【摘要】：硫化礦浮選中的銅鋅分離一直是我國乃至世界范圍內(nèi)礦物加工領(lǐng)域研究的熱門和難點(diǎn)課題之一。對(duì)于銅鋅分離困難的原因,除了銅鋅硫化礦自身礦物組成和礦石性質(zhì)較為復(fù)雜外,其中一個(gè)重要的原因是礦漿中的難免銅離子對(duì)硫化鋅礦物產(chǎn)生了預(yù)活化,致使二者的表面性質(zhì)相近,即礦物表面發(fā)生“同質(zhì)化效應(yīng)”,常規(guī)的抑制劑難以實(shí)現(xiàn)有效的銅鋅分離。因此,要實(shí)現(xiàn)銅鋅硫化礦的高效分離,必須采用具有高選擇性的抑制劑才能實(shí)現(xiàn)銅鋅的高效分離。針對(duì)上述問題本文提出了一種銅鋅分離的新方法:采用“無機(jī)抑制劑+小分子有機(jī)抑制劑”所構(gòu)成的新型組合抑制劑作為銅鋅分離的抑制劑。本論文以黃銅礦、閃鋅礦為研究對(duì)象,通過純礦物試驗(yàn)對(duì)比了有機(jī)抑制劑二甲基二硫代氨基甲酸鈉(SDD)與多種傳統(tǒng)抑制劑對(duì)礦物抑制能力的差異并進(jìn)行了組合藥劑的篩選試驗(yàn),在此基礎(chǔ)上研究了SDD、ZnSO_4+SDD的抑制機(jī)理。浮選結(jié)果表明,SDD是一種銅鋅分離的高效有機(jī)抑制劑,并具有用量少(單礦物浮選的最佳藥劑用量為4×10~(-5)mol/L)且十分敏感的特性,能夠有效的抑制銅活化閃鋅礦,而對(duì)黃銅礦影響較小。SDD對(duì)銅活化閃鋅礦的抑制能力與Na_2S相當(dāng),但優(yōu)于ZnSO_4、Na_2SO_3。在此基礎(chǔ)上,通過單礦物條件試驗(yàn)從多種組合藥劑中篩選出最佳的組合抑制劑為ZnSO_4+SDD,且[ZnSO_4+SDD]=1×10~(-4)mol/L+3×10~(-5)mol/L、pH=10為最佳條件。當(dāng)采用組合抑制劑ZnSO_4+SDD處理Cu-Zn(1:1)混合硫化礦時(shí),藥劑用量稍微高于單礦物浮選藥劑用量的一半。在ZnSO_4用量為7.5×10~(-5)mol/L、SDD用量為2.5×10~(-5)mol/L、pH為10的最佳條件下,可以從Cu-Zn(1:1)混合硫化礦體系中獲得Cu回收率為86.79%、Cu品位為30.21%銅精礦,該精礦中的鋅的回收率和品位僅為5.48%和4.20%。相對(duì)而言,組合抑制劑ZnSO_4+SDD對(duì)Cu-Zn混合硫化礦的抑制性能優(yōu)于SDD,其能夠?qū)崿F(xiàn)銅-鋅硫化礦有效分離。通過Zeta電位分析發(fā)現(xiàn):堿性環(huán)境中(特別是pH=9~12),SDD、ZnSO_4+SDD均能夠顯著地降低BX在銅活化閃鋅礦表面的吸附量。對(duì)黃銅礦而言,在pH=2~12范圍內(nèi),SDD、ZnSO_4+SDD對(duì)BX在黃銅礦表面吸附的影響較小,并以共吸附的方式作用于黃銅礦表面。通過微區(qū)電化學(xué)測(cè)試(LEIS)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),銅離子能夠明顯的降低閃鋅礦表面的微區(qū)阻抗,提高閃鋅礦表面的活性。此外還發(fā)現(xiàn),閃鋅礦表面的微區(qū)阻抗(平均阻抗:1.31×10~5Ω)明顯高于黃銅礦表面的微區(qū)阻抗(平均阻抗:1.05×10~5Ω)。SDD、ZnSO_4+SDD是以競爭吸附的方式阻止BX在銅活化閃鋅礦表面的吸附,而在黃銅礦表面SDD、ZnSO_4+SDD與BX能發(fā)生協(xié)同吸附。前線軌道能量計(jì)算結(jié)果表明,藥劑(SDD、BX)主要以硫原子的3p軌道與ZnS(110)表面的鋅原子的3d軌道、銅活化后的ZnS(110)表面的銅原子的3d軌道發(fā)生作用,且SDD與礦物的作用能力強(qiáng)于BX。藥劑在礦物表面吸附構(gòu)型的分子模擬發(fā)現(xiàn),無論模擬中是否存在水分子,SDD比BX在ZnS(110)表面Zn位點(diǎn)以及銅活化后的ZnS(110)表面Cu位點(diǎn)的吸附要穩(wěn)定。在ZnS(110)的吸附模型中發(fā)現(xiàn),水分子的存在會(huì)導(dǎo)致SDD、BX吸附于ZnS(110)表面后硫原子的3p態(tài)電子非局域性均增強(qiáng),峰發(fā)生了分裂,軌道重疊面積減小,削弱了藥劑硫原子與鋅原子之間的作用力;在銅活化后的ZnS(110)的吸附模型中發(fā)現(xiàn),水分子的存在導(dǎo)致SDD、BX吸附于銅活化ZnS(110)表面后Cu原子的3d態(tài)電子非局域性均增強(qiáng),峰發(fā)生了一定程度分裂并且SDD作用下的峰分裂強(qiáng)度低于BX作用下。通過Visual MINTEQ溶液化學(xué)組分計(jì)算及SEM-EDS研究發(fā)現(xiàn),在pH=10的條件下,ZnSO_4+SDD組合抑制劑中ZnSO_4的水解產(chǎn)物Zn(OH)_2在銅活化閃鋅礦表面發(fā)生了吸附,增加礦物表面的親水性,并與SDD共同作用于銅活化閃鋅礦,使得ZnSO_4+SDD對(duì)銅活化閃鋅礦具有強(qiáng)烈的抑制作用。
【圖文】：

品與汽車制造、建筑等 110 多個(gè)行業(yè)息息相關(guān)。當(dāng)今社會(huì)有色個(gè)國家經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)等發(fā)展極為重要的物質(zhì)基礎(chǔ)實(shí)力和保障國家安全的關(guān)鍵性戰(zhàn)略資源[3,4]。而金屬銅、鋅則在關(guān)重要的地位，隨著社會(huì)的發(fā)展銅、鋅的消耗逐年增加。本小節(jié)性質(zhì)及用途進(jìn)行文獻(xiàn)綜述。銅金屬的性質(zhì)及用途Copper）位于第四周期第 IB 族的過渡元素，，其原子的外電4s1、相對(duì)原子質(zhì)量為 63.64[5]。正是由于其核外電子構(gòu)造（過渡形成單質(zhì)以及多價(jià)態(tài)（+1、+2）的化合物，其中 0、+2 價(jià)的銅與堿性金屬相比銅是一種穩(wěn)定性較好的金屬，一般情況下難以發(fā)生反應(yīng)，但是在一定的環(huán)境中仍然能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)比如：在與 O2反應(yīng)生成 CuO 或 Cu2O；在潮濕的環(huán)境中 O2、H2O、CO2面會(huì)生成綠色的堿式碳酸銅（Cu2(OH)2CO3），正是由于這樣的

多的優(yōu)越性質(zhì)但依然滿足不了社會(huì)發(fā)展的需求，因此銅與鋅、金屬形成的合金材料應(yīng)運(yùn)而生[7-10]。銅合金在某些方面的性質(zhì)其在工業(yè)上也使用較為廣泛。由于金屬銅及銅合金的諸多的優(yōu)良性質(zhì)，因而被廣泛運(yùn)用于電械和運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中，其在各行業(yè)消耗比[11]如下圖 1.1 所示。鋅金屬的性質(zhì)及用途Zinc）與銅（Copper）相鄰，并位于第四周期第 IIB 族的過渡電子構(gòu)型為[Ar]3d104s2、相對(duì)原子質(zhì)量為 65.39[5]。正是由于其渡元素）導(dǎo)致其能夠形成單質(zhì)以及多價(jià)態(tài)（+1、+2）的化合物， Zn 為主要的鋅物質(zhì)。與金屬銅相比其是一種較為活波的金屬。 亦能與 O2、H2O、CO2氣體作用，在鋅金屬表面生成致密的堿H)2CO3）膜，進(jìn)而阻止金屬鋅內(nèi)部進(jìn)一步反應(yīng)[12]。因此鋅雖然，但是由于其表面具有堿式碳酸鋅（Zn2(OH)2CO3）膜，其常作
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD952;TD923.14

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2593328