季铵盐类捕收剂在矿物浮选脱硅中的研究进展

赵媛媛, 徐伟, 石波, 田言, 程潜, 梅光军. 季铵盐类捕收剂在矿物浮选脱硅中的研究进展[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(2): 34-43. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.02.006
引用本文: 赵媛媛, 徐伟, 石波, 田言, 程潜, 梅光军. 季铵盐类捕收剂在矿物浮选脱硅中的研究进展[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(2): 34-43. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.02.006
ZHAO Yuanyuan, XU Wei, SHI Bo, TIAN Yan, CHENG Qian, MEI Guangjun. Research Progress of Cationic Quaternary Ammonium Salt Collector in Mineral Flotation Desilication[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(2): 34-43. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.02.006
Citation: ZHAO Yuanyuan, XU Wei, SHI Bo, TIAN Yan, CHENG Qian, MEI Guangjun. Research Progress of Cationic Quaternary Ammonium Salt Collector in Mineral Flotation Desilication[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(2): 34-43. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.02.006

季铵盐类捕收剂在矿物浮选脱硅中的研究进展

  • 基金项目:
    国家自然科学基金(51874221);中低品位磷矿及其共伴生资源高效利用国家重点实验室开放基金(WFKF2018-07);贵州省科技计划项目(黔科合支撑[2020]2Y048)
详细信息
    作者简介: 赵媛媛(1996-), 女, 陕西省咸阳市人, 硕士, 主要从事磷矿浮选脱硅方面的研究
    通讯作者: 梅光军(1969-), 男, 湖南省常德市人, 教授, 博士生导师, 从事矿物加工工程方面的研究
  • 中图分类号: TD923+.13

Research Progress of Cationic Quaternary Ammonium Salt Collector in Mineral Flotation Desilication

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    Corresponding author: MEI Guangjun
  • 我国矿产资源丰富,但随着高品质矿的持续开发利用,现存大多为难选的中低品质矿。其中低品位的铝土矿、铁矿、磷矿等含有的主要脉石矿物之一为硅质矿物,因而脱硅流程是矿物提纯的关键和重要步骤。阳离子季铵盐类捕收剂具有较强的选择性和吸附能力、高效无毒易降解、pH值适用范围广、性能稳定等特点,推动了中低品质矿浮选脱硅的广泛开发与综合利用。本文介绍了近年来国内外阳离子季铵盐捕收剂反浮选脱硅的研究进展及其作用机理,以及对阳离子季铵盐捕收剂的评价和展望。

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  • 图 1  烷基季铵盐通式

    Figure 1. 

    图 2  DTAC结构式

    Figure 2. 

    图 3  双十二烷基二甲基氯化铵结构式

    Figure 3. 

    图 4  烷基吡唑盐通式

    Figure 4. 

    图 5  咪唑啉季铵盐结构式

    Figure 5. 

    图 6  噻吩类阳离子季铵盐结构式

    Figure 6. 

    图 7  含双酯基的氯化铵捕收剂-ZJ结构式

    Figure 7. 

    图 8  三酯基季铵盐阳离子捕收剂结构式

    Figure 8. 

    图 9  有机硅类季胺盐-QAS222结构式

    Figure 9. 

    图 10  Gemini阳离子捕收剂结构式

    Figure 10. 

    图 11  复合型季铵盐主要官能团

    Figure 11. 

    图 12  吗啉季铵盐型Gemini表面活性剂结构式

    Figure 12. 

    图 13  M302-B结构式

    Figure 13. 

    图 14  M-201结构式

    Figure 14. 

    图 15  不对称型双子季铵盐捕收剂结构式

    Figure 15. 

    图 16  EBAB结构式

    Figure 16. 

    图 17  季铵盐离子液体结构式

    Figure 17. 

    图 18  季铵盐阳离子反浮选脱硅捕收剂结构式

    Figure 18. 

    图 19  季铵盐羟肟酸结构式

    Figure 19. 

    图 20  季铵盐羟肟酸磷矿捕收剂结构式

    Figure 20. 

    图 21  自制咪唑类季铵盐结构式

    Figure 21. 

    图 22  BDDAB结构式

    Figure 22. 

  • [1]

    杨耀辉, 张裕书, 刘淑君. 季铵盐类表面活性剂在矿物浮选中应用[J]. 矿产保护与利用, 2011(6): 108-112. http://kcbh.cbpt.cnki.net/WKD/WebPublication/paperDigest.aspx?paperID=86a23bd9-404a-46a9-9a36-a12e180fef7c

    [2]

    徐龙华, 蒋昊, 董发勤, 等. DTAC对不同粒级高岭石浮选行为的影响[J]. 中国矿业大学学报, 2013, 42(5): 832-837. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGKD201305020.htm

    [3]

    蒋昊, 尹静梅, 李慎敏. 单、双十二烷基季铵盐改性钠基蒙脱石的试验与理论研究[J]. 分子科学学报, 2020, 36(5): 361-367. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-FZKB202005002.htm

    [4]

    翁孝卿. 新型季铵盐脱硅浮选阳离子捕收剂的定向合成与定量构效关系研究[D]. 武汉: 武汉理工大学, 2014.

    [5]

    龙雨薇, 蒋晓慧. 噻吩类阳离子表面活性剂的制备及其表面活性研究[J]. 西华师范大学学报(自然科学版), 2020, 41(2): 179-184. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-IGNE202002010.htm

    [6]

    梅光军, 翁孝卿, 李莹雪, 等. 一种环境友好型胺类阳离子捕收剂及其使用方法: CN201010126892.1[P]. 2010-09-01.

    [7]

    梅光军, 朱晓园. 一种三酯基季铵盐阳离子捕收剂及其制备方法和应用: CN201510047541.4[P]. 2015-05-27.

    [8]

    余新阳, 钟宏, 刘广义, 等. 铝土矿反浮选新型阳离子有机硅类捕收剂QAS222[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2011, 42(7): 1865-1872. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZNGD201107008.htm

    [9]

    夏柳荫. 双季铵盐型Gemini捕收剂对铝硅酸盐矿物的浮选特性与机理研究[D]. 天津: 天津大学, 2009: 105-117.

    [10]

    郭乃妮, 古元梓. 季铵盐型阳离子双子表面活性剂的合成研究进展[J]. 化学研究与应用, 2019, 31(8): 1410-1415. doi: 10.3969/j.issn.1004-1656.2019.08.002

    [11]

    徐龙华, 蒋昊, 巫侯琴, 等. 季铵盐在高岭石表面的吸附特性[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2013(11): 4379-4384. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZNGD201311002.htm

    [12]

    LONGHUA XU, YUEHUA HU, FAQIN DONG, et al. Effects of particle size and chain length on flotation of quaternary ammonium salts onto kaolinite[J]. Mineralogy & Petrology, 2015, 109(3): 309-316. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-KWXB2013S1126.htm

    [13]

    徐龙华. 季铵盐捕收剂对不同粒级铝硅矿物浮选行为及吸附机理研究[D]. 长沙: 中南大学, 2012.

    [14]

    JIANG HAO, GAO YA, YANG QINHONG, et al. Adsorption behaviors and mechanisms of dodecyltrimethyl ammonium chloride and cetyltrimethyl ammonium chloride on illite flotation[J]. Powder Technology, 2018, 331: 218-225. doi: 10.1016/j.powtec.2018.03.021

    [15]

    陈攀, 孙伟, 岳彤. 季盐在高岭石(001)面上的吸附动力学模拟[J]. 中国矿业大学学报, 2014, 43(2): 294-299. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGKD201402017.htm

    [16]

    岳彤, 孙伟, 陈攀. 季铵盐类捕收剂对铝土矿反浮选的作用机理[J]. 中国有色金属学报, 2014, 24(11): 2872-2878. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZYXZ201411024.htm

    [17]

    赵声贵, 钟宏, 刘广义. 季铵盐捕收剂对铝硅矿物的浮选行为[J]. 金属矿山, 2007(2): 45-47. doi: 10.3321/j.issn:1001-1250.2007.02.013

    [18]

    胡岳华, 王毓华, 王淀佐, 等. 铝硅矿物浮选化学与铝土矿脱硅[M]. 北京: 科学出版社, 2004: 10-255.

    [19]

    YUHUA WANG, YUEHUA HU, XIANGQING CHEN. Aluminum-silicates flotation with quaternary ammonium salts[J]. Trans. Nonferrous Met. Soc. China. Jun. 2003, 13(3): 715-719. http://www.cqvip.com/QK/85276X/200303/8137904.html

    [20]

    FOLCY E, TITTLE K. Removal of iron oxides from bauxite ores[J]. Inst. Mining. Met. Proc., 1971, 239: 59-65.

    [21]

    SASAKI H, NIBU M. Method for removing silica-containing material from alumina-containing ore: JP07047301[P]. 1993-08-05.

    [22]

    周苏阳. 季铵盐与铝硅矿物的界面作用基础[D]. 长沙: 中南大学, 2011.

    [23]

    周苏阳, 孙伟, 陈攀, 等. 铝土矿反浮选新型捕收剂TR性能研究[J]. 金属矿山, 2011(3): 87-89. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSKS201103033.htm

    [24]

    王毓华, 胡岳华. 一种反浮选脱硅用捕收剂及其制备方法: CN02139837.2[P]. 2004-06-30.

    [25]

    PINGPING CHENG. Synthesis of Composite Cationic Collector and Its Flotation Performance for Aluminosilicate Minerals[D]. Changsha: Central South University, 2009.

    [26]

    钟宏, 刘广义, 夏柳荫. 一种双季铵盐类化合物在硅酸盐矿物浮选上的应用: CN200810032069.7[P]. 2009-01-07.

    [27]

    XIAYIN LIU, HONG ZHONG, GUANGYI LIU, et al. Comparative studies on flotation ofillite, pyrophyllite and kaolinite with Gemini and conventional cationic surfactants[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2009, 19(2): 446-453. doi: 10.1016/S1003-6326(08)60293-9

    [28]

    ZHIQIANG HUANG, HONG ZHONG, SHUAI WANG, et al. Comparative studies on flotation of aluminosilicate minerals with Gemini cationic surfactants BDDA and EDDA[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2013, 23(10): 3055-3062. doi: 10.1016/S1003-6326(13)62833-2

    [29]

    黄志强, 邱廷省, 黄万抚, 等. 一种用于矿物浮选的吗啉季铵盐型Gemini表面活性剂: CN107442288A[P]. 2017-12-08.

    [30]

    张泾生, 阙煊兰. 矿用药剂[M]. 北京: 冶金工业出版社, 2009: 298-302.

    [31]

    陈玉花, 潘长远, 孙炳泉, 等. 一种复合型季铵盐阳离子硅酸盐矿物捕收剂及其制备方法: CN105396698A[P]. 2016-03-16.

    [32]

    刘东斌, 梅光军, 翁孝卿, 等. 新型Gemini含酯基阳离子捕收剂的浮选性能[J]. 金属矿山, 2017(2): 48-54. doi: 10.3969/j.issn.1001-1250.2017.02.010

    [33]

    朱晓园, 梅光军, 雷哲, 等. 新型酯基季铵盐阳离子捕收剂M-3的浮选行为[J]. 金属矿山, 2015(9): 49-53. doi: 10.3969/j.issn.1001-1250.2015.09.011

    [34]

    朱晓园, 梅光军, 于明明. 新型阳离子捕收剂MZ-3的浮选与消泡行为研究[J]. 金属矿山, 2016(1): 65-67. doi: 10.3969/j.issn.1671-8550.2016.01.023

    [35]

    DONGMEI CHE, GUANGJUN MEI, XIAOYUAN ZHU, et al. Study on Foam Performances of New Ester-based Quaternary Ammonium Salt Cationic Collectors[J]. Mining Research and Development, 2017, 37(10): 67-71. http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-KYYK201710015.htm

    [36]

    赵涛涛, 翁孝卿, 梅光军, 等. 新型耐低温阳离子捕收剂M-331浮选试验研究[J]. 矿业研究与开发, 2012, 32(2): 55-57. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KYYK201202019.htm

    [37]

    雷哲, 梅光军, 朱晓园, 等. 一种新型耐低温阳离子捕收剂浮选试验研究[J]. 中国矿业大学学报, 2015, 44(5): 917-922. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGKD201505020.htm

    [38]

    翁孝卿, 李东郎, 李洪强, 等. 新型不对称型双子季铵盐阳离子捕收剂的合成及其对石英的浮选行为研究[J]. 金属矿山, 2019(6): 91-95. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSKS201906018.htm

    [39]

    OTáVIA M S R, ANTNIO E C P, AFONSO H M, et al. Kaolinite and hematite flotation separation using etheramine and ammonium quaternary salts[J]. Minerals Engineering, 2013, 40: 12-15. doi: 10.1016/j.mineng.2012.09.019

    [40]

    YUHUA WANG, JIANWEI REN. The flotation of quartz from iron minerals with a combined quaternary ammonium salt[J]. International Journal of Mineral Processing. 2005, 77(2): 116-122. doi: 10.1016/j.minpro.2005.03.001

    [41]

    徐冰. 胺类捕收剂在铁矿石反浮选中的应用研究[D]. 鞍山: 辽宁科技大学, 2019.

    [42]

    彭道胜, 沈文俊, 史先菊. 混合季胺盐用于磁铁矿反浮选试验研究[J]. 武钢技术, 2017, 55(3): 1-4. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WGJS201703001.htm

    [43]

    ZHIQIANG HUANG, HONG ZHONG, SHUAI WANG, et al. Investigations on reverse cationic flotation of iron ore by using a Gemini surfactant: Ethane-1, 2-bis(dimethyl-dodecyl-ammonium bromide)[J]. Chemical Engineering Journal, 2014, 257: 218-228. doi: 10.1016/j.cej.2014.07.057

    [44]

    SAHOO H, RATH S S, JENA S K, et al. Aliquat-336 as a novel collector for quartz flotation[J]. Advanced Powder Technology, 2015, 26(2): 511-518. doi: 10.1016/j.apt.2014.12.010

    [45]

    梅光军, 李浩南, 程潜, 等. 季铵盐离子液体阳离子捕收剂及其制备方法和应用: CN201811511382.9[P]. 2019-04-05.

    [46]

    李士刚, 张广银. 中低品位磷矿综合利用研究进展[J]. 化肥工业, 2016, 43(6): 9-11. doi: 10.3969/j.issn.1006-7779.2016.06.003

    [47]

    韩增辉, 周琼波, 吴云英, 等. 季铵捕收剂对石英的浮选性能研究[J]. 化工矿物与加工, 2020, 49(11): 9-11. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HGKJ202011003.htm

    [48]

    刘养春. 有机硅阳离子在胶磷矿反浮选脱硅中的应用研究[J]. 化工矿物与加工, 2018, 047(003): 24-26. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HGKJ201803003.htm

    [49]

    刘养春, 宋文义, 杨勇, 等. 一种胶磷矿季铵盐阳离子捕收剂及其合成方法与应用: CN106238215B[P]. 2018-11-23.

    [50]

    饶峰, 刘文彪. 一种用于脱镁磷精矿反浮选再脱硅的捕收剂: CN201911158575.5[P]. 2020-01-24.

    [51]

    徐伟, 田言, 胡国涛, 等. 一种硅钙质磷矿反浮选脱硅除杂组合捕收剂及其制备方法和应用: 中国, CN201910482897.9[P]. 2019-08-23.

    [52]

    郭磊, 陈云峰, 冯程, 等. 羟肟酸磷矿浮选捕收剂的设计合成及应用研究[J]. 化学与生物工程, 2012, 29(12): 73-75. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HBHG201212007.htm

    [53]

    任俊. 螯合捕收剂浮选稀土矿物[J]. 国外金属矿选矿, 1993(6): 34-40. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSXK199306007.htm

    [54]

    潘志权, 冯程, 陈云峰. 季铵盐羟肟酸磷矿浮选捕收剂及制备方法: 中国, CN201110143269.1[P]. 2012-01-04.

    [55]

    SNOW R E. Flotation process for recovery of phos-phate values from ore: US4737273A[P]. 1988-04-12.

    [56]

    HANNA H S. The role of cationic surfactants in the selective flotation of phosphate ore constituents[J]. Powder Technology, 1975, 12(1): 57-64. doi: 10.1016/0032-5910(75)85008-X

    [57]

    马超. 新型低品位菱镁矿捕收剂的合成及应用研究[D]. 沈阳: 沈阳化工大学, 2018.

    [58]

    康坤红, 龙小柱. 低品位菱镁矿浮选剂试验研究[J]. 沈阳化工大学学报, 2020, 34(3): 216-221. doi: 10.3969/j.issn.2095-2198.2020.03.005

    [59]

    BREZÁNI I, ŠKVARLA J, SISOL M. Reverse froth flotation of magnesite ore byusing(12-4-12)cationic gemini surfactant[J]. Minerals Engineering, 2017, 110: 65-68. doi: 10.1016/j.mineng.2017.04.013

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出版历程
收稿日期:  2021-01-06
刊出日期:  2021-04-25

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