【精品】捕收剂作用机理研究

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1、捕收剂作用机理研究前面研究表明，不同极性基、菲极性基结构捕收剂的捕收能力，浮选钛铁矿的行为特点存在显著的差异；捕收剂的组合使用可以显著提岛浮选回收率，降低药耗。本章将通过捕收剂性能的理论计算，矿物表面性质的研究，浮选体系的理论计算等研究捕收剂的结构和性能的关系，从木质上揭示捕收剂及捕收剂的组合使用与矿物的作用机理，为钛铁矿的浮选研究、药剂开发等提供理论参考。4.1捕收剂性能的理论计算根据药剂分子设计的原理，捕收剂的结构和性能存在着对应关系，药剂的结构决定了药剂的性能，通过药剂结构的理论计算可推断出基本的用途和浮选行为特点a4.1.1捕收剂反应活性

2、的量化计算釆用呈子化学方法对捕收剂分子及离子进行计算，计外使用Gaussian03软件包，采用密度泛函理论方法计算，得到捕收剂分子的前线轨道能虽Ehomo（最高占据轨道能量）和ELumo（最低空轨道能量）以及电荷分布，用前线轨道能fi^（AE・Ewmo・Ehomo）表示捕收剂的化学反应活性，AE小的意味着具有较低的稳定性，在化学反应中有较髙的反应活性，用电荷分布分析其静电反应活性。4.1.1.1捕收剂非极性基的结构和反应活性（1）捕收剂泾基长度对静电反应活性、化学反应活性的當响选用不同碳原子的饱和脂肪酸.计算蔑静电反应活性、化学反应活性。脂肪酸R

3、-COOH,与C双键相连的氧原子记为0

4、,单键相连的疑基氧麻子记为0卜见图4・1。图裁酸类捕收刑分子爲构示意图Figure4-1Schematicdiagramofcarboxylicacidcollectors农4-1列出了不同碳原子饱和脂肪酸分子及离子氧原子电荷（氢原子电荷并入相邻氐子)及其轨道能量。可以看出，随着非极性基链长増加到4个碳原f以后，竣基氧原子电荷基本保持不变，而用作捕收剂的较酸类物质，其碳原子数一般都在8〜18之间，因此，捕收剂•屋基长短对捕收剂的静电反应活性没有显著影响；同样的，从前线轨道能量差也可以看出，捕收剂炷基长短对捕

5、收剂的化学反应活性也没有显著影响。表4-1不同怪基长度竣陵氧原于浄电荷及轨道能童Table4・lOxygenatomnetchargeandorbitenergyofdillcrcntlengthalkylcarboxylicacid捕收剂礦原子数分子电荷离子电荷分子轨道能fi/a.u离子轨道能M/a.uOiOn0

6、OnHOMOLUMOAEHOMOLUMOAE1■0.495-0.053-0.645-0.645-0.2820.0050.287•0.1930.0890.2822-0.535-0.091-0.689•0.689-0.2720.0080.

7、28-0.1780.0870.2653-0.536-0.112•0.692-0.693-0.2710.0110.282-0.1780.0870.26540539・0.115-0.694-0.694-0.2710.0110.282-0.180.0860.2665■0.539-0.116-0.695-0,695-0.2710.0120.283-0.180.0860.2666•0.54-0.116-0.695-0.695-0.2710.0120.283-0.180.0870.2678-0.54-0.116-0.695-0.695-0.2710.0120

8、.283-0.180.0870.26710-0.54-0.116-0.695-0.695-0.270.0120.282-0.180.0870.26712-0.54-0.116-0.695•0.695-0.270.0120.282-0.180,0870.26714-0.54-0.116-0.695-0.695-0.270.0120.282-0.180.0870.26716-0.54-0.116-0.695-0.695-0.270.0120.282-0.180.0870.26718•0.54-0.116-0.695-0.695-0.270.0120.

9、282-0.1780.0880.266(2)捕收剂坯基不饱和度对静电反应活性、化学反应活性的形响选用18个碳原子只•有不同不饱和度的脂肪酸进彳亍计算，结构示意图见图4・2。表4-2列出了不同饱和度十八碳脂肪酸分子及离子氧原子电荷及其轨道能虽。町以看出随着捕收剂不饱和度的增加，其氣原子电荷基本不变，对捕收剂静电反应活性没有显著影响，轨道能量差略冇减小，化学反应活性略有增强，但其彫响也不太显著。汕Itt#油峨亚漲酸田4・2不饱和度不同的5竣酸分子结构示意图Figure4-2Schematicdiagramofdifferentunsaturatedd

10、egreeC

11、gcarboxylicacidcollectors衷4-2不同袍和度脂肪酸氧原子净电荷只轨道能童Table4-2Oxyge