微细粒钛铁矿浮选回收问题是当前钛铁矿选矿面临的重大难题,在浮选回收细粒钛铁矿过程中,浮选药剂是关键因素之一,目前还未找到对微细粒钛铁矿捕收能力强的特效药剂。论文通过单矿物浮选实验、动电位测试、红外光谱分析、接触角测定、溶液化学计算及捕收剂分子结构计算等,研究了捕收剂的结构与性能的关系以及捕收剂浮选钛铁矿的作用机理,以期对钛铁矿浮选新药剂的开发、药剂的组合使用、浮选过程的优化调控提供参考。主要研究内容和结果如下:单矿物浮选及理论计算表明:捕收剂的结构决定其性能。捕收剂烃基长度决定其疏水性,随着烃基长度的增加增大了其疏水性,对钛铁矿的捕收能力增强。对钛铁矿捕收能力硬脂酸＞软脂酸＞豆蔻酸＞月桂酸。捕收剂烃基不饱和度影响其溶解特性,随着不饱和度的增加,易于在溶液中溶解和分散,与矿物的作用能力增强。对钛铁矿捕收能力亚油酸＞油酸＞硬脂酸。捕收剂极性基的结构决定其反应活性,捕收剂分子的化学反应活性顺序为烷基羧酸＞烷基羟肟酸＞烷基胂酸＞烷基膦酸＞烷基磺酸＞烷基硫酸,捕收剂离子化学反应活性顺序为烷基羟肟酸＞烷基胂酸＞烷基膦酸＞烷基羧酸＞烷基磺酸＞烷基硫酸。捕收剂分子的几何大小决定其选择性,对于直链烷基捕收剂选择性,羟肟酸＞胂酸基＞膦酸基＞硫酸基≈磺酸基＞羧酸基;支链增加增加选择性,苯甲羟肟酸＞烷基羟肟酸,苄基胂酸＞烷基胂酸,苯乙烯膦酸＞烷基膦酸;双键的增加降低选择性,硬脂酸＞油酸＞亚油酸＞亚麻酸。捕收剂组合使用表明:油酸钠与苯甲羟肟酸、苄基胂酸、苯乙烯膦酸组合使用,捕收剂与非极性油组合使用,存在较好的协同效应。它们之间存在效能互补、共吸附、结合体吸附等协同作用。矿物表面性质研究表明:捕收剂的组合使用以及非极性油的加入增大了其与钛铁矿作用的表面接触角,提高了捕收能力。油酸钠可在钛铁矿表面发生了较强的化学吸附,苯甲羟肟酸可化学吸附于钛铁矿表面,并可与金属离子配合生成环状螯合物。溶液化学计算表明:在油酸钠和苯甲羟肟酸浮选钛铁矿时,捕收剂主要以离子-分子缔合物、离子-分子共吸附的形式吸附于钛铁矿表面,该结构的组分是捕收剂与矿物作用的主要组分。