本文關(guān)鍵詞：載銦、載鍺及普通閃鋅礦表面的浮選藥劑吸附特性與機(jī)理研究

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【摘要】：稀貴金屬銦和鍺等在地殼中的含量甚微,資源儲(chǔ)量極其匱乏,是稀缺、有限、不可再生的重要戰(zhàn)略資源,被廣泛應(yīng)用于電子、半導(dǎo)體等高科技領(lǐng)域,因此也稱為“高科技”元素。閃鋅礦是復(fù)雜多金屬硫化礦中銦和鍺的主要載體礦物,分別稱為“載銦閃鋅礦和載鍺閃鋅礦”。然而,在選礦過程中,人們通常考慮主金屬礦物例如有色金屬礦物的回收,磨礦細(xì)度、礦漿pH值、充氣量、攪拌強(qiáng)度、浮選藥劑用量和浮選時(shí)間等參數(shù)也是根據(jù)主金屬礦物的回收情況而制定；對(duì)于純礦物的研究,絕大多數(shù)研究者仍把載銦和載鍺閃鋅礦當(dāng)成普通閃鋅礦或鐵閃鋅礦來研究,忽視了晶格中的銦和鍺對(duì)礦物的表面構(gòu)型、電子結(jié)構(gòu)及可浮性等的影響,缺乏對(duì)共伴生稀貴金屬的載體礦物(載銦和載鍺閃鋅礦)的浮選理論的充分認(rèn)識(shí),導(dǎo)致在復(fù)雜、難選、含稀貴金屬的多金屬礦的分選過程中,浮選參數(shù)的制訂缺乏充分的理論依據(jù),致使主金屬與共伴生的稀貴金屬回收率低、資源損失嚴(yán)重,選礦指標(biāo)存在較大的提升空間。針對(duì)以上問題,本論文以載鍺閃鋅礦、載銦閃鋅礦以及普通閃鋅礦為研究對(duì)象,采用量子化學(xué)計(jì)算模擬與現(xiàn)代分析檢測手段相結(jié)合,首先研究了載銦、載鍺閃鋅礦與普通閃鋅礦的元素分布、礦物形貌、疏水性和電子結(jié)構(gòu)等物理化學(xué)性質(zhì)差異；然后通過單礦物浮選試驗(yàn)系統(tǒng)研究了pH、活化劑(硫酸銅)、捕收劑(丁黃藥、丁胺黑藥和乙硫氮)、起泡劑(松醇油)等對(duì)3種閃鋅礦浮選行為的影響規(guī)律；再采用掃描電鏡、能譜儀、紅外光譜儀、紫外分光光度計(jì)等現(xiàn)代分析測試手段,揭示了各種浮選藥劑在3種閃鋅礦表面作用機(jī)理的異同；并通過量子化學(xué)計(jì)算構(gòu)建其相互作用模型,從原子、分子角度深入研究了閃鋅礦晶格中的In、Ge、Fe等元素取代對(duì)各種藥劑作用的影響；在以上理論研究的基礎(chǔ)上,研發(fā)了低堿條件下閃鋅礦的高效新型活化劑X-43,并在獲得成功應(yīng)用,不僅降低了石灰用量,同時(shí)還提高了閃鋅礦及稀貴金屬的品位和回收率。論文初步建立了載銦和載鍺閃鋅礦浮選理論體系,豐富和發(fā)展了復(fù)雜多金屬硫化礦選擇性浮選的基礎(chǔ)理論,為研發(fā)高效、新型的載銦和載鍺閃鋅礦浮選藥劑以及稀貴金屬載體礦物的綜合利用等方面的選礦難題提供理論與技術(shù)支撐,具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：閃鋅礦 銦 鍺 表面構(gòu)型 浮選理論
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD923.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第—章 文獻(xiàn)綜述12-31
• 1.1 銦和鍺的特性與用途12-14
• 1.1.1 銦的特性與用途12-13
• 1.1.2 鍺的特性與用途13-14
• 1.2 銦和鍺資源的分布及特點(diǎn)14-21
• 1.2.1 銦資源的分布及特點(diǎn)14-18
• 1.2.2 鍺資源的分布及特點(diǎn)18-21
• 1.3 銦和鍺載體鋅礦物的研究現(xiàn)狀21-28
• 1.3.1 鉛鋅礦的分布及特點(diǎn)21-23
• 1.3.2 銦和鍺載體鋅礦物的單礦物研究23-25
• 1.3.3 銦和鍺的載體鋅礦物的實(shí)際礦物研究25-28
• 1.4 論文研究的意義與內(nèi)容28-31
• 1.4.1 論文研究的意義28-29
• 1.4.2 論文研究的主要內(nèi)容29-31
• 第二章 試樣、試劑、儀器及研究方法31-36
• 2.1 礦樣的采集與制備31
• 2.2 儀器設(shè)備與藥劑31-32
• 2.2.1 試驗(yàn)藥劑31-32
• 2.2.2 儀器設(shè)備32
• 2.3 研究方法32-36
• 2.3.1 純礦物的浮選試驗(yàn)32-33
• 2.3.2 量子化學(xué)計(jì)算33
• 2.3.3 吸附量的測定33-34
• 2.3.4 接觸角的檢測34
• 2.3.5 動(dòng)電位的檢測34
• 2.3.6 SEM-EDX分析34-35
• 2.3.7 X射線光電子能譜(XPS)分析35
• 2.3.8 X射線衍射(XRD)分析35
• 2.3.9 紅外光譜分析35-36
• 第三章 載體閃鋅礦的物性及表面構(gòu)型研究36-57
• 3.1 多元素分析36-37
• 3.2 顯微圖像分析37
• 3.3 XRD分析37-38
• 3.4 銦、鍺和鐵取代對(duì)閃鋅礦表面構(gòu)型的影響38-48
• 3.4.1 計(jì)算方法與模型38-40
• 3.4.2 幾何優(yōu)化與表面弛豫40-42
• 3.4.3 能帶和態(tài)密度分析42-45
• 3.4.4 電荷密度分析45-46
• 3.4.5 Mulliken電荷分析46-48
• 3.5 潤濕性研究48-55
• 3.5.1 接觸角分析48-49
• 3.5.2 銦、鍺和鐵取代對(duì)H_2O在閃鋅礦表面吸附的影響49-55
• 3.6 本章小結(jié)55-57
• 第四章 載體閃鋅礦的浮選行為研究57-70
• 4.1 天然可浮性57-58
• 4.2 捕收劑浮選58-66
• 4.2.1 無活化劑浮選58-62
• 4.2.2 活化浮選62-66
• 4.3 無捕收劑浮選66-69
• 4.3.1 松醇油用量66-67
• 4.3.2 pH值對(duì)無捕收劑浮選的影響67-68
• 4.3.3 活化劑對(duì)無捕收劑浮選的影響68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第五章 石灰溶液中抑制組分在載體閃鋅礦表面的吸附機(jī)理研究70-88
• 5.1 石灰溶液中的含Ca組分分析70-71
• 5.2 計(jì)算方法與模型71
• 5.3 OH~-在銦、鍺和鐵取代閃鋅礦表面的吸附研究71-77
• 5.3.1 OH~-在閃鋅礦表面的吸附構(gòu)型及吸附能71-74
• 5.3.2 OH~-吸附前后作用原子的態(tài)密度分析74-76
• 5.3.3 OH~-吸附前后表面原子的Mulliken電荷分析76-77
• 5.4 CaOH~+在銦、鍺和鐵取代閃鋅礦表面的吸附研究77-86
• 5.4.1 CaOH~+在礦物表面的吸附構(gòu)型及吸附能77-82
• 5.4.2 CaOH~+吸附前后作用原子的態(tài)密度分析82-84
• 5.4.3 CaOH~+吸附前后作用原子的Mulliken電荷分析84-86
• 5.5 本章小結(jié)86-88
• 第六章 活化組分在載體閃鋅礦表面的置換與吸附機(jī)理研究88-112
• 6.1 硫酸銅溶液組分分析88-90
• 6.2 Cu~(2+)的吸附量90-91
• 6.3 SEM-EDX分析91-94
• 6.4 Cu~(2+)和Cu(OH)_2的作用構(gòu)型94-110
• 6.4.1 置換活化作用構(gòu)型95-96
• 6.4.2 吸附活化作用構(gòu)型96-110
• 6.5 本章小結(jié)110-112
• 第七章 捕收劑在載體閃鋅礦表面的吸附機(jī)理研究112-141
• 7.1 計(jì)算方法與模型112-113
• 7.2 黃藥在閃鋅礦表面吸附的研究113-119
• 7.2.1 黃藥分子結(jié)構(gòu)113-115
• 7.2.2 銦、鍺和鐵取代對(duì)黃藥吸附的影響115-119
• 7.3 黑藥在閃鋅礦表面吸附的研究119-125
• 7.3.1 黑藥分子結(jié)構(gòu)119-121
• 7.3.2 銦、鍺和鐵取代對(duì)黑藥吸附的影響121-125
• 7.4 硫氮在閃鋅礦表面吸附的研究125-131
• 7.4.1 硫氮分子結(jié)構(gòu)125-127
• 7.4.2 銦、鍺和鐵取代對(duì)硫氮吸附的影響127-131
• 7.5 活化劑對(duì)捕收劑吸附的影響131-138
• 7.5.1 置換活化對(duì)黃藥吸附的影響131-133
• 7.5.2 銅吸附活化對(duì)黃藥吸附的影響133-135
• 7.5.3 Cu(OH)_2吸附活化對(duì)黃藥吸附的影響135-138
• 7.6 捕收劑的吸附量138-139
• 7.7 本章小結(jié)139-141
• 第八章 松醇油在載體閃鋅礦表面的吸附機(jī)理研究141-153
• 8.1 松醇油在閃鋅礦表面的吸附構(gòu)型研究141-147
• 8.1.1 計(jì)算方法與模型141-142
• 8.1.2 吸附構(gòu)型及吸附能142-143
• 8.1.3 電荷密度及鍵的Mulliken布居值143-144
• 8.1.4 松醇油吸附前后作用原子的態(tài)密度分析144-147
• 8.2 SEM-EDX分析147-149
• 8.3 紅外光譜分析149-150
• 8.4 動(dòng)電位分析150-151
• 8.5 本章小結(jié)151-153
• 第九章 新型活化劑的研究及實(shí)踐153-169
• 9.1 新型活化劑對(duì)載體閃鋅礦浮選的影響153-156
• 9.1.1 活化劑用量對(duì)浮選的影響153-154
• 9.1.2 pH對(duì)浮選的影響154-155
• 9.1.3 活化時(shí)間對(duì)浮選的影響155-156
• 9.2 新型活化劑的作用機(jī)理分析156-161
• 9.2.1 接觸角測定156-157
• 9.2.2 疏水聚團(tuán)行為157-159
• 9.2.3 X射線光電子能譜分析159-161
• 9.3 實(shí)際礦石試驗(yàn)161-167
• 9.3.1 原礦性質(zhì)161-162
• 9.3.2 活化劑用量試驗(yàn)162-164
• 9.3.3 pH值對(duì)浮選的影響164-166
• 9.3.4 閉路試驗(yàn)166-167
• 9.4 新型活化劑的工業(yè)應(yīng)用167-168
• 9.5 本章小結(jié)168-169
• 第十章 主要結(jié)論與特色創(chuàng)新169-172
• 10.1 主要結(jié)論169-171
• 10.2 特色與創(chuàng)新171-172
• 致謝172-173
• 參考文獻(xiàn)173-188
• 附錄A 攻讀博士期間發(fā)表的論文及申請(qǐng)和授權(quán)的專利188-190
• 附錄B 攻讀博士期間參與的項(xiàng)目190-191
• 附錄C 攻讀博士期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)與榮譽(yù)191

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號(hào)：877049