捕收剂与铝硅矿物的相互作用对铝土矿浮选效率具有至关重要的影响。虽然铝土矿浮选的新型捕收剂常见报道,但工业应用仍以脂肪酸系列捕收剂为主。工业油酸主要由油酸和亚油酸等不饱和脂肪酸混合而成,由于亚油酸含量不同,产生碘值和冻点不同的工业油酸,结果导致不同的浮选行为。目前关于不饱和脂肪酸类捕收剂在典型铝硅矿物表面的吸附行为已进行了广泛研究,但不同介质中此类捕收剂在铝硅矿物表面的微观吸附机理、微纳力学作用机制以及润湿铺展机制尚未得到完全理解。鉴于此,本课题选择油酸和亚油酸为捕收剂,通过研究空气和水两种介质中油酸和亚油酸与铝硅矿物的相互作用行为,揭示不饱和脂肪酸在铝硅矿物表面的微观吸附机理、不饱和脂肪酸液滴与铝硅矿物相互作用的力学机制及其在铝硅矿物表面的铺展动力学规律,以期为铝硅矿物的高效浮选分离以及与润湿铺展现象相关的实际应用提供理论指导。论文以一水硬铝石和高岭石为研究对象,基于量子化学计算研究了一水硬铝石和高岭石的晶体化学特征与表面性质,并从原子/分子尺度研究了不饱和脂肪酸在两种铝硅矿物主要解理面的微观吸附行为;利用油滴与矿物相互作用行为观测系统研究了不饱和脂肪酸液滴与铝硅矿物基板相互作用immune imbalance的力学行为,并探讨了作用速度、作用距离和表面润湿性对相互作用力的影响;利用油滴铺展行为观测系统研究了不饱和脂肪酸液滴在铝硅矿物基板表面的宏观润湿行为,基于考虑液滴体相粘性耗散、三相接触线附近固-液摩擦耗散和周围流体引发的能量耗散构建了用于描述不同介质环境中油滴铺展行为的动态润湿理论模型,并对铺展动力学行为进行了分析;采用人工混合矿浮选试验验证了单矿物浮选结论。研究了一水硬铝石和高岭石的晶体化学特征与表面性质。一水硬铝石断裂面主要由A1―O或A1―OH断裂键组成,而高岭石由于层状结构以及相邻单元层间仅通过较弱的氢键联结,外力作用下,极易沿层面解离。以断裂键密度和表面能为解理面生成概率的判定依据,两种铝硅矿物主要解理面暴露的难易程度次序为:一水硬铝石(010)面<(001)面<(100)面,高岭石(001)面<(110)面<(010)面。一水硬铝石和高岭石的解理面均存在Al~(3+),可作为捕收剂的吸附位点,但一水硬铝石主要解理面的Al~(3+)分布密度和Al―O断裂键占比均显著高于高岭石。研究了不饱和脂肪酸在铝硅矿物表面的微观吸附机理。油酸和亚油酸主要以分子形式通Ceralasertib使用方法过极性基团与一水硬铝石(010)面和(001)面形成氢键而发生特性吸附,同时以阴离子形式与(010)面和(001)面暴露的Al~(3+)形成脂肪酸盐而发生化学吸附。它们主要以分子形式通过极性基团与高岭石(001)面和(001)面形成强氢键而发生特性吸附。与高岭石相比,油酸和亚油酸在一水硬铝石表面的吸附除了特性吸附外,还存在更强的化学吸附,因此,两种捕收剂在一水硬铝石表面的吸附强度高于高岭石。研究了不同介质环境中不饱和脂肪酸液滴与铝硅矿物基板相互作用的力学机制。根据油滴与矿物基板相互作用过程中油滴-矿物相互作用力随相对距离的演化特征以及特定时刻油滴Dolutegravir小鼠的形态从润湿力、最大粘附力和脱附力角度分析了作用速度、作用距离和表面润湿性对相互作用力的影响。润湿力取决于液体性质、液滴尺寸和矿物表面润湿性,而最大粘附力和脱附力主要由液滴性质、表面润湿性和三相接触线长度决定。相同作用距离条件下,随着作用速度的增加,润湿力、最大粘附力和脱附力并未发生明显变化,表明作用速度对相互作用力的影响很小。相同作用速度条件下,增加作用距离,润湿力保持恒定,而最大粘附力和脱附力显著增大,表明作用距离对相互作用力的影响较大。另外,空气中油酸/亚油酸液滴-一水硬铝石相互作用力大于油酸/亚油酸液滴-高岭石相互作用力,表明矿物表面润湿性是决定相互作用力的主导因素。相比之下,水相中油酸/亚油酸液滴-一水硬铝石相互作用力小于油酸/亚油酸液滴-高岭石相互作用力,表明矿物表面水化层的存在对油滴-矿物相互作用力具有重要影响。研究了不同介质环境中不饱和脂肪酸液滴在铝硅矿物基板表面的铺展动力学行为。空气中油滴在矿物表面的整个铺展过程可分为三个阶段:惯性力主导的早期线性快速铺展阶段、粘性力主导的中期指数式缓慢铺展阶段和多种作用力共同作用的末期平衡铺展阶段,而水相中油滴在矿物表面的铺展仅包含惯性力主导的早期快速铺展阶段和多种作用力共同作用的后期缓慢铺展阶段。根据基于考虑液滴体相粘性耗散、三相接触线附近固-液摩擦耗散和周围流体引发的能量耗散所构建的用于描述不同介质中油滴铺展行为的动态润湿理论模型,两种介质中油滴铺展动力学的差异主要在于体系能量耗散模式的不同,油-水-固体系的能量耗散不但包括油滴体相的粘性耗散和接触线附近的固-油摩擦耗散,还包括周围流体(水)所引发的能量耗散,而油-气-固体系的能量耗散仅包括前者。另外,无论在空气还是水介质中,油酸/亚油酸液滴-一水硬铝石体系的准平衡接触角均小于油酸/亚油酸液滴-高岭石体系的准平衡接触角,意味着油酸/亚油酸对一水硬铝石的润湿程度高于其对高岭石的润湿程度。开展了不饱和脂肪酸浮选铝硅矿物的试验研究。单种捕收剂(油酸和亚油酸)作用下,一水硬铝石的浮选回收率显著高于高岭石的。而且,与亚油酸相比,油酸对铝硅矿物的捕收能力更强。混合捕收剂作用下,随着亚油酸与油酸比值的增加一水硬铝石和高岭石浮选回收率的差值逐渐增大,同时,随着亚油酸含量的增加人工混合矿的浮选效果变好,证实了亚油酸的存在对工业油酸的选择性具有增强作用。论文共包括98个图,37个表格,207篇参考文献。