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α-氨基苄基膦酸的合成及其对萤石矿的浮选性能研究

作　者: 邓晓洋
导　师: 王微宏
学　校: 中南大学
专　业: 有机化学
关键词: 氨基膦酸 合成 萤石 浮选 捕收剂
分类号: TD97
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


萤石是目前工业上各种氟产品中氟的主要来源,也是一种重要的非金属矿物原料,主要应用于钢铁、冶炼、化学、玻璃、水泥、陶瓷等领域,中国萤石矿资源虽然丰富,但是存在品位低、颗粒细和成分杂等问题,给选矿带来了很大的难度,而浮选是目前最有效的选矿方法。本论文采用“一锅法”合成了N-(4-甲基苯基)-α-氨基苄基膦酸(a)、N-(正丁基)-α-氨基苄基膦酸(b)、N-(4-氯苯基)-α-氨基苄基膦酸(c)、N-(3,4-二甲基苯基)-α-氨基苄基膦酸(d)四种萤石捕收剂,并用红外图谱和核磁质谱对其进行了表征。从反应时间、反应温度、催化剂种类、催化剂的用量、反应原料的物质的量之比等方面,考察了他们的最佳合成工艺条件,得出：a、b、c、d四种产物的反应产率分别为96.97%,49.74%,75.00%和84.29%。通过对萤石、石英单矿物和萤石实际矿物的浮选性能研究,发现在pH为8～10时,回收率都到达了80%以上,尤其是捕收剂a,对萤石单矿物回收率达到91.33%；在pH=2～12范围内,四种捕收剂浮选石英单矿物回收率均在10%以下,表明了氨基膦酸捕收剂对萤石都具有比较好的选择性。通过对萤石实际矿的浮选应用研究,得到捕收剂a～d对萤石实际矿的浮选回收率分别为97.77%、90.71%、95.60%和89.89%。与传统萤石矿捕收剂油酸进行对比,捕收剂a得到高出油酸1.91%的回收率。通过分析研究氨基膦酸捕收剂在与萤石矿物作用前后的红外光谱图和Zeta-电位,发现捕收剂a与矿物表面的作用主要发生化学吸附,辅以物理吸附；通过测定表面张力,表明捕收剂a吸附矿物的能力要高于其他三种药剂。四种药剂捕收萤石矿的能力顺序为a>c>d>b。图34幅,表11个,参考文献90篇

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 文献综述  9-25
  1.1 萤石矿浮选药剂的研究现状  9-13
    1.1.1 萤石矿资源概况  9-10
    1.1.2 萤石矿资源特征  10-12
    1.1.3 萤石矿选矿概述  12-13
  1.2 萤石矿浮选药剂的研究进展  13-19
    1.2.1 萤石浮选捕收剂  13-18
    1.2.2 萤石浮选捕收剂的研究进展  18-19
  1.3 氨基膦酸简介  19-24
    1.3.1 氨基膦酸的性质  20
    1.3.2 氨基膦酸的用途  20-21
    1.3.3 氨基膦酸的合成  21-24
  1.4 论文的选题意义及研究内容  24-25
2 试剂、原料、矿样、仪器设备和实验方法  25-32
  2.1 实验仪器设备及试剂  25-26
    2.1.1 主要实验仪器与设备  25
    2.1.2 主要实验试剂  25-26
  2.2 实验矿样  26-29
    2.2.1 单矿物矿样  26-27
    2.2.2 实际矿矿样  27-29
  2.3 实验原理和研究方法  29-32
    2.3.1 氨基膦酸制备和表征  29-30
    2.3.2 浮选性能实验  30-32
3 氨基膦酸的合成及其表征  32-52
  3.1 氨基膦酸的合成步骤  32
  3.2 结果与讨论  32-48
    3.2.1 N-(4-甲基苯基)-α-氨基苄基膦酸(a)合成工艺研究  32-37
    3.2.2 N-(正丁基)-α-氨基苄基膦酸(b)合成工艺研究  37-40
    3.2.3 N-(4-氯苯基)-α-氨基苄基膦酸(c)合成工艺研究  40-44
    3.2.4 N-(3,4-二甲基苯基)-α-氨基苄基膦酸(d)合成工艺研究  44-48
  3.3 氨基膦酸的表征  48-51
    3.3.1 氨基膦酸的红外光谱表征  48-50
    3.3.2 氨基膦酸的核磁光谱表征  50-51
  3.4 本章小结  51-52
4 氨基膦酸捕收剂对萤石的浮选性能  52-57
  4.1 氨基膦酸捕收剂对单矿物的浮选性能  52-55
    4.1.1 萤石单矿物浮选实验  52-53
    4.1.2 石英单矿物浮选实验  53-55
  4.2 氨基膦酸捕收剂对萤石实际矿的浮选性能  55
  4.3 本章小结  55-57
5 氨基膦酸捕收剂与萤石矿物的作用机理  57-61
  5.1 萤石矿与氨基膦酸作用后的红外光谱分析  57-58
  5.2 萤石矿与氨基膦酸作用后的Zeta-电位分析  58-59
  5.3 氨基膦酸与萤石矿作用后的表面张力分析  59
  5.4 本章小结  59-61
6 结论  61-63
参考文献  63-69
攻读硕士学位期间主要的研究成果  69-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 选矿 > 非金属矿选矿
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