我国具有丰富的白钨矿产资源,在全球的钨化工行业具有重要地位。目前,白钨矿的现存浮选工艺成本较高,对环境影响大。所以研究出高选择性的捕收剂以实现白钨矿的高效浮选是开发白钨资源的关键。此外,处理白钨矿选矿废水也是产业中不可忽视的重要环境问题,在多种选矿废水的处理方法中,吸附法操作简便,在多种废水处理方面有很大优势,研发高效吸附材料仍有很大提升的空间。本文使用Gemini表面活性剂对白钨矿选矿流程进行了分段处理,确定双子季铵盐在白钨矿的泡沫浮选中是否要比在分子中包含单个相似疏水基团的常规单体表面活性剂更有效,确定双子季铵盐在白钨矿的废水处理方面是否有一定的潜力。具体内容如下:1、根据文献报道的合成方法,制备了长碳链的双季铵盐型Gemini阳离子表面活性剂己烷-1,6-双十二烷基二甲基溴化铵（简称HDDA）,通过红外光谱以及核磁共振分析检测手段对合成产物进行了表征。将HDDA作为白钨矿的浮选捕收剂,HDDA对白钨矿及其脉石矿物方解石单矿物的浮选行为硏究表明,在p H6-11和0.5×10-4 mol/L捕收剂浓度下,HDDA在分离白钨矿和方解石的试验中具有优良的选择性,与Na OL相比,HDDA表现出优越的浮选性能。在纯矿物试验的良好实验结论下,以0.5×10-4 mol/L HDDA和油酸钠为捕收剂,在不同的p H值条件下,对人工混合矿物进行浮选分离。根据产率和回收率的数据,更能证明HDDA是一种对白钨矿和方解石具有优良选择性的捕收剂。2、以合成的HDDA为对象,以不同粒径的处理方式,选取了白钨矿以及方解石纯矿,通过一系列的表征和计算实验来探究其作用机理及吸附机制。接触角实验证明HDDA在选择性方面很有优势。HDDA在两种矿物表面的红外光谱研究表明,两者的吸附应属于物理吸附,是可逆的吸附,有峰值变化判断为静电吸附与氢键作用。Zeta电位实验进一步证明HDDA与两种矿物之间的作用以静电力为主。对HDDA二价阳离子、白钨矿团簇及HDDA-白钨矿团簇吸附模型进行了几何优化与能量计算,结果证明相比方解石HDDA对白钨矿有明显的亲和优势。HOMO–LUMO分析则明显显示出HDDA分子片段与白钨矿方解石团簇间不存在电子转移现象等化学作用,仅存在弱氢键等静电相互物理作用。HDDA分子局部正电势与方解石局部负电势之间的静电相互作用是二者吸附的动力来源,很好的解释了HDDA对白钨矿吸附性能更好的选择性。分子动力学模拟显示HDDA与方解石（104）晶面的吸附情况与白钨矿相似,均表现为头基N原子附近带电基团与晶面的静电相互作用导致。同时水化层模拟佐证了方解石（104）面与HDDA的相互作用要弱于白钨矿（101）WO4面,很好的揭示了HDDA在白钨矿和方解石的吸附机理,证明了HDDA的良好选择性。3、使用Gemini表面活性剂HDDA柱撑钠化后蒙脱石,并将其用于吸附选矿废水中的丁基黄药。由XRD、FTIR、TG/DTG、TEM、Zeta电位、SEM、润湿性标准手段分析总结,Gemini表面活性剂HDDA已被成功地插入蒙脱石层间或吸附在蒙脱石外表面。通过控制变量研究了改性剂用量、p H、初始浓度和反应时间对吸附的影响。效果实验表明加入改性剂确实可以提高对黄药的吸附效果,HDDA负载量为在1.0 CEC时材料对黄药的吸附性能有显著提高,吸附量可以达到原蒙脱石的5倍。由1.0 CEC Gemini改性之后的蒙脱石在吸附性能上明显优于钠基蒙脱石,经有机改性之后的GMMT对黄药的吸附达到平衡时,吸附容量可以达到29.96 mg/g。1.0 GMMT对黄药的吸附量在前25 min内都快速增加,归因于Gemini药剂的长碳链的疏水作用以及Gemini中的溴离子与黄药阴离子发生离子交换,这是有机改性提高吸附性能的根本原因。综上,Gemini改性蒙脱石是一种有潜力的处理选矿废水中黄药的吸附材料。