铅离子协同苹果酸抑制滑石可浮性的机理研究

桂婉婷, 雷大士, 王宇斌, 张帅, 赵鑫, 田家怡. 铅离子协同苹果酸抑制滑石可浮性的机理研究[J]. 矿产保护与利用, 2023, 43(6): 86-94. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.06.010
引用本文: 桂婉婷, 雷大士, 王宇斌, 张帅, 赵鑫, 田家怡. 铅离子协同苹果酸抑制滑石可浮性的机理研究[J]. 矿产保护与利用, 2023, 43(6): 86-94. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.06.010
GUI Wanting, LEI Dashi, WANG Yubin, ZHANG Shuai, ZHAO Xin, TIAN Jiayi. Inhibition Mechanism of Lead Ions Synergized with Malic Acid on Talc[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2023, 43(6): 86-94. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.06.010
Citation: GUI Wanting, LEI Dashi, WANG Yubin, ZHANG Shuai, ZHAO Xin, TIAN Jiayi. Inhibition Mechanism of Lead Ions Synergized with Malic Acid on Talc[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2023, 43(6): 86-94. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.06.010

铅离子协同苹果酸抑制滑石可浮性的机理研究

  • 基金项目: 国家自然科学基金(52304192,51974218);中国博士后科学基金(2022MD723813)
详细信息
    作者简介: 桂婉婷(1998—),女,硕士研究生,主要从事矿物材料及资源综合利用研究,E-mail:guiwanting1998@163.com
    通讯作者: 王宇斌(1972—),男,教授,博士生导师,主要从事矿物材料及资源综合利用研究,E-mail: wywywyb@xauat.edu.cn
  • 中图分类号: TD923+.14

Inhibition Mechanism of Lead Ions Synergized with Malic Acid on Talc

More Information
  • 滑石是辉钼矿等金属硫化矿的常见共生矿物,天然疏水性极好。为阐明煤油作捕收剂时铅离子及苹果酸对滑石浮选行为的影响机理,进行了滑石的单矿物浮选实验,并采用ζ电位、XPS和FTIR等测试方法对药剂在滑石表面的吸附机理进行了研究。结果表明,当pH值为8、Pb2+浓度为1.0×10−4 mol/L时,1.0×10−3 mol/L的苹果酸对滑石的抑制作用最为显著,此时滑石的回收率为54.60%,与没有添加抑制剂时相比降低了32.50个百分点。与仅添加苹果酸时相比降低了11.66个百分点。溶液中铅离子的羟基络合物Pb(OH)2、Pb(OH)3和具有强烈亲水性的C4H4O52−吸附在滑石表面,二者的共同作用使滑石的表面电位负向增大,不利于煤油的吸附。苹果酸根离子侵蚀滑石表面并与滑石表面的活性点Mg结合生成亲水性的苹果酸镁,可明显提高滑石的亲水性,使其接触角由64.27°改变为39.87°,本研究对含滑石型矿物的高效浮选分离具有一定的参考意义。

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  • 图 1  滑石XRD图谱

    Figure 1. 

    图 2  浮选实验流程

    Figure 2. 

    图 3  矿浆pH值及苹果酸浓度对滑石浮选回收率的影响

    Figure 3. 

    图 4  矿浆pH值及铅离子浓度对滑石浮选回收率的影响

    Figure 4. 

    图 5  Pb2+成分分布系数

    Figure 5. 

    图 6  DL−苹果酸成分分布系数

    Figure 6. 

    图 7  不同pH值下药剂作用对滑石接触角的影响

    Figure 7. 

    图 8  滑石ζ电位与pH值关系

    Figure 8. 

    图 9  不同滑石样品的红外光谱图

    Figure 9. 

    图 10  B样羟基的分峰拟合结果及相对含量

    Figure 10. 

    图 11  C样羟基的分峰拟合结果及相对含量

    Figure 11. 

    图 12  滑石样品的XPS全谱分析结果

    Figure 12. 

    图 13  Pb 4f的分峰拟合结果

    Figure 13. 

    图 14  Mg 1s的分峰拟合结果

    Figure 14. 

    表 1  实验所用试剂

    Table 1.  Reagents used in the experiment

    试剂名称级别生产厂家
    硝酸铅分析纯天津市大茂化学试剂厂
    DL−苹果酸分析纯天津市大茂化学试剂厂
    氢氧化钠分析纯天津市恒兴化学试剂制造有限公司
    盐酸分析纯国药集团化学试剂有限公司
    煤油工业级恒信石油化工股份有限公司
    2#工业级天津市大茂化学试剂厂
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    表 2  滑石表面原子个数相对含量

    Table 2.  Relative content of atomic number on talc surface /%

    滑石样品SiMgOPb
    A17.472.5543.910.00
    B14.471.6634.010.03
    C13.561.8834.050.00
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    表 3  滑石表面元素电子结合能

    Table 3.  Electronic binding energies of talc surface elements /eV

    滑石样品Si2pMg1sPb 4f
    A103.051305.05/
    B103.001304.92137.94
    C103.021304.86138.08
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    表 4  分峰拟合各形态Pb的分布比例

    Table 4.  Distribution ratio of each sub−peak fitting form of Pb

    结合键结合能/eV峰面积总峰面积相对含量/%
    Pb−(OH)2137.6862.11
    1210.64
    71.21
    Pb−(OH)3138.4348.5328.79
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    表 5  分峰拟合各形态Mg的分布比例

    Table 5.  Distribution ratio of each sub−peak fitting form of Mg

    滑石样品Mg−O峰面积Mg−OH峰面积Mg−COOR峰面积总峰面积Mg−O相对含量/%Mg−OH相对含量/%Mg−COOR相对含量/%
    A4076.123191.62/7267.7456.0943.910.00
    B702.781247.04/1949.8236.0463.960.00
    C3206.491545.66141.304893.4565.5331.582.89
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出版历程
收稿日期:  2023-09-12
刊出日期:  2023-12-25

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