钛是一种重要的关键金属,在航空航天等高端领域中有着不可或缺的地位。钛主要来源于自然界中的钛铁矿,我国钛铁矿资源丰富,但随着矿山进入中深部开采,钛铁矿矿石向“贫、细、杂”的特点发展,且钛铁矿与脉石矿物镁橄榄石的表面性质相似,致使钛铁矿的资源综合利用率较低。浮选是实现钛铁矿资源化、规模化利用的有效途径,强化捕收剂性能是实现钛铁矿高效浮选分离的关键。基于羟肟酸捕收剂对金属离子较强的螯合能力,本文通过在羟肟基官能团上引入链状疏水基团,合成兼具捕收性与选择性的链状羟肟酸捕收剂,考查了其对钛铁矿浮选性能的影响,探究了链状羟肟酸捕收剂与钛铁矿的作用机理。主要研究结果如下:（1）优化了羟肟酸合成工艺及合成条件,以甲醇为溶剂,固定酯:盐酸羟胺:碱的摩尔比为1:1.1:2.2,50℃恒温水浴反应5 h时,首次制备了油酸羟肟酸钠（NaOLH）和反式-2-壬烯羟肟酸钠（NaTNA）两种链状羟肟酸,羟肟率分别为93%和91%。通过质谱分析、傅里叶红外光谱分析、核磁共振氢谱分析,验证了合成产物的分子量及结构特征。（2）考查了链状羟肟酸捕收剂及油酸钠（NaOL）对钛铁矿和镁橄榄石浮选性能的影响,当pH为5.0、捕收剂用量100 mg/L时,三种捕收剂对钛铁矿单矿物的回收能力为:NaTNA＞NaOL＞NaOLH;对镁橄榄石单矿物的回收能力为:NaOL＞NaOLH＞NaTNA;三种捕收剂的选择性系数为:NaTNA＞NaOLH＞NaOL;当捕收剂用量为200～1000 g/t时,对攀枝花某细粒钛铁矿实际矿石的浮选效果为:NaTNA＞NaOLH＞NaOL。钛铁矿浮选试验表明,链状羟肟酸在精矿品位及回收率两方面均优于NaOL,其中NaTNA的选择性强于NaOLH。（3）验证了链状羟肟酸捕收剂的作用机理,从界面尺度研究了捕收剂在矿物表面的吸附行为。Zeta电位测试、傅里叶红外光谱分析和X射线光电子能谱分析表明,NaTNA及NaOLH在钛铁矿表面发生化学吸附,NaOLH在镁橄榄石表面发生化学吸附及静电吸附,NaTNA在镁橄榄石表面仅发生物理吸附;分子动力学模拟表明,Ti为矿物表面的优先吸附位点,捕收剂在矿物表面的吸附形态决定了吸附能大小,羟肟酸能与Ti位点的氧空穴嵌合,产生特异性吸附,形成特定的空间匹配结构;通过耗散型石英晶体微天平分析捕收剂的吸附层结构,构建了捕收剂吸附模型。结果表明,NaOL在钛铁矿与镁橄榄石表面形成了厚实的吸附层结构。NaTNA及NaOLH在钛铁矿表面形成了较薄但质密的吸附层结构,在镁橄榄石表面形成了松散的吸附层结构。本论文合成了链状羟肟酸NaTNA及NaOLH,并成功应用于钛铁矿浮选分离,为钛铁矿高效浮选提供了理论支撑,具有较高的工业应用价值,符合国家“十四五”规划纲要中提出的“深入实施可持续发展战略,全面提高资源利用效率”的国家重大战略需求。