铜钼分离浮选新型抑制剂CMSD的作用机理

CMSD是以硫化钠和硫氢化钠为主要原料制备的一种新型铜钼分离浮选抑制剂。以黄铜矿和辉钼矿单矿物为对象,采用红外光谱分析和量子力学计算方法研究了CMSD的抑制作用机制。结果表明：CMSD在黄铜矿（112）面和（101）面发生化学吸附,在辉钼矿（001）面不发生化学吸附;CMSD在黄铜矿（112）面和（101）面上的吸附是通过CMSD中的HS-同时与这2个晶面上的Cu、Fe原子作用完成的;CMSD对黄铜矿的抑制是利用HS-吸附在黄铜矿的表面,降低黄铜矿的表面能,影响混合烃油在黄铜矿表面的吸附,从而降低黄铜矿的浮游性而实现的。     

甲基纤维素作为抑制剂浮选分离黄铜矿和滑石

通过浮选试验、Zeta电位测试、TOC测试及红外光谱测试对甲基纤维素在黄铜矿与滑石浮选分离中的作用及其在两种矿物表面的吸附机理进行了研究。浮选试验结果表明,低用量的甲基纤维素可有效抑制滑石,但对黄铜矿抑制效果很弱,可实现黄铜矿与滑石的浮选分离。甲基纤维素作为滑石的抑制剂,浮选分离黄铜矿和滑石混合矿。人工混合矿Cu品位为15.19%时,可以获得铜精矿Cu品位为24.08%,回收率达74.68%的指标。检测结果表明,甲基纤维素在黄铜矿和滑石表面均发生了物理吸附,且在滑石表面的吸附强于在黄铜矿表面的吸附。     

硫化铜矿新型捕收剂PZO的浮选性能与机理

为检验广州有色金属研究院研制的新型硫化铜矿浮选捕收剂PZO在铜硫分离中的选择性,比较了PZO、丁基黄药和丁铵黑药在不同矿浆pH值、不同用量条件下分别浮选黄铜矿和黄铁矿单矿物的效果,并借助紫外可见分光光谱仪、红外光谱仪对PZO在黄铜矿、黄铁矿表面的吸附量和作用机理进行了研究。结果显示：①在试验pH范围内,丁基黄药、丁铵黑药、PZO对黄铜矿的捕收能力均强于对黄铁矿。②矿浆的酸碱度对黄铜矿可浮性的影响均较小,且黄铜矿回收率的高点在弱酸或弱碱性环境下,黄铁矿在酸性环境下的可浮性明显强于在碱性环境。③3种捕收剂的选择性强弱顺序为PZO＞丁铵黑药＞丁基黄药,在pH=8.5时,黄铜矿与黄铁矿的回收率差值可达68.19个百分点。④PZO是一种酯类浮选药剂,与黄铁矿相比,其更容易在黄铜矿表面吸附,且以化学吸附为主。以上结果表明,PZO在pH=8.5的环境下可高效分离黄铜矿与黄铁矿。     

利用分子力学分析黄药捕收剂浮选未活化白铅矿的浮选行为

对白铅矿-黄药(乙基黄药、丁基黄药、辛基黄药和十二烷基黄药)体系分别进行了浮选试验,FTIR红外检测和分子力学模拟和计算.浮选试验结果表明,4种不同烃链黄药都可以浮选未活力的向铅矿.FTIR光谱证实,白铅矿表面存在有所试验的4种黄药特征吸收峰,矿物表面存在黄药的吸附.分子力学在原子尺度上模拟和计算了黄药--白铅矿表面相互作用及作用能,指出分子模拟捕收荆一矿物相互作用结果与红外检测结果和浮选试验结果的一致性.     

辉钼矿晶面各向异性及其对浮选的影响机制

辉钼矿的晶面各向异性导致其"表面"和"棱面"具有截然不同的性质,进而影响到辉钼矿的浮选效果。通过密度泛函理论,从原子级别直观地阐释了辉钼矿"表面"和"棱面"性质差异的原因,并分别讨论了水、煤油和黄药在辉钼矿表面的作用。结果表明辉钼矿的"表面"为强疏水面,"棱面"为强亲水面。此外,煤油主要是通过静电作用吸附在辉钼矿的含S原子面,而黄药则是通过其C-S单键中S原子与辉钼矿"棱面"Mo原子的成键作用吸附于辉钼矿的"棱面"。      

硫酸铵对蓝铜矿硫化浮选的影响及基因机理分析

氧化铜矿物作为铜矿资源的重要组成部分，提高其开发利用技术对于铜矿资源的高效综合回收具有重要意义，蓝铜矿是重要的氧化铜矿物，但自然可浮性较差，通常采用硫化浮选。通过单矿物浮选试验，考察硫酸铵对蓝铜矿硫化浮选的影响。通过矿物表面丁基黄药吸附量分析药剂作用前后矿物表面元素种类和含量的变化，以及药剂在矿物表面吸附能的模拟计算，研究硫酸铵对蓝铜矿硫化浮选的活化机理。结果表明，硫酸铵用量为 200 mg/L 时使蓝铜矿硫化浮选回收率由 44.15%（未添加时）增加至 60.03%，矿物表面 X 射线光电子能谱分析表明，硫酸铵使蓝铜矿矿物表面铜和硫含量增加，碳和氧含量减少，改善矿物表面硫化效果，增加矿物表面疏水性和丁基黄药吸附量。通过 Material studio 模拟计算结果表明，硫酸铵降低了丁基黄药以及硫化剂在蓝铜矿表面的吸附能，增加了丁基黄药和硫化钠在矿物表面的吸附稳定性，对蓝铜矿的硫化浮选具有活化作用。     

辛基羟肟酸钠和丁基黄药混合使用对孔雀石浮选行为的影响

为考察以羟肟酸为辅助捕收剂对黄药浮选氧化铜矿指标的影响,以典型氧化铜矿物孔雀石为研究对象,选择辛基羟肟酸钠为丁基黄药的辅助捕收剂,对丁基黄药和辛基羟肟酸钠混合使用对孔雀石浮选行为的影响及其作用机理进行研究。结果表明:丁基黄药和辛基羟肟酸钠混合使用浮选孔雀石,当丁基黄药与辛基羟肟酸钠用量比为2∶1时,协同作用最显著,且在较低的药剂浓度下即可获得较高的回收率;在孔雀石表面,丁基黄药和辛基羟肟酸钠均发生了化学吸附,两种药剂均存在时,在孔雀石表面产生共吸附,丁基黄药与辛基羟肟酸钠用量比为2∶1时,相互促进吸附作用最明显,孔雀石浮选回收率最高。试验结果可以为难选氧化铜矿的高效开发利用提供技术支持。     

黄药捕收剂浮选未活化孔雀石行为的分子力学分析

对孔雀石-黄药(乙基黄药、丁基黄药、辛基黄药和十二烷基黄药)体系分别进行了浮选试验、FTIR红外检测和分子力学模拟和计算。对于未活化的孔雀石,乙基黄药不能使该矿物浮游,其它高级黄药可以浮游未活化的孔雀石。FTIR证实孔雀石表面存在试验的4种黄药特征吸收峰,矿物表面存在黄药的吸附。分子力学在原子尺度上模拟和计算了黄药-孔雀石表面相互作用能,指出分子力学模拟捕收剂-矿物相互作用能的能量判据有利于揭示捕收剂与矿物相互作用机理,模拟结果与红外检测结果一致。     

巯基乙酸抑制黄铜矿的化学竞争吸附和电化学还原协同作用机理研究

研究了巯基乙酸对黄铜矿的抑制作用及机理，提出了巯基乙酸与黄铜矿化学竞争吸附和电化学还原协同作用机理。结果表明：由于巯基乙酸在黄铜矿表面的化学竞争吸附和电化学还原协同作用，使巯基乙酸在吸附与矿物表面的同时能解吸矿物表面黄药，从面坚黄铜矿产生强烈的抑制作用。     

羟基钙在高岭石两种(001)晶面的吸附机理

利用基于密度泛函理论的平面波赝势方法，研究了羟基钙在高岭石2个不同的(001)面的吸附机理。研究结果表明，羟基钙在高岭石2个性质不同的(001)晶面均可发生稳定吸附，但在这2个表面，羟基钙的吸附机理不同。在铝氧羟基(001)面，羟基钙中钙离子有脱离羟基钙的趋势，羟基钙以氧原子与表面氢原子成键吸附为主，且在由表面3个H原子围成的穴位处最为稳定，同时与表面有较弱的静电作用；而在硅氧(001)面，羟基钙中钙原子与氧原子结合紧密，钙原子带有大量正电荷与荷负电底面以静电吸附方式结合，稳定作用于底面硅氧原子围成的十二元环中心处。在溶液环境中，水分子对羟基钙在铝氧(001)面吸附影响大而对硅氧(001)面影响较小。     

L-半胱氨酸与NaHS组合抑制剂在铜钼分离浮选中的应用及其机理研究

针对目前铜钼分离中黄铜矿抑制剂用量大、环境污染严重等问题,采用L-半胱氨酸(L-CYS)与NaHS组合抑制剂,对黄铜矿和辉钼矿浮选分离进行了研究。在黄药体系下,分别考察了单一抑制剂L-CYS、NaHS和组合抑制剂对单矿物及人工混合矿的浮选影响。矿物浮选结果表明：在pH=8,药剂配比为1:30,药剂用量为310mg/L时,组合抑制剂对黄铜矿的抑制效果最佳。此时组合抑制剂相较于单一抑制剂,NaHS用量由600mg/L减少到300mg/L,药剂用量减少了一半。Zeta电位结果表明,L-CYS、NaHS均可以吸附在黄铜矿表面,同时二者在组合使用时可以在黄铜矿表面发生共吸附。红外光谱结果表明,丁基黄药在黄铜矿表面发生化学吸附,NaHS可以解吸黄铜矿表面的黄药,L-CYS单独使用无法去除黄铜矿表面的黄药。二者组合使用时,首先NaHS解吸矿物表面的黄药,然后NaHS和L-CYS共同吸附在黄铜矿表面,从而使黄铜矿表面亲水。     

新型抑制剂对黄铜矿与方铅矿浮选分离的影响及其机理研究

针对硫化铜铅混合精矿难分离,剧毒抑制剂应用广泛的现状,研发了新型无毒抑制剂YZJ(亚硫酸钠+硅酸钠+CMC)。通过单矿物浮选试验对混浮-脱药-抑制分离的工艺,采用丁基黄药为混合浮选的捕收剂,Na2S为脱药剂,YZJ为抑制剂,Z200为分离的捕收剂对铜铅分离作业的浮选进行了试验研究。并通过红外光谱分析、吸附量测定以及电化学测试,考察了黄铜矿和方铅矿与不同药剂的作用机理。结果表明,Z200对黄铜矿具有良好的选择性,可以作为黄铜矿和方铅矿分离流程的捕收剂使用,新型抑制剂能够在铜铅分离中有效地抑制方铅矿,能够高效实现铜铅分离。      

气溶胶化丁基黄药强化黄铁矿浮选回收机理研究

为分析气溶胶处理丁基黄药对黄铁矿浮选效果的影响规律及其机理,以气溶胶化丁基黄药为捕收剂,进行了黄铁矿单矿物浮选实验,采用电导率、红外光谱及XPS等手段对经气溶胶处理前后的丁基黄药作用的黄铁矿进行表征。结果表明,气溶胶化丁基黄药可显著提高丁基黄药中的有效成分双黄药分子的含量以及黄铁矿的浮选效果,在丁基黄药质量浓度为15 mg/L时,黄铁矿的回收率为57.20%,与未处理相比,黄铁矿回收率提高16.47百分点。气溶胶化处理丁基黄药可以提高溶液中的溶解氧浓度,溶解氧既可促进溶液中双黄药的生成,强化丁基黄药对黄铁矿的捕收效果,又可影响黄铁矿的氧化反应程度,使黄铁矿表面矿物组成发生变化,并且疏水性单质硫的比例增加了7.61百分点,有利于黄铁矿上浮。此外,由于气溶胶化丁基黄药在黄铁矿表面吸附量增大,黄铁矿表面所含疏水基团-C₄H₉增多,提高了黄铁矿的疏水性。研究结果对气溶胶浮选技术在浮选领域应用有一定的参考意义。     

应用分子力学法研究铜离子活化闪锌矿作用机理

用分子力学方法对Cu2＋与闪锌矿作用以及Cu2＋作用后闪锌矿表面与丁基黄药相互作用进行模拟和计算,结果表明：Cu2＋对闪锌矿起到很好的活化作用,Cu2＋在闪锌矿表面的活化机理是发生键合作用;Cu2＋活化后,丁基黄药同时吸附在闪锌矿表面Cu和Zn原子上。浮选试验和XPS测试结果验证了分子模拟所推出的结论,分子力学模拟方法可以较好解释矿物浮选作用机理。     

高硫铝土矿反浮选中同步脱硫和脱硅的交互影响

针对重庆现有某低品位高硫铝土矿矿石性质，探索一种流程简单的选矿工艺——铝土矿反浮选同步 脱硫脱硅。通过筛选，以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为脱硅捕收剂，以丁基黄药为脱硫捕收剂，通过单矿物浮 选试验初步研究矿浆中丁基黄药的存在对 CTAB 浮选高岭石性能的影响，以及矿浆中 CTAB 的存在对丁基黄药浮 选黄铁矿性能的影响。结果表明，在 pH=5.0 时，丁基黄药的加入增强了 CTAB 对高岭石的浮选性能，回收率由 42.81% 增加到 86.10%；CTAB 的加入增强了丁基黄药对黄铁矿的浮选效果，回收率由 83.57% 增加到 90.12%。通过 红外光谱分析研究 CTAB 和丁基黄药在浮选中的交互影响可知，CTAB 和丁基黄药在黄铁矿表面均会发生吸附，先 加入丁基黄药再加入 CTAB 有利于黄铁矿的上浮，CTAB 对黄铁矿吸附丁基黄药具有吸附增敏效应。根据单矿物 试验得到的条件，使用上述两种药剂进行重庆某低品位高硫铝土矿同步脱硫脱硅 1 粗 1 精浮选试验，原矿中硫品位 2.14%、氧化铝品位 55.24%、铝硅比为 3.64，获得了精矿产率为 42.87%、硫品位为 0.21%、Al2O3品位为 63.14%、回收 率为 49.00%、铝硅比为 5.29 的较好指标。     

白铅矿表面硫化及黄药吸附的密度泛函理论研究

硫化-黄药法是浮选白铅矿的主要方法，为探究硫化对白铅矿表面结构的影响，采用基于紧束缚法的密度泛函理论对乙黄药、丙黄药和丁黄药在白铅矿(001)表面的吸附进行模拟。结果表明，3种烃基黄药类捕收剂会与清洁白铅矿(001)表面发生化学吸附，并且随着碳链长度增长，吸附作用更强；水化作用会增大药剂分子在矿物表面的吸附距离，导致黄药与水化白铅矿(001)表面基本不发生化学吸附；硫化后的白铅矿(001)表面会与黄药发生吸附，且吸附作用明显增强。研究结果可为实现白铅矿的高效浮选提供理论指导。     

磷酸酯淀粉在黄铜矿及方铅矿表面吸附研究

通过单矿物浮选试验、吸附量试验、X射线光电子能谱和原子力显微镜(AFM)研究了磷酸酯淀粉对黄铜矿及方铅矿浮选的影响及吸附机理。单矿物浮选试验表明,磷酸酯淀粉对方铅矿的抑制能力强,对黄铜矿抑制能力弱。吸附量试验表明,磷酸酯淀粉在方铅矿表面的吸附密度大于在黄铜矿表面的吸附密度。XPS检测到黄铜矿表面的铁与硫原子以及方铅矿表面铅和硫原子价态发生了变化。方铅矿和黄铜矿不同的表面性质是造成磷酸酯淀粉在两种矿物表面吸附差异的重要原因。     

高硫铝土矿反浮选中同步脱硫和脱硅的交互影响

针对重庆现有某低品位高硫铝土矿矿石性质，探索一种流程简单的选矿工艺——铝土矿反浮选同步 脱硫脱硅。通过筛选，以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为脱硅捕收剂，以丁基黄药为脱硫捕收剂，通过单矿物浮 选试验初步研究矿浆中丁基黄药的存在对 CTAB 浮选高岭石性能的影响，以及矿浆中 CTAB 的存在对丁基黄药浮 选黄铁矿性能的影响。结果表明，在 pH=5.0 时，丁基黄药的加入增强了 CTAB 对高岭石的浮选性能，回收率由 42.81% 增加到 86.10%；CTAB 的加入增强了丁基黄药对黄铁矿的浮选效果，回收率由 83.57% 增加到 90.12%。通过 红外光谱分析研究 CTAB 和丁基黄药在浮选中的交互影响可知，CTAB 和丁基黄药在黄铁矿表面均会发生吸附，先 加入丁基黄药再加入 CTAB 有利于黄铁矿的上浮，CTAB 对黄铁矿吸附丁基黄药具有吸附增敏效应。根据单矿物 试验得到的条件，使用上述两种药剂进行重庆某低品位高硫铝土矿同步脱硫脱硅 1 粗 1 精浮选试验，原矿中硫品位 2.14%、氧化铝品位 55.24%、铝硅比为 3.64，获得了精矿产率为 42.87%、硫品位为 0.21%、Al2O3品位为 63.14%、回收 率为 49.00%、铝硅比为 5.29 的较好指标。     

利用分子力学分析黄药浮选未活化菱锌矿的浮选行为

对菱锌矿—黄药(乙基黄药、丁基黄药、辛基黄药和十二烷基黄药)体系分别进行了浮选试验、FTIR红外检测、分子力学模拟和计算。对于未活化的菱锌矿,丁基黄药、辛基黄药和十二烷基黄药可以使之浮游。FTIR证实菱锌矿表面存在可以使之浮游的3种高级黄药的特征吸收峰,乙基黄药在矿物表面未被检测到。分子力学在原子尺度上模拟和计算了黄药—菱锌矿表面相互作用及作用能,指出结合药剂酯水分离系数后分子力学模拟和计算结果可以较好地解释捕收剂—矿物体系的浮选试验和红外检测结果。     

白钨矿晶体化学及浮选现状

白钨矿是国家战略性矿产资源。浮选是基于不同矿物表面物理化学性质的差异实现不同矿物之间彼此分离的方法,也是目前高效处理利用白钨矿的最主要方法。基于白钨矿的晶体（表面）结构,研究并总结了表面断裂键性质、解理及暴露面性质、表面（自由）能、润湿性、表面电性、吸附性等白钨矿的表面物理化学性质及其各向异性,归纳了晶体结构特征与表面性质之间的关系,分析了不同表面性质之间的关联,解释了白钨矿的分选原理。研究发现,表面断裂键密度（D_b）和表面能存在正相关性,（112）、（001）和（101）面是白钨矿最主要的暴露面,具有较小的D_b和表面能,其D_b大小关系为：（101）面>（112）面>（001）面,所以自然条件下（112）面和（001）面为主要解理和暴露面,（101）面则需要较大外力才能解理。Db越大,矿物亲水性越强,（112）面亲水性比（001）面更强。表面活性氧和钙质点及其断裂键差异可解释表面电性及吸附性的各向异性。表面Ca质点断裂键数多,反应活性高,与药剂结合能高且构型稳定,（001）面具有更高活性氧原子密度,可能通过氢键作用结合更多的OH-,导致更高的负表面电势。通过优化磨矿过程中的影响参数,可调控颗粒的高活性晶面暴露情况及颗粒形貌,暴露高活性的（101）面和（112）面,减少（001）面的暴露比例,强化白钨矿的浮选行为。研究结果对于强化白钨矿的浮选分离回收具有重要的指导价值。