4.2.1 丁三酸三甲酯的合成  37
    4.2.2 2-辛烷基丁三酸三甲酯的合成  37
    4.2.3 2,2-二甲氧酰基正壬酸的合成  37
    4.2.4 HCDA的合成  37-38
  4.3 反应条件的优化  38-40
    4.3.1 反应时间  38-39
    4.3.2 反应温度  39
    4.3.3 反应投料  39-40
  4.4 HCDA的表征  40
  4.5 本章小结  40-42
第五章 HCDA对矿物的浮选性能研究  42-51
  5.1 HCDA对单矿物的浮选  42-45
    5.1.1 一水硬铝石的基本浮选行为  42-43
    5.1.2 高岭石基本浮选行为  43-44
    5.1.3 伊利石基本浮选行为  44-45
  5.2 HCDA对人工混合矿的浮选  45-47
    5.2.1 HCDA对人工混合矿的浮选与pH值的关系  45
    5.2.2 HCDA对人工混合矿的浮选与其浓度的关系  45-46
    5.2.3 人工混合矿的分选  46-47
  5.3 矿物浮选行为研究  47-49
    5.3.1 pH的影响  48
    5.3.2 药剂浓度的影响  48-49
    5.3.3 其他因素的影响  49
  5.4 本章小结  49-51
第六章 捕收剂与矿物的作用机理  51-59
  6.1 HCDA在矿物表面的吸附量  51-53
    6.1.1 标准溶液  51
    6.1.2 矿物表面浮选药剂的吸附量  51-53
  6.2 矿物表面电性与可浮性  53-56
    6.2.1 矿物表面荷电机理  53-55
    6.2.2 捕收剂对矿物表面荷电性质的影响  55
    6.2.3 矿物表面荷电性质与可浮性的关系  55-56
  6.3 红外光谱图  56-57
  6.4 吸附模型  57-58
  6.5 本章小结  58-59
第七章 结论和展望  59-61
参考文献  61-69
致谢  69-70
附录  70

相似论文

  1. 酸法制取磷肥原料加工与生产工艺研究,TQ442
  2. 用植物油研制磷矿浮选剂初探,TD923.1
  3. 高效铜捕收剂在永平铜矿铜硫分离应用试验研究,TD952
  4. 云南某中低品位白钨矿常温浮选技术研究,TD954
  5. 胺类阳离子捕收剂的生物降解性能研究,X172
  6. 新型磷矿捕收剂的制备及浮选性能研究,TD97
  7. 片麻岩型白钨矿浮选试验研究,TD954
  8. 草分枝杆菌对Cd~（2+）和Cr~（6+）的生物吸附研究,O647.3
  9. 乙硫氨酯合成的新工艺研究,TQ227
  10. 云南龙陵含硫铁矿石降硫试验研究,TD951
  11. 异硫氰酸酯法制备新型双配体螯合捕收剂的研究,TD923.13
  12. 脂环类羧基羟肟酸化合物的合成与捕收性能研究,TD923.13
  13. 烷基羧基羟肟酸合成及铝硅浮选性能研究,TD952
  14. 新型羧基羟肟酸类捕收剂的合成及其浮选分离铝硅矿物的行为,TD952
  15. 羧基羟肟酸的合成以及对一水硬铝石和铝硅矿分离性能的研究,TD952
  16. 改性蒙脱土吸附脱硫性能研究,TE624.55
  17. 改性膨润土制备及其对Cr~（6+）、Ni~（2+）重金属离子的吸附特性研究,X703
  18. 海藻对水体中重金属的吸附研究,X173
  19. 四川里伍铜锌硫化矿浮选分离新工艺研究,TD952
  20. 改性蒙脱土脱除黄曲霉毒素B_2的研究,TS201.3

中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 选矿 > 金属矿选矿 > 有色金属矿选矿
© 2012 www.xueweilunwen.com