α-溴月桂酸作为新型捕收剂在赤铁矿与含铁硅酸盐矿物浮选分离中的表面作用机制研究

针对白云鄂博铁矿中赤铁矿与含铁硅酸盐矿物（角闪石、霓石）浮选分离选择性差的难题，研究人员开发了新型捕收剂α-溴月桂酸（α-BLA），通过微浮选实验、表面电位分析、FTIR/XPS表征等技术，揭示了其通过铁位点选择性吸附的界面调控机制。在pH=11、α-BLA=57.2 mg/L、CaCl2 =25.75 mg/L条件下，铁精矿品位达63.08%，SiO2 含量降至5.40%，为复杂铁矿资源高效利用提供了新策略。

　　

白云鄂博铁矿作为全球最大的铁-稀土-铌多金属共生矿床，其氧化矿中赤铁矿与含铁硅酸盐矿物（如角闪石、霓石）因表面铁活性位点相似，传统捕收剂难以实现高效分离，导致铁精矿杂质含量高，严重影响冶炼效率。现有阴离子捕收剂如油酸存在溶解度低、需加热活化等问题，而阳离子捕收剂则因吸附可逆性限制其选择性。如何开发兼具高选择性与环境适应性的新型捕收剂，成为铁矿资源绿色利用的关键瓶颈。

针对这一挑战，来自中国的研究团队在《Applied Surface Science》发表研究，系统评估了α-溴月桂酸（α-BLA）作为新型捕收剂的性能与作用机制。研究采用单矿物与人工混合矿微浮选实验量化分离效率，结合接触角、Zeta电位分析表面性质变化，并运用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）解析吸附机理，最后通过气泡-颗粒相互作用能计算阐明界面调控规律。

材料与试剂
研究选用白云鄂博矿区高纯度赤铁矿、角闪石和霓石样本（38-74 μm），经弱磁-强磁-摇床联合提纯，XRD验证纯度达标。α-BLA通过月桂酸α位溴化合成，其强吸电子效应提升羧基活性。

单矿物浮选实验
无抑制剂条件下，α-BLA对三种矿物均显示强捕收能力（赤铁矿回收率89.15%，角闪石92.37%，霓石90.12%），但选择性有限。添加淀粉抑制剂后，赤铁矿回收率骤降至20%以下，而含铁硅酸盐矿物仍保持80%以上，证实淀粉可选择性抑制赤铁矿。

人工混合矿浮选
优化条件（pH=11，α-BLA=57.2 mg/L，CaCl₂
=25.75 mg/L）下，铁品位提升至63.08%，SiO₂
含量降至5.40%，铁回收率77.64%。钙离子通过“离子桥”机制强化α-BLA吸附，而淀粉与矿物表面铁位点结合形成亲水层，选择性抑制赤铁矿。

表面作用机制
Zeta电位显示α-BLA吸附使含铁硅酸盐矿物表面负电性增强，而淀粉处理后的赤电位变化微弱。FTIR证实α-BLA的—COO^?
与矿物表面Fe³⁺
形成化学键，XPS进一步揭示Br元素通过空间位阻提升吸附层稳定性。气泡-矿物界面分析表明，疏水吸引与静电排斥的平衡是分离效率的关键。

结论与意义
该研究首次提出α-BLA作为赤铁矿反浮选的高效捕收剂，其溴原子修饰的分子结构通过电子效应与空间位阻协同作用，实现含铁硅酸盐矿物的选择性捕收。淀粉抑制剂与α-BLA的竞争吸附机制为复杂铁矿浮选界面调控提供了新思路，推动多金属共生资源低碳分离技术的发展。研究成果对实现白云鄂博铁矿高值化利用具有重要工业指导价值。