单羧基双羟肟酸设计合成及其对一水硬铝石和铝硅矿物捕收性能

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1、分类号⋯⋯⋯⋯⋯UDC工73683密级⋯一●●●●⋯⋯⋯●⋯●●编号⋯⋯●-●⋯●●●。⋯o⋯--牢I匆大·擎CENTRALSOUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题目．⋯：粒篡基爨羟肟酸照迭站金成臻甚牡二：鲞硬堡五狂焦硅矿物．的2捕蝗性熊学科、专业：⋯⋯⋯⋯⋯一有机化．学⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．研究生姓名：⋯⋯⋯⋯⋯⋯麽玲玲⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯导师姓名及专业技术职务⋯⋯⋯⋯⋯蒋圣仁⋯耋攮⋯⋯⋯⋯⋯⋯一、，’一’，．．7f。、．原创性声明IIIIrl／irrllIfIIl／rlfllrlflfflIIllrillY1720510本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取

2、得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我‘共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：垄"坠!鱼_--3塑≥日期：进年￡月丛日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全

3、文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。硕上毕业论文前言．i_‘．．．L一日IJ吾近年来，我国成功开发了选矿．拜耳法生产氧化铝工艺，该工艺与现有生产成本相对较低的混联法相比，建设投资节省16％左右，能耗降低50％左右，氧化铝制造成本降低8％左右，为合理利用我国特色的铝土矿资源开辟了一条新途径。从已研究报导的一水硬铝石型铝土矿浮选脱硅药剂的种类来看，在一水硬铝石捕收剂、一水硬铝石抑制剂和铝硅粘土矿捕收剂等方面都取得了不同程度的进展。从近期报导的一水硬铝石型铝土矿浮选脱硅新药剂的分子结构来分析，研究热点多集中在对一水硬铝石或铝硅粘土矿具有螯合作用的多官能团结构特征的有机化合物上，含

4、多官能团且具有浮选药剂结构特征的新化合物成为研究浮选脱硅新药剂的发展方向。但是，由于一水硬铝石型铝土矿浮选脱硅研究的历史不长，在浮选脱硅药剂方面仍存在许多需要迫切解决的问题或有诸多不足之处：一是对浮选药剂尤其是捕收剂研究大多集中在对常规药剂的选择或常规药剂的组合使用上，对新型结构的捕收剂的设计合成研究很少；二是与其他氧化矿的浮选药剂相比，一水硬铝石型铝土矿的浮选药剂品种还远不如其他氧化矿的浮选药剂丰富；三是已有的一水硬铝石型铝土矿浮选药剂的选择性不高，尚未发现一水硬铝石型铝土矿的高效分选药剂，如通过浮硅抑铝来预脱硅仍有较大难度，通过浮铝抑硅来预脱硅虽已产业化，但一水硬铝的回收率不高。

5、本论文课题来源于国家自然科学基金项目“新型羧基羟肟酸类化合物设计合成与分离铝硅性能”(编号：20876180)。本课题组曾尝试将羟肟酸基和羧基引入同一分子中，并合成出羧基羟肟酸类化合物COBA，对一水硬铝石与高岭石的浮选性能测试结果表明，其选择性优于分子结构中含羟基和羟肟基的水杨羟肟酸，同时对黑钨矿也有良好捕收作用。这一结果显示，具有羟肟酸基和羧基结构特征的分子具有作为浮选药剂的良好潜质。然而，对于该类结构特征的浮选药剂，目前尚未见文献有其他研究报导。因此，本论文旨在通过分子设计手段和化学合成途径，设计和合成具有捕收剂结构特征和对铝硅具有亲固选择性的羧基羟肟酸类有机化合物。通过浮选实

6、验研究，揭示其对一水硬铝石与铝硅粘土矿物的浮选分离性能和及对一水硬铝石型铝土矿的浮选脱硅性能，并通过现代测试技术对其作用机理的研究，进一步揭示羧基羟肟酸化合物与铝硅矿物的作用本质。开展本项目研究，对推动铝硅选择性浮选药剂的开发、铝土矿浮选脱硅技术的发展和我国特有资源的合理综合利用将具有重要的理论意义和应用价值。硕士毕业论文摘要摘要综合使用量子化学计算方法、动电位、吸附量测定和红外光谱表征等手段，结合单矿物、人工混合矿浮选，研究了铝土矿浮选脱硅螯合捕收剂HCDA。基于捕收剂为异极性分子的结构特征要求，构建含羟肟酸基和羧基的异极性分子结构模型，最后确定HCDA捕收剂，其分子结构为：非极性

7、基为拥有8个碳链长的直链，极性基为两个羟肟基和一个羧酸基。接着进行该结构捕收剂分子的性能预测，并与本课题组之前研发的捕收剂COBA分子做作对比。量子化学计算结果——分析分子前线轨道能量、电荷分布、键合原子距离、分子中的离域状况以及分子的HOMO、LUMO分布图等各项指数都显示HCDA将是一个性能卓越的捕收剂，捕收性能将比COBA强；性能判据结果——比较捕收剂的溶度积、CMC、HLB以及基团电负性等各项捕收剂性能指数，得到的结果显示HCDA在捕收性和选择性上