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纳米技术浮选药剂工艺发展,

时间:2021-2-22 10:07:08  信息来源:本站原创   点击:0

 纳米浮选药剂

1 纳米药剂的合成

可对纳米粒子的表面进行改性,以增强其对微细矿粒的捕收性和选择性,因此,研究纳米粒子的合成方法是非常重要的。乳液聚合反应是纳米粒子剂的合成的基础。纳米粒子的制备方法可分为液相法、气相法和固相法。固相法主要包括机械球磨法、高温燃烧法和离子注入法。机械球磨法主要是通过对物料的粉碎和研磨等获得纳米级材料,该法可以获得纳米级材料、纳米合金和纳米复合材料。燃烧合成法是由外部提供不低于系统内物质的化学反应所需的能量来诱导物料发生变化。系统中的不均匀热量导致系统局部产生热量,并继续使得化学反应持续进行,随着反应在整个系统中扩散,从而获得最终所需产物。气相化学反应法是在保护气氛中快速冷凝挥发性的金属化合物来制备纳米颗粒的方法。它包括气相合成法和气相分解法。气相合成法是选用两种或两者以上物质在高温气相环境下经过快速冷凝而制备纳米粒子,其特点是具有互换性和灵活性。气相分解法是在气相中通过加热、蒸发和分解将待分解的化合物分解成不同的纳米颗粒,该方法可广泛应用于所有金属氧化物,特别是纳米薄膜材料的制备。液相法是制备纳米粒子的有效方法,可分为水热法、还原法、沉淀法、乳化法和热分解法。化学沉淀法是将沉淀剂添加到金属盐的水溶液中,然后控制条件以获得沉淀物,再通过过滤、洗涤和加热获得金属纳米颗粒。水热法需要在高压釜中进行。乳化法是指用乳化剂将相互不相溶的单体和溶剂制成纳米乳液。固相热分解法获得的纳米产物易于结块,纯度不高,成本高。优点是机械粉磨控制方便,产率高。气相反应法需要在良好的封闭环境中进行,所得纳米颗粒具有较高的纯度,分散性好,粒径小等。液相法设备简单,操作方便,制备条件可控,但溶液中的副反应较多,机理较复杂。

2 纳米捕收剂研究现状

乳化纳米捕收剂要求具有良好的捕收性能、选择性和疏水性及一定的起泡性。大的比表面和高的表面活性使得纳米粒子成为良好的捕收剂,通过乳化加入功能性物质的方式可以使得普通纳米粒子具有选择性, 能够有效地捕收或者吸附矿物和离子。此外,纳米粒子捕收剂具有特定的表面特性和表面电位,可以增加矿物的疏水性。王玉彤发现,离子型纳米粒子对黄铜矿的捕获性能比非离子型纳米粒子强,它对黄铜矿的表面接触角和表面动电位影响大,扫描电子显微镜显示,纳米粒子捕收剂主要以微球形状均匀地吸附在黄铜矿表面凸起部分上,而凹部吸附的很少。Behnam使用轻质碳酸钙颗粒和胶体二氧化硅颗粒等无机纳米颗粒作为捕收剂,研究了它们对玻璃珠浮选的影响。Yang等人考察了聚苯乙烯、聚苯乙烯 丙烯酸丁酯共聚物等有机纳米颗粒作为浮选捕收剂的可能性。

3 纳米捕收剂的应用

近年来,纳米浮选药剂在矿物浮选、污水处理、纸浆脱墨和染料废水等领域的应用研究逐步增多,并取得了较好的成果,但仍然处于研究阶段,尚有很多问题未得到充分解决。加拿大 Mc Master 大学的 Yang 等将纳米粒子有效的运用于矿物浮选中。较系统的研究了具有疏水性的纳米捕收剂对光滑玻璃球的浮选规律。研究结果表明,纳米粒子可以很好的吸附在玻璃球表面上,从而提高玻璃球的疏水性,大大提高了玻璃球的浮选回收率。还研究了该纳米捕收剂对黄铁矿的影响,结果显示,其它明显促进了镍黄铁矿的浮选。曹明强采用乳化方法制备出两种不同的聚苯乙烯纳米乳液,作为浮选捕收剂应用于变质度不同的泥浮选中,同时与煤油捕收剂进行对比。试验结果表明,纳米捕收剂具有良好的捕收性和选择性。纳米乳液捕收剂效果均强于煤油,阳离子型聚苯乙烯纳米乳液浮选捕收性能优于阴离子型纳米乳液,。贺兰鸿等将柴油、乳化剂、醇与水按比例制成乳化捕收剂,并对山西西曲瘦煤进行浮选试验。由条件试验可知,200g/t 乳化捕收剂获得的精煤的产率比 800g/t 柴油的产率高 3.90%,并且乳化捕收剂获得的精煤的灰分大幅度降低。试验证明,新型乳化捕收剂具有用量量,选择性高的特点。在污水处理中,可用纳米材料作为吸附剂,它不仅可以去除污水中的重金属离子,还可以控制淡水湖泊中的藻类。它可很好地去除 Cr6+,其去除率可高达 86%。孙正斌现场合成了 Fe3O4 磁性纳米粒子,用于处理印染厂废水,磁性粒卫表面吸附污染物,再通过磁性桥接,在外磁场作用下,磁性纳米粒子快速团聚,可以有效地去除废水中的污染物。杨磊等采用纳米 TiO2 对废纸浆进行浮选脱墨试验 ,研究了料浆温度、纳米粒子用量、pH 值对浮选脱墨的影响。在温度为 50℃,pH 值 =10,纳米 TiO2 用量为 0.06 % 时,纸浆中的油墨含量可降低到 773 mg/kg。靳丽雪以疏水纳米二氧化硅为捕收剂从染料废水中浮选除去结晶紫,该法的优点是不需要添加任何表面活性剂。

 发展趋势

利用纳米技术解决目前存在的微细粒矿物处理难题具有广阔的前景,应在以下三个方向突破:

(1)将纳米材料特性与界面浮选理论结合起来,对纳米粒子进行改性,以改善浮选药剂对微细矿粒的捕收性能和选择性。

(2)深入研究纳米气泡在浮选矿浆中的形成过程、形貌特征以及疏水矿粒在纳米气泡上的附着机理。

(3)进一步研究纳米药剂的合成方法,合成新型浮选药剂,拓展其应用范围。


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