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目录1

前言1

第1彰　一水硬铝石型铝土矿选矿脱硅概述1

1.1　铝1

1.1.1　铝的用途1

1.1.2　铝的提炼1

1.2　铝土矿资源特征与氧化铝生产方法2

1.2.1　铝土矿资源的评价2

1.2.2　氧化铝生产方法4

1.2.3　我国一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝的问题6

1.3.1　物理选矿脱硅10

1.3　一水硬铝石型铝土矿选矿脱硅的研究内容10

1.3.2　化学选矿脱硅11

1.3.3　浮选脱硅12

参考文献14

第2章　铝硅矿物的晶体化学与表面润湿性15

2.1　铝硅矿物的矿物学特征15

2.1.1　晶体结构15

2.1.2　化学成分21

2.1.3　晶体习性26

2.2　铝硅矿物晶面断裂键性质与润湿性30

2.2.1　铝硅矿物层间断裂键性质30

2.2.2　铝硅酸盐矿物各晶面断裂键性质32

2.2.3　一水硬铝石各晶面断裂键性质38

2.3　捕收剂作用下矿物表面黏附能与润湿性40

2.3.1　捕收剂溶液中铝硅矿物表面的接触角40

2.3.2　捕收剂作用下铝硅矿物表面的黏附能43

2.4　捕收剂在一水硬铝石各晶面的吸附能与吸附量45

2.4.1　力场与模拟原理45

2.4.2　矿物表面吸附的动力学模拟计算45

2.4.3　一水硬铝石各晶面的吸附能与吸附量46

参考文献47

第3章　铝硅矿物表面电性与浮选50

3.1　铝硅矿物的双电层结构50

3.1.1 铝硅矿物的解离及类质同象与表面荷电机理50

3.1.2　铝硅矿物的双电层结构51

3.2　铝硅矿物的理论零电点53

3.2.1　理论零电点的计算53

3.2.2　一水硬铝石的理论零电点54

3.2.3　铝硅酸盐矿物的理论零电点54

3.3　铝硅矿物化学成分、解理面特性与表面电性55

3.3.1　一水硬铝石的铝硅比与表面电性55

3.3.2　铝硅酸盐矿物化学成分与表面电性59

3.3.3　高岭石解理面特性、表面电性与晶面间的相互作用63

3.4　捕收剂溶液中铝硅矿物表面电性与浮选65

3.4.1　一水硬铝石表面电性与浮选65

3.4.2　铝硅酸盐矿物表面电性与浮选68

3.5.1 十二胺在高岭石表面的吸附与pH值关系71

3.5　阳离子捕收剂与高岭石（001）和（00 ？）面的相互作用及浮选机制71

3.5.2　高岭石（001）与（00？）表面与十二胺作用的差异72

3.5.3　不同pH值条件下高岭石与十二胺的相互作用模型74

3.5.4　硬质和软质高岭石的浮选行为75

参考文献76

第4章　铝硅酸盐矿物的分散与团聚79

4.1　铝硅酸盐矿物晶面间的范德华相互作用79

4.2　铝硅酸盐矿物晶面间的静电相互作用80

4.2.1 晶面间静电相互作用能的计算80

4.2.3　端面与底面间的静电相互作用82

4.2.2　端面与端面间的静电相互作用82

4.2.4　底面与底面间的静电相互作用83

4.3　铝硅酸盐矿物晶面间相互作用的DLVO势能曲线85

4.3.1　酸性介质中各晶面间的相互作用86

4.3.2　中性介质中各晶面间的相互作用87

4.3.3　碱性介质中各晶面间的相互作用88

4.4　铝硅酸盐矿物的分散和团聚行为88

4.5　铝硅矿物间的异凝聚90

4.5.1　铝硅矿物间的异凝聚现象90

4.5.2　铝硅矿物间的异凝聚机理91

参考文献94

5.1.1　浮选药剂的结构特征95

5.1.2　铝硅酸盐矿物捕收剂亲矿物基及烃基设计的新构思95

5.1　铝硅酸盐矿物捕收剂的设计95

第5章　铝硅酸盐矿物浮选捕收剂95

5.2　铝硅酸盐矿物捕收剂的合成与物化性质99

5.2.1　多胺类化合物99

5.2.2　醚胺类化合物102

5.2.3　叔胺类化合物103

5.2.4　酰胺基胺类化合物105

5.3　新型胺类捕收剂的浮选性能107

5.3.1　多胺类化合物的浮选性能107

5.3.2　烷基丙基醚胺类化合物的浮选性能109

5.3.3　叔胺类化合物的浮选性能111

5.3.4　合成多胺、醚胺和叔胺捕收剂与十二胺的浮选性能比较112

5.3.5　酰胺基胺类化合物的浮选性能113

5.4　新型胺类捕收剂与铝硅酸盐矿物的作用机理115

5.4.1　多胺、醚胺和叔胺捕收剂与矿物的静电相互作用115

5.4.2　多胺类化合物在矿物表面的物理吸附117

5.4.3　醚胺类化合物在铝硅酸盐矿物表面的物理吸附122

5.4.4　叔胺类化合物与铝硅酸盐矿物作用后的红外光谱图123

5.5　新型捕收剂的结构与性能125

5.5.1　新型捕收剂极性基的亲固能力与选择性125

5.5.2　新型捕收剂非极性基的亲水-疏水平衡与捕收能力127

5.5.3　合成胺化合物氮原子上的静电荷值与静电作用129

参考文献132

第6章　铝土矿浮选无机调整剂134

6.1　调整剂在铝土矿浮选中的作用和意义134

6.2.1　硅酸钠对铝硅矿物浮选的影响135

6.2　硅酸钠对铝硅矿物浮选的影响及作用机理135

6.3　氟化物对铝硅矿物浮选的影响及作用机理136

6.3.1　氟化钠和氟硅酸钠对铝硅矿物浮选的活化136

6.2.2　硅酸钠对矿物表面ξ电位的影响136

6.3.2　氟化物对铝硅酸矿物表面的侵蚀作用139

6.4　六偏磷酸钠对铝硅矿物浮选的影响及作用机理144

6.4.1　六偏磷酸钠对铝硅矿物浮选性能的影响144

6.4.2　六偏磷酸钠对矿物ξ电位的影响147

6.4.3　六偏磷酸钠在矿物表面的化学作用148

6.4.4　六偏磷酸钠在一水硬铝石表面的选择性吸附150

6.4.5　六偏磷酸钠与铝硅矿物表面作用的差异及其浮选作用机理模型150

参考文献151

7.1.1　有机调整剂的作用机理152

第7章　铝土矿浮选有机调整剂152

7.1　有机浮选调整剂的结构-性能特点152

7.1.2　有机浮选调整剂的作用方式153

7.1.3　有机调整剂的结构特点153

7.2　一水硬铝石抑制剂的分子设计154

7.2.1　一水硬铝石晶体结构与态密度计算154

7.2.2　一水硬铝石抑制剂的设计思路156

7.3　一水硬铝石抑制剂的合成160

7.3.1　变性淀粉的合成160

7.3.2　苯氧乙酸的合成166

7.3.3　羧甲基聚乙烯醇的合成170

7.4.1　合成抑制剂对一水硬铝石的抑制172

7.4　一水硬铝石抑制剂的浮选性能172

7.4.2　有机抑制剂与一水硬铝石的作用机理174

7.5　变性淀粉在一水硬铝石表面吸附的分子动力学模拟178

7.5.1　淀粉在一水硬铝石表面的吸附热178

7.5.2　化学吸附分子动力学模拟179

7.5.3　变性淀粉对捕收剂吸附的罩盖183

7.6　一水硬铝石有机抑制剂的结构与性能184

7.6.1　变性淀粉结构-抑制作用活性的量化计算184

7.6.2　苯氧乙酸结构与抑制活性188

7.6.3　合成苯氧乙酸类化合物的特性指数与浮选性能189

7.7.2　改性高分子化合物对高岭石的活化190

7.7.1　铝硅酸盐矿物浮选活化的基本思路190

7.7　大分子调整剂对铝硅酸盐矿物浮选的活化190

7.7.3　改性高分子化合物对高岭石絮凝活化浮选作用机理192

7.7.4　改性高分子化合物在高岭石表面的吸附194

参考文献196

第8章　铝硅矿物浮选溶液化学198

8.1　铝硅矿物的溶解198

8.1.1　一水硬铝石的溶解与表面电性198

8.1.2 铝硅酸盐矿物的溶解与表面电性199

8.2　铝硅矿物浮选剂溶液平衡201

8.2.1　直链烷基胺捕收剂的链长与浮选行为201

8.2.2　合成胺溶液平衡与浮选活性组分205

8.2.3　阴离子捕收剂溶液平衡与浮选活性组分209

8.3　调整剂溶液平衡210

8.3.1　碳酸钠的溶液平衡pH值调整与活性组分210

8.3.2　磷酸盐的溶液平衡与抑制、分散活性组分211

8.4　捕收剂与铝硅矿物作用溶液化学213

8.4.1　一水硬铝石与脂肪酸盐作用溶液化学213

8.4.2　铝硅酸盐矿物活化浮选溶液化学214

8.5　捕收剂在矿物表面的吸附217

8.5.1　油酸钠在一水硬铝石表面的吸附217

8.5.2　胺类捕收剂在铝硅矿物表面的吸附218

8.6.1 阳离子捕收剂在铝硅酸盐矿物表面的吸附与pH值的关系225

8.6 阳离子捕收剂在铝硅酸盐矿物表面的吸附与疏水机制225

8.6.2　荧光探针法研究阳离子捕收剂溶液中矿物表面极性226

参考文献229

第9章　铝土矿的磨矿231

9.1　铝土矿石中矿物的嵌布特性与选择性磨矿231

9.2　铝土矿石及其粉碎产品的特性232

9.2.1　铝、硅矿物的特性232

9.2.2　铝土矿石粉碎产品的特性232

9.3　磨矿方式与铝土矿的选择性磨矿234

9.4　磨矿介质与铝土矿的选择性磨矿236

9.5　影响铝土矿磨矿选择性的其他因素239

参考文献242

10.1　一水硬铝石型铝土矿的可选性243

第10章　一水硬铝石型铝土矿浮选工艺与实践243

10.2　铝土矿浮选脱硅工艺的影响因素244

10.2.1　矿石性质244

10.2.2　粒度245

10.2.3　矿泥245

10.2.4　矿浆浓度246

10.2.5　药剂添加247

10.2.6　其他因素250

10.3　铝土矿正浮选脱硅工艺251

10.4　铝土矿反浮选脱硅工艺252

第11章　铝土矿浮选尾矿的物理化学特性256

11.1　尾矿的成分与物相组成256

11.2　尾矿的热分析257

11.3　一水硬铝石热分解动力学258

11.3.1　理论基础258

11.3.2　一水硬铝石的热分解反应260

11.3.3　Coats-Redfern积分法计算反应的动力学参数260

11.3.4　Kissinger法计算反应的动力学参数262

11.3.5　动力学参数分析263

11.4　尾矿的机械化学变化263

11.4.1　一水硬铝石细磨过程的机械化学变化264

11.4.2　伊利石细磨过程的机械化学变化266

11.4.3　机械化学变化的热力学和晶格键能269

11.5　尾矿热处理过程结构变化与应用特性270

参考文献272