孙伟[1]2001年在《高碱石灰介质中电位调控浮选技术原理与应用》文中指出铅锌硫硫化矿的分离一直是选矿界研究的热点，其难点在于这些矿物性质相似，可浮性相近，矿物彼此间相互活化和相互影响的现象比较严重，高碱电位调控技术的出现成功地解决了这个难题。本研究利用腐蚀电化学研究方法、旋转圆盘电极、机械电化学研究方法以及表面检测技术对高碱环境中矿物与矿物、矿物与药剂、矿物与磨矿介质之间的各种作用以及机械力对这些作用的影响进行了研究，并利用分子力场理论、量子化学理论和半导体能带理论对这些作用和影响进行了计算与分析，以揭示高碱电位调控浮选的微观机理，为寻找更加高效的电化学浮选方法提供依据。研究的主要内容如下： 利用单矿物电位调控浮选和循环伏安扫描方法研究了浮选与电位的关系，考察了每种矿物的浮选电位范围(电极电位)，并绘出了方铅矿、黄铁矿和闪锌矿在不同环境中的Eh-pH-C图，研究了影响电极电位的各种因素，并对这些因素进行了分类，发现影响矿物电极电位的因素可以分为两类，一类因素既影响矿物表面电极电位，又影响矿物的可浮电位区间，这类因素主要包括：浓度、pH值等。另一类因素，只影响矿物的表面电极电位，而不影响矿物的可浮电位区间，这类因素主要有：pH介质、磨矿介质、加药方式、搅拌等。高钙高碱电位调控技术正是根据以上原理而开发的硫化矿分离技术，单矿物试验、混合矿试验证明高钙高碱电位调控技术是可行的。 针对常规体系，采用旋转圆盘电极技术研究了硫化矿表面氧化还原反应的反应电子数和反应机制，并研究了影响表面反应机制的各类因素，指出表面活性对反应类型和反应机制的影响至关重要。 利用腐蚀电化学技术研究了高碱环境中矿物、介质、药剂间的各种作用，通过不同电极电位下电化学阻抗谱的变化研究了硫化矿表面反应的变化，通过腐蚀电位腐蚀电流的对比，并运用缓蚀效率表征了矿物与各类药剂之间的作用力，研究指出高碱体系对于叁种硫化矿的腐蚀行为的影响是不同的，叁种硫化矿受影响的顺序为黄铁矿)闪锌矿)方铅矿，关于捕收剂的研究表明，对于黄药和乙硫氮两种捕收剂来说，黄药对叁种硫化矿都表现出了相当的作用能力，表现为极化电阻增大，显着的缓蚀效率，而乙硫氮只对方铅矿表现出较强的作用能力。 为了考察石灰对硫化矿浮选行为的影响，运用分子力场方法对钙系化合物在铅锌硫化矿表面选择性吸附进行了动力学，结果表明：OH~-和CaOH~+两种离子在黄铁矿表面的吸附能力最强，因此无论是NaOH体系，还是石灰体系，黄铁矿都会受到抑制。在闪锌矿表面，CaOH~+的吸附要强于OH~-，方铅矿对于两种离子最不敏感，吸附量最小，吸附能最正。 运用机械电化学技术，研究了磨矿介质类型、机械力的大小对矿物电极电位和表面反应电流的影响，并考察了矿物与矿物之间、矿物与介质之间存在的腐蚀电偶作用，发现这些作用会对硫化矿表面的氧化还原反应机制产生影响，进而影响到矿物表面的疏水和亲水性。硫化矿在不同机械力下的表面形貌的研究进一步证明了上述结论。 依据半导体能带理论和密度函数理论以及分子轨道理论，探讨了不同类型硫化矿表面与捕收剂作用的微观机理，结果表明不同的硫化矿具有不同的表面结构，即使是同一种硫化矿，在不同环境下，表面电子结构也会发生变化，这种变化是导致不同表面反应的根本原因。 在理论研究的基础上，进行了硫化矿电位调控浮选的应用研究，电位调控浮选在广东凡口铅锌矿的成功应用表明高碱电位调控浮选具有较大的优越性，指标好，药耗低，该工艺2000年获得国家科技进步一等奖，并在全国逐渐推广。
黄红军[2]2011年在《低活性难选硫铁矿高效活化应用基础研究》文中研究指明硫酸是基本化学工业中重要产品之一,广泛应用于其它国民经济部门。而生产硫酸的主要原料有：硫铁矿、硫磺和冶炼烟气。随着国民经济的发展,市场对硫酸的需求日益增大。提高硫铁矿资源的综合回收率,增加硫酸原料来源量,对我国经济发展具有重要作用。本论文将围绕解决硫铁矿物高效回收清洁技术难题,以两种硫铁矿物黄铁矿、磁黄铁矿为研究对象,针对其浮选过程中抑制以及活化行为的变化规律,开展低活性难选硫铁矿高效活化应用基础研究。通过纯矿物浮选试验,考察了不同体系不同矿浆电位下黄铁矿、磁黄铁矿浮选行为,结果表明：丁基黄药是一种硫铁矿的高效捕收剂。当溶液为强碱性时(pH>10),黄铁矿与磁黄铁矿的浮选才受到明显的抑制,在pH=12时,抑制效果最为显着。石灰的加入能有效抑制硫铁矿的浮选,尤其在溶液pH为7-10时,相同pH值条件下,石灰对硫铁矿的抑制效果要强于氢氧化钠,而在强碱性(pH>10)环境中,石灰较高用量的条件下,随石灰用量的增加,黄铁矿和磁黄铁矿矿浆电位显着降低,其可浮性变差。采用无机酸类、无机盐、有机酸等活化剂均能提高硫铁矿浮选矿浆电位,能改善高碱石灰体系下硫铁矿的可浮性,单一活化剂对硫铁矿活化浮选能力的大小顺序为：草酸>硫酸>硫酸铜>硫酸亚铁>碳酸氢铵。采用组合活化剂能强化对硫铁矿活化浮选的作用,组合活化剂对硫铁矿活化浮选作用的顺序为：草酸+硫酸亚铁>硫酸+硫酸铜>草酸+硫酸铜；草酸与硫酸亚铁配比使用对黄铁矿及磁黄铁矿的活化浮选作用比较明显。运用表面接触角测试,借助交流阻抗、循环伏安分析,对高碱石灰体系下硫铁矿表面润湿性变化及表面电子传递过程的变化进行研究,结果表明：随着溶液pH值的提高,黄铁矿和磁黄铁矿的表面接触角均呈下降的趋势,表面疏水性降低,浮选受到抑制,在高碱条件下尤为明显,且石灰对硫铁矿表面疏水性降低的效果优于氢氧化钠,说明石灰对硫铁矿抑制作用更佳；氢氧化钠与石灰的高碱体系均能有效的降低黄铁矿以及磁黄铁矿的表面氧化电位,导致硫铁矿矿物易于发生表面氧化反应,生成Fe(OH)3、S2O32-以及SO42-等亲水性物质。石灰高碱体系中,不仅能使硫铁矿易于发生表面氧化生成亲水性物质,而且能在硫铁矿矿物表面反应生成Ca(OH)2、CaSO4等亲水性钙膜,吸附在硫铁矿表面,导致其可浮性进一步降低。因此,石灰对硫铁矿表面疏水性降低的效果优于氢氧化钠,说明石灰对硫铁矿抑制作用更佳。采用表面接触角测试,借助交流阻抗、循环伏安分析,对活化剂体系下硫铁矿表面润湿性变化及表面作用过程机制进行研究,揭示了活化剂能使硫铁矿表面接触角增大,使其表面疏水性增大,可浮性提高。草酸对石灰抑制后硫铁矿表面接触角的提高更佳,且草酸与硫酸亚铁组合活化剂对硫铁矿活化效果要优于单一活化剂。以草酸为例,硫铁矿活化机理概括为：一是降低了溶液的pH值,提高硫铁矿表面自身氧化电位,使硫铁矿表面氧化反应难以进行,阻止亲水性产物的生成；二是能溶解吸附在硫铁矿表面的亲水性物质,大大降低溶液中Ca2+浓度,并与Fe、Ca形成稳定难溶盐或络合物,使吸附在硫铁矿表面的亲水物质脱附改善其可浮性。基于热力学计算分析,绘出了黄铁矿以及磁黄铁矿在水体系中的电位Eh-pH图,并借助XRD分析、XPS能谱分析和红外光谱检测技术,进一步研究硫铁矿抑制和活化过程表面作用反应变化,结果表明：黄铁矿与磁黄铁矿在酸性介质中,表面氧化生成疏水体的电位区间均较宽,矿浆电位的适当降低有利于其表面氧化产生疏水体,可浮性相对较好。而在高碱体系下(pH>10),黄铁矿与磁黄铁矿自身表面氧化产生亲水性产物所需电位较低,更容易优先氧化产生亲水表面,在相同pH值条件下,石灰体系中黄铁矿的氧化速率比氢氧化钠体系中更加迅速。石灰体系中黄铁矿表面发生电化学反应,生成Ca(OH)2、CaSO4、CaCO3等亲水性的钙膜,从而阻碍了黄铁矿表面氧化反应发生,使得黄铁矿受到抑制。加入草酸后Ca(2p), Ca(2s)和Fe33的特征峰消失。阻止黄铁矿表面氧化生成亲水性物质。同时,草酸与Ca(OH)2以及Fe(OH)3等阳离子氢氧化物形成可溶性络合物,使其从黄铁矿表面解吸,从而重新暴露出黄铁矿表面,活化其浮选。通过量子化学模拟计算,研究高碱石灰体系下黄铁矿抑制及活化过程的微观机理,结果表明：高碱石灰体系下,模拟黄铁矿(100)面分别与Ca2+以及Ca(OH)+的吸附,黄铁矿(100)优先与Ca(OH)3作用,从而形成亲水性钙膜,使黄铁矿抑制；从草酸根离子、OH-、Ca2+体系的分子动力学模拟可看出,草酸根离子与Ca2+间有较为强烈的络合作用。草酸根能络合溶液中游离的Ca2+,使溶液中Ca2+浓度减小,从而促进黄铁矿表面钙膜的溶解。同时,通过计算比较草酸根和OH-与Ca2+的结合能可看出,草酸根离子与Ca2+的作用更强,因此草酸根离子能络合黄铁矿表面钙膜,使钙膜分解从而活化黄铁矿。根据低活性硫铁矿高效活化机理和实际矿石试验研究,确定了组合使用草酸+硫酸亚铁作为硫铁矿活化剂和硫化矿电位调控浮选技术,成功开发出新型高效硫铁矿回收新工艺技术。并将新技术应用于冬瓜山铜矿选矿厂,工业试验及实际生产都获得了良好的指标,硫精矿回收率从20%左右提高到70%,铁精矿回收率从0%提高到回收率30%,使现场生产技术指标有了质的飞跃,仅其中选硫作业,年新增经济效益8775万元,并使得冬瓜山铜矿的资源综合利用率得到明显的提高。新型组合活化剂清洁选硫工艺还在黄沙坪铅锌矿进行了工业应用,也取得了较好的技术经济指标。论文研究的新技术产业化应用表明：低活性硫铁矿高效活化技术能够较好的应用于工业生产,促进了选硫工业的可持续健康发展。
陈勇[3]2011年在《黄铜矿—镍黄铁矿浮选电化学行为研究》文中研究说明随着国民经济的不断发展,有色金属和高品质的矿产原料的需求量不断增加,而矿产资源却日趋贫、细、杂,传统的选别作业难度增加。浮选电化学具有高效分选、低成本、少污染的浮选工艺特征,是未来硫化矿矿物加工发展的主要技术之一。我国大型的硫化贫铜镍矿石性质复杂,可选性较差,利用传统选矿工艺进行此类贫矿开发在技术和经济上都具有很大难度,例如,金川占原矿大量的低品位矿石无法处理。因此,亟待开展对该类矿石进行浮选电化学的基础理论和电位调控浮选技术研究。本研究采用热力学、外控浮选电化学、以及电化学测试等多种研究手段,详细地研究了镍黄铁矿、黄铜矿浮选电化学行为以及镍黄铁矿表面作用机理。主要研究成果如下：1、改造后的浮选槽转速为1870r/min,铂网置于外控浮选槽的中部,外控电位极化时间由外加电位和初始溶液矿浆电位的差异大小确定；2、外控电位下无捕收剂浮选时,镍黄铁矿在酸性介质中的可浮电位区间为-700mV～100mV,在碱性介质中镍黄铁矿受到抑制,无可浮电位区间；外控电位下丁黄药体系中,镍黄铁矿在酸性介质中的可浮电位区间比碱性介质中的要大；在Z-200体系中,镍黄铁矿在酸性介质中,可浮电位区间为-400mV～0mV,碱性介质中,镍黄铁矿无可浮电位区间；3、外控电位下无捕收剂浮选时,黄铜矿在酸性介质中广泛的电位下均可浮；在碱性介质中,过高或过低的电位下,黄铜矿不可浮；外控电位下无论是丁黄药体系中还是Z-200的体系中,无论是酸性还是碱性介质,黄铜矿在广泛的电位区间可浮；4、外控电位下人工混合矿铜镍分离最佳的条件为：无捕收剂时,矿浆pH为10左右,分离外控电位为100mV左右；以Z-200为捕收剂时,矿浆pH为10左右,分离的外控电位为200mV左右,可得到含铜31.90%、含镍1.83%的铜精矿和含镍31.37%、含铜1.85%的镍精矿,铜、镍的回收率分别为94.60%和94.30%。铜镍分离效果较好。5、相同pH下,黄铜矿的矿浆电位比镍黄铁矿的要高；相同介质下磨矿,Z-200的矿浆电位比丁黄药的低；捕收剂在低pH值下的矿浆电位高于高pH值下的矿浆电位；6、镍黄铁矿经铁介质磨矿后的浮选回收率比瓷介质的低；而黄铜矿的回收率受磨矿介质的影响较小。镍黄铁矿在碱性矿浆中的浮选活性低于在酸性矿浆中的浮选活性；在酸性矿浆中和弱碱性矿浆中的黄铜矿的浮选活性相近；7、原生电位下黄铜矿与镍黄铁矿最佳的分离条件：碱性矿浆,捕收剂Z-200,瓷介质磨矿后进行铜镍分离,矿浆电位-20mV左右,可以得到含铜23.96%、含镍10.23%的铜精矿和含镍23.04%、含铜8.81%的镍精矿,铜、镍的回收率分别为73.12%和69.26%。铜镍分离不彻底。8、镍黄铁矿的热力学和电化学循环伏安曲线研究结果表明,无捕收剂时,镍黄铁矿在酸性条件下较窄的电位区间内可以发生元素硫的反应,可一定程度上实现自诱导浮选；在黄药类捕收剂条件下,镍黄铁矿表面可能生成了双黄药。
叶威[4]2012年在《云南某多金属硫化矿铜铅分离的试验研究》文中研究表明在铜铅浮选分离的生产实践中,一般使用的抑制剂为氰化物或者重铬酸钾,这些药剂不仅有毒,还会对环境造成不好的影响。因此,研究一般药剂对铜铅分离的影响以及抑制机理的探讨有重要意义。论文以黄铜矿和方铅矿的纯矿物为研究对象,通过浮选试验,考察了丁基黄药、乙硫氮、Z-200、DY-1在不同pH值条件下对两种纯矿物的浮选行为的影响,以及几种抑制剂单独使用和组合使用对方铅矿浮选行为的影响；采用动电位测试探讨了抑制剂在方铅矿表面作用的机理。单矿物浮选试验结果表明：在pH为2-12的范围内,丁基黄药、乙硫氮、Z-200、DY-1对两种纯矿物均有各自的捕收特点,四种药剂对黄铜矿捕收能力的大小顺序为：DY-1>Z-200>丁基黄药>乙硫氮；对方铅矿的捕收能力的大小顺序以：乙硫氮>丁基黄药>Z-200>DY-1。综合比较,选择DY-1作为抑铅浮铜时铜矿物的捕收剂。CMC和FeSO_4对方铅矿有较好的抑制作用；水玻璃对方铅矿有微弱的抑制作用；Na_2SO_3虽然不能抑制方铅矿,但能促进CMC和FeSO_4对方铅矿的抑制作用。动电位测试表明：方铅矿表面的动电位随着pH值的升高而降低。几种抑制剂的加入也会对方铅矿表面动电位造成影响。CMC基本没有改变方铅矿表面动电位,Na_2SO_3和FeSO_4可以大幅度降低方铅矿表面动电位,水玻璃略微提高了方铅矿表面动电位。分析表明,CMC在方铅矿表面主要以物理吸附为主,其吸附力主要为范德华力；Na_2SO_3因其还原性可以降低方铅矿表面动电位,但其不能在方铅矿表面吸附；水玻璃可以在部分方铅矿表面发生化学吸附；Fe2+不仅可以降低方铅矿表面的动电位,还能在方铅矿表面发生化学吸附,对方铅矿起到抑制作用。理论分析表明Na_2SO_3之所以可以促进CMC与Fe2+对方铅矿抑制作用,是因为Na_2SO可以降低方铅矿表面的电子能级,使得CMC和Fe2+更易于在方铅矿表面吸附。
刘之能[5]2009年在《黑药体系铅锌锑硫化矿的浮选电化学研究》文中研究说明含脆硫锑铅矿、铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿等矿物的铅锑锌硫化矿是我国大厂地区特有的的难分离、难处理的矿物资源,对其进行浮选电化学的基础理论和电位调控浮选技术研究,具有重要理论意义和现实意义。黑药类捕收剂由于其兼具捕收剂和起泡剂的特点,并且药剂用量少,因而已广泛应用于生产,然而国内外对铅锑锌硫化矿与其作用的基础研究较少。本论文以广西大厂含锡铅锑锌硫多金属硫化矿为研究对象,考察了脆硫锑铅矿、铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿在黑药体系下的电化学浮选行为,研究结果表明:丁铵黑药在酸性及中性条件下对硫化矿均有较好的捕收性能;苯胺黑药对脆硫锑铅矿有很好的选择性。在一定的pH、Eh和合理药剂制度条件下,可以将四种硫化矿分离。在不同的体系中,对四种硫化矿物进行了系统的电化学测试分析,推测矿物电极表面氧化反应历程和氧化产物类型,在不同的pH值条件和扫描电位下,表面氧化产物及捕收剂作用产物各不相同,推断其发生的反应历程与Eh—pH图的预测基本一致。丁铵黑药体系下,脆硫锑铅矿表面疏水物质为PbDTP_2,铁闪锌矿表面疏水物质为ZnDTP_2,而磁黄铁矿和黄铁矿表面可能生成双黑药。针对广西大厂的铅锑锌硫化矿(105号矿体)资源,采用黑药类捕收剂进行了浮选试验,取得了较好的试验指标。
黎全[6]2007年在《大厂100（105）号锡石多金属矿选矿关键技术研究及应用》文中研究表明广西大厂矿区所属100(105)号矿体是一个生成在生物礁灰岩内的锡石—硫化矿类型特富矿床。本文对锡石-铅锑锌多金属硫化矿的硫化矿物、锡石进行了浮选试验和理论研究。在此基础上,进行了硫化矿浮选、磁选和细粒锡石浮选流程结构的设计,实施了工业试验和现场流程改造。通过理论研究,开展大厂100(105)号矿选矿优化流程研究,总结了提高现场指标的多项关键技术。对100(105)号矿体特有的硫化矿物的浮选行为进行研究,在酸性条件下,脆硫锑铅矿、铁闪锌矿与磁黄铁矿、黄铁矿等四种矿物均有较好的可浮性,在强碱性介质中,矿物的可浮性都变差。少量的Cu~(2+)可强烈地活化铁闪锌矿;矿浆电位对四种矿物的浮选有明显的影响,不同硫化矿浮选有不同的电位区间。对于受Cu~(2+)活化和吸附有黄药的铁闪锌矿、磁黄铁矿和黄铁矿,采用高石灰用量、高pH矿浆和适当的电位环境,可有效地抑制磁黄铁矿、黄铁矿。应用浮选、磁选新工艺,进行大厂100(105)号特富矿铅(锑)锌硫化矿的分离研究。采用粗粒浮选工艺,将硫化矿脱除,然后采用重选回收锡石,硫化矿的浮选分离主要分为铅(锑)-锌硫浮选分离、锌硫浮选分离两大工艺。主要研究内容有:(1)矿浆pH值对锑铅浮选的影响;(2)焦亚硫酸钠、硫酸锌、CDP、对抑制锌硫的影响;(3)组合捕收剂对锑铅浮选的影响;(4)锌硫浮选分离。通过热力学计算,建立了几种硫化矿物在不同体系中的电位E—pH图,推测了各硫化矿物在水溶液体系中表面氧化产物类型,随着pH升高、电位Eh增加,其表面氧化产物由疏水性的元素S~0向亲水性的S_2O_3~(2-)、金属氢氧化物等转换。在不同的体系中,对导电性较好的硫化矿物进行了系统的电化学测试分析,推测矿物电极表面氧化反应历程和氧化产物类型,在不同的pH值条件和扫描电位下,表面氧化产物及捕收剂作用产物各不相同,可以推断其发生的反应历程与Eh-pH图的预测基本一致。结合现场生产工艺的不足,以药剂开发为主要手段,对100(105)号矿的微细粒锡石进行试验回收研究和理论探讨,重点研究了回收微细粒锡石的高效捕收剂-SR(一种烃基羟肟酸),借鉴凝聚浮选、分散、载体浮选等先进技术,开发合理的浮锡新工艺。根据大厂100(105)号矿石细粒锡石性质,采用新的组合药剂进行浮选,不脱出-10微米粒级的矿泥,使得细粒锡石选择性凝聚浮选。工业应用结果表明:应用新工艺和新药剂浮选锡石细泥,锡精矿品位达到11.43%,作业回收率达到88.72%,对原矿回收率达到4.05%,目前的工业应指标已经满足了市场的质量品级的要求。在理论上,用红外光谱、Zeta电位测定对SR在锡石上的作用进行了定性研究,查明SR在锡石表面作用机理。大厂100(105)号矿中有价主金属为锡锌铅锑银。本文在系统的理论和选矿小型试验、扩大试验基础上进行了选矿流程优化,其技术特点为:(1)采用预先筛分、阶段磨矿、新型的高频细筛和第二段磨矿用铸铁段代球等项技术减少锡石过粉碎,大幅度减少锡石泥化;(2)在流程前部用磁选(入选粒度为-1.43mm)选出产率约25%的磁性物,排除磁黄铁矿对浮选和摇床选别的干扰,并且提高选厂的处理能力;(3)采用、浮选流程强化脱硫,为重选回收锡石创造条件,并且选定入选粒度为-0.25mm兼顾硫化矿浮选和摇床收锡对粒度的要求;(4)采用国内外首创的高碱无氰从脆硫锑铅矿、铁闪锌矿、磁黄铁矿和黄铁矿的混合精矿中优先选铅锑精矿新工艺,铅硫分离作业回收率达到国际先进水平。现工艺流程基本解决的锡石与硫化矿和脉石的分离及硫化矿之间的分离的关键技术。指标为:原矿锡石品位1.96%,锌8.72%,铅3.74%,锑3.87%,银140g/t;精矿品位锡(粗砂)54.92%,锌45.12%,铅锑精矿含铅29.13%,含锑25.49%;锡锌铅锑银五种金属选矿综合回收率78.88%,其中锡回收率83.72%(主流程76.70%,尾矿再选7.02%)。伴生的铟富集于锌精矿中(铟品位0.094%),选矿废水全部回用,达到了国内外同类矿石选矿的先进水平。
余润兰[7]2004年在《铅锑铁锌硫化矿浮选电化学基础理论研究》文中研究表明矿产资源日趋贫、细、杂,选别作业难度增加,而随着国民经济的不断发展,对高品质的矿产原料及有色金属的需求量却不断增加。如何缓解这一矛盾,实现复杂矿产资源的综合利用,保证国民经济的可持续发展,已成为当代浮选科技的重大问题之一。正在研究和发展中的电位调控浮选新技术,具有选择性好、药剂耗量低,是本世纪矿物加工领域重要发展方向。 脆硫锑铅矿、铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿是大厂特有的难分离、难处理的复杂多金属硫化矿物资源,对其进行浮选电化学的基础理论和电位调控浮选技术研究,可发展复杂多金属硫化矿物浮选分离理论,形成复杂多金属硫化矿物浮选分离的创新技术,加强矿产资源的综合利用,降低成本,提高经济效益,具有重要理论意义和现实意义。因此,本项目得到了国家自然科学基金的重点资助(50234010)。 本研究作为该国家自然科学重点基金项目的一部分,采用热力学、电化学(Tafel、循环伏安、恒电位阶跃和交流阻抗法)以及光谱(紫外光谱、红外光谱)等多种研究手段,集中研究了浮选体系中脆硫锑铅矿、铁闪锌矿表面的电化学反应及氧化产物,研究这两种矿物与捕收剂、调整剂相互作用时的界面结构变化及电化学机理,阐明了使药剂选择性捕收或选择性抑制这些硫化矿物的电化学条件。这些浮选电化学基础理论研究较好地解释了铅锑锌铁复杂多金属硫化矿物实际的电位调控浮选行为,也为进一步发展和完善铅锑铁锌复杂多金属硫化矿物的电位调控浮选分离的创新工艺技术提供了理论指导。脆硫锑铅矿、铁闪锌矿的电化学及其与捕收剂相互作用的机理未见有报道,具有创新性。
陈建明[8]2004年在《车河选矿厂硫化矿铅锑锌硫无氰分离研究》文中研究表明本文对车河选矿厂处理锡石-铅锑锌多金属硫化矿的浮选分离进行了系统的研究。以大厂92号矿石中的脆硫锑铅矿、铁闪锌矿、磁黄铁矿为主要研究对象,研究它们在不同药剂条件下的浮选行为,基本查明了叁种矿物浮选行为:在酸性条件下,叁种矿物均有较好的可浮性;在强碱性介质中,叁种矿物的可浮性都变差。少量的Cu~(2+)可强烈地活化铁闪锌矿;矿浆电位对叁种矿物的浮选有明显的影响;新型抑制剂CSU-1可有效地抑制铁闪锌矿;采用高石灰用量、高pH矿浆和低电位环境,实现混合精矿中铁闪锌矿与磁黄铁矿的分离。 小型试验研究表明,首先在脱硫粗选作业只加入适量的Na_2CO_3、ZnSOO_4、和CSU-1至磨矿机,利用磨矿机的研磨和磨机中的低电位环境,使铁闪锌矿受到抑制,而最容易浮的脆硫锑铅矿和黄铁矿、磁黄铁矿等硫化矿物则依然具有可浮性;在磨机出来的矿浆中分别加入CSU-1进一步抑制易浮的铁闪锌矿,然后加入乙硫氮将脆硫锑铅矿和硫化铁矿快速浮净,加入石灰和CSU-1,浮选分离出高质量的铅锑精矿;接着添加石灰、CuSO_4、黄药及2~#油选别铁闪锌矿。 开发的无氰浮选新技术使车河选厂处理的大厂铅锑锌硫化矿采用无氰浮选,解决Pb-Sb硫化矿与硫化锌矿(铁闪锌矿)、硫铁矿(磁黄铁矿、黄铁矿)以及锌-硫之间的浮选分离问题;使铅锑精矿、锌精矿质量稳定,使产品质量达到冶炼入料要求。通过使用新的抑制剂CSU-1取代氰化物,减少环境污染,工业应用表明,新药剂与新工艺比原有工艺的选矿指标有较大的提高,取得了良好的经济效益。
张麟[9]2008年在《铜录山铜矿浮选基础研究与应用》文中研究说明铜录山铜矿是一种复杂的铜矿,含有硫化铜矿如黄铜矿和氧化铜矿如孔雀石。本研究通过浮选实验、吸附量测定、红外光谱分析、电化学测试、浮选溶液化学计算以及分子动力学模拟,考察了黄铜矿、孔雀石和黄铁矿在不同捕收剂和调整剂体系中的浮选行为及作用机理。浮选实验结果表明,用丁黄药、硫脲及双硫腙作捕收剂,在较宽pH范围内,即使在高pH条件下,用氢氧化钠和石灰作调整剂,黄铜矿均呈现好的可浮性。用丁黄药作捕收剂,在酸性和中性介质中,黄铁矿呈现一定的可浮性;在碱性介质中,可浮性急剧下降。用硫脲和双硫腙作捕收剂,黄铁矿的可浮性很差,这表明,硫脲和双硫腙的选择性比丁黄药好。铜离子存在时,用丁黄药、硫脲及双硫腙作捕收剂,黄铁矿的浮选受到活化,因此,在铜硫分离时,由于铜矿物溶解的铜离子的活化作用,使得黄铜矿和黄铁矿的浮选分离非常困难。但是,在高石灰用量条件下,铜离子对黄铁矿浮选的活化作用受到抑制。黄铜矿和黄铁矿的浮选行为还与矿浆电位有关。用丁黄药作捕收剂时,黄铜矿最佳浮选电位区间为-0.1～0.6 V,黄铁矿的最佳浮选电位范围为0.1～0.3V。丁黄药、硫脲和双硫腙在黄铜矿表面的吸附可以发生在较宽pH范围,此范围对应于黄铜矿浮选pH范围。随着捕收剂浓度的增加,吸附量及黄铜矿的浮选回收率都在增大。Zeta电位测定表明,捕收剂的加入均使黄铜矿和黄铁矿表面ζ-电位更负,表明黄药和硫脲在这两种矿物表面均发生了吸附。通过红外光谱分析发现,黄铜矿表面有硫脲和双硫腙的捕收剂盐存在,而丁黄药的吸附可能包含捕收剂盐和双黄药的吸附。对于黄铁矿来说,在较宽pH范围和实验浓度内,丁黄药、硫脲和双硫腙在黄铁矿表面的吸附量远远低于在黄铜矿表面的吸附量。红外光谱表明,黄药在黄铁矿表面发生物理吸附并生成了双黄药,硫脲和双硫腙在黄铁矿表面发生分子吸附。循环伏安曲线研究几种捕收剂与黄铜矿的作用结果表明,丁黄药和硫氮捕收剂与黄铜矿的作用主要是形成二硫化物,而硫脲与黄铜矿表面的作用主要形成捕收剂盐。腐蚀电化学研究表明,随着黄药浓度的增加,腐蚀电位和腐蚀电流的减小,黄铁矿电极的极化阻抗逐渐增大,这表明黄铁矿表面有氧化产物生成。不同黄药浓度下黄铁矿的EIS图谱表明,随着黄药浓度的增大,容抗弧半径增大,黄铁矿表面捕收剂薄膜逐渐变厚,传导电阻增大,减弱了黄铁矿的溶解。这表明黄药在黄铁矿表面的吸附经历几个步骤,如黄药离子的吸附,双黄药的生成以及双黄药薄膜的变厚,这些变化都与极化电位有关。在极化初期,电位为120mV时,黄药氧化逐步增强,捕收剂薄膜逐渐加厚,传递电阻增大,导致黄铁矿表面疏水,属于薄膜生长控制阶段。当极化电位增加到320mV以后,容抗弧半径显着减小,此时薄膜脱落,黄铁矿开始阳极溶解。这个区间为黄铁矿浮选电位区间。黄铁矿在不同浓度NaOH和石灰介质中的极化曲线和EIS图谱表明,随着体系中NaOH浓度的增高,体系的腐蚀电位逐步负移,腐蚀电流密度也逐步降低,容抗弧半径增大。这表明黄铁矿表面有氢氧化铁沉淀物生成,导致在高pH值条件下黄铁矿受到抑制。在石灰介质中,黄铁矿表面的电阻大约为11800Ω,远远高于黄铁矿在NaOH介质中的电阻(8500Ω),这意味着在石灰介质中黄铁矿发生强烈的氧化。氢氧化铁和硫酸钙沉淀物的生成使得黄铁矿表面亲水,抑制了黄铁矿表面其它电化学反应的发生。这意味着石灰对黄铁矿的抑制作用大于NaOH。黄药存在时,黄铁矿腐蚀电流略有降低,黄药对黄铁矿的腐蚀有抑制作用。黄药在NaOH体系中还可以保持对黄铁矿一定的捕收能力,捕收剂作用前后电化学腐蚀参数几乎没有变化。石灰作调整剂时,不论加与不加捕收剂,黄铁矿电极的容抗弧半径变化不明显,这表明不论捕收剂存在与否,黄铁矿表面的氧化产物几乎相同,黄铁矿的腐蚀能力没有受到抑制,因此,在石灰体系中,捕收剂对黄铁矿的捕收能力明显降低。对于黄铜矿,无论用NaOH还是石灰作调整剂,丁黄药在其表面均可发生氧化生成疏水产物,黄铜矿仍具有较高可浮性。分子动力学模拟计算表明,丁黄药的最高占据轨道(HOMO)主要是C-S-S基团,这表明功能基团C-S-S强烈影响分子的氧化还原电位。黄药的HOMO为-3.4eV。黄铁矿的导带低,为-3.5eV。与黄铁矿作用后,黄药的硫原子电子云密度降低,电子将由黄药向黄铁矿表面转移,黄药分子失去一个电子变成双黄药。黄铜矿与黄药作用过程中,则是由表面氧化的CU~(2+)与黄药反应生成捕收剂盐。孔雀石浮选实验结果表明,脂肪酸类捕收剂对孔雀石的捕收能力强于羟肟酸类捕收剂。不硫化时,用油酸钠作捕收剂,孔雀石的浮鸦厥章蚀锏?0%以上。当使用黄药类捕收剂时,孔雀石需要预先硫化,硫化时间及硫化钠的浓度对孔雀石浮选有影响。最佳硫化pH范围是7～9,这时溶液中HS~-占主导。当羟肟酸和黄药类捕收剂混合使用时,孔雀石的浮选回收率增大。红外光谱分析表明丁黄药、油酸钠和新型脂肪酸在孔雀石表面发生了吸附。铜录山铜矿矿石浮选试验表明,最佳药剂制度是石灰作pH调整剂,两种或叁种巯基类捕收剂混合使用,铜精矿的品位和回收率均有提高,混合捕收剂用于易选及难选氧化铜矿的浮选,均比单一捕收剂回收率高。
马英强[10]2013年在《基于晶体化学的硫化铁矿物浮选特性研究》文中进行了进一步梳理本论文以常见硫化铁矿物—黄铁矿、磁黄铁矿、砷黄铁矿、镍黄铁矿为研究对象,从矿物的晶体化学特征出发,系统研究了几种硫化铁矿物的表面特性和可浮性,不同地区硫化铁矿物的可浮性差异及浮选药剂对矿物可浮性的影响,并通过浮选溶液化学计算、动电位测量、XPS检测等方法,确定了硫化铁矿物晶体化学特征、表面特性与可浮性之间的相关关系。在丁基黄药浮选体系中系统研究了几种硫化铁矿物的自然可浮性和表面电性。研究表明：黄铁矿和砷黄铁矿的自然可浮性好于镍黄铁矿和磁黄铁矿,磁黄铁矿可浮性最差；四种硫化铁矿物表面零电点(PZC)从高到低依次是磁黄铁矿6.31,镍黄铁矿2.95,黄铁矿2.0和砷黄铁矿1.5。以丁基黄药为捕收剂,系统研究了金属阳离子、无机阴离子和有机调整剂对四种硫化铁矿物可浮性的影响。研究表明：钙离子和铁离子对四种硫化铁矿物均有一定的抑制作用。铜离子在酸性条件下对四种硫化铁矿物产生抑制作用,在碱性条件下产生活化作用。硫化钠和铬酸钾对黄铁矿和砷黄铁矿在不同的pH值条件下呈现出抑制或活化作用。碳酸钠、亚硫酸钠和硫代硫酸钠均对黄铁矿和砷黄铁矿产生抑制作用。几种无机阴离子调整剂均对磁黄铁矿和镍黄铁矿产生抑制作用。草酸对黄铁矿、磁黄铁矿和砷黄铁矿均产生活化作用,对镍黄铁矿产生抑制作用。针对取自不同地区的两种黄铁矿和磁黄铁矿,系统研究了在丁基黄药浮选体系中的可浮性差异。研究表明：两种黄铁矿和磁黄铁矿均存在自然可浮性差异,而且其可浮性受介质pH值影响变化规律类似。钙离子、铁离子对两种黄铁矿和磁黄铁矿均产生了抑制作用,但是作用强度随pH变化而不同。铜离子对两种黄铁矿和磁黄铁矿在酸性条件下均产生了抑制作用,在碱性条件下产生了活化作用。硫化钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠对两种黄铁矿和磁黄铁矿均产生了抑制作用。碳酸钠对取自湖南的黄铁矿和磁黄铁矿的作用随pH变化而不同,对于取自云南的黄铁矿和磁黄铁矿的作用较弱。铬酸钾对两种黄铁矿和磁黄铁矿的作用均随着pH的变化而不同。在不同pH条件下,草酸对两种黄铁矿和磁黄铁矿均有一定的活化作用。对硫化铁矿物晶体化学特征、表面特性与其可浮性相关关系的研究表明：硫化铁矿物晶体中由于存在晶格缺陷,从而对硫化铁矿物表面暴露原子的数量和状态产生影响。磁黄铁矿表面S相对浓度较高,而黄铁矿表面Fe相对浓度较高,使磁黄铁矿和黄铁矿矿物与黄药的作用产生差异；硫化铁矿物表面金属原子(如Fe、 As和Ni)相对浓度的大小与矿物的可浮性密切相关,即金属原子浓度越大,矿物的可浮性越好；硫化铁矿表面裸露金属阳离子的电价越高,矿物表面的正电性就越强,进而影响了矿物的可浮性。借助于X射线光电子能谱分析,对药剂作用前后的硫化铁矿物表面特性与可浮性的关系进行了系统研究。研究表明：金属阳离子、无机阴离子和有机调整剂的存在会对硫化铁矿物表面某些元素的相对浓度和价态产生影响,进而影响矿物表面与捕收剂的作用方式。如铜离子对硫化铁矿物作用后,矿物表面S的相对浓度降低,表明铜离子与矿物表面S发生了作用而吸附于矿物表面,结合溶液化学分析认为此时氢氧化铜优先在矿物表面形成,当捕收剂加入后,表面的氢氧化铜进一步可与捕收剂作用生成碱式黄原酸铜,从而对矿物产生活化作用；草酸作用后,镍黄铁矿表面元素组分状态均产生了较大变化,C元素相对浓度大幅增加,表面草酸组分在矿物表面产生了吸附,阻碍了捕收剂的吸附,对镍黄铁矿产生抑制作用。本论文的研究成果揭示了硫化铁矿物浮选晶体化学特征、表面特性与可浮性的相关关系,在一定程度上丰富了硫化铁矿物浮选晶体化学的理论体系,对硫化铁矿物的浮选分离具有指导意义。
参考文献：
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[7]. 铅锑铁锌硫化矿浮选电化学基础理论研究[D]. 余润兰. 中南大学. 2004
[8]. 车河选矿厂硫化矿铅锑锌硫无氰分离研究[D]. 陈建明. 中南大学. 2004
[9]. 铜录山铜矿浮选基础研究与应用[D]. 张麟. 中南大学. 2008
[10]. 基于晶体化学的硫化铁矿物浮选特性研究[D]. 马英强. 东北大学. 2013
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