酸性体系中蛇纹石矿泥的抑制及其对硫化铜镍矿浮选的影响

为了消除硫化铜镍矿物表面的氧化膜,抑制蛇纹石等含镁脉石矿泥对浮选影响,在硫化铜镍矿的酸性浮选工艺的基础上研究了羧甲基纤维素(CMC)对硫化铜镍矿浮选过程的优化效果,并探讨了CMC的作用机理。结果表明:1×10^?3 mol/L盐酸溶液及20 min超声预处理可以显著强化硫化铜镍矿的可浮性,酸性浮选体系可以在更宽的pH范围内取得较好的回收率;在pH=3的酸性体系中添加20 mg/L CMC,硫化铜镍矿浮选精矿镍品位提高至19.42%,回收率提高至60.05%;分别比同等条件下不添加CMC的浮选指标分别提高了1.78%和22.79%;CMC对蛇纹石矿泥选择性抑制是其优化硫化铜镍矿浮选过程的主要原因;浊度及表面动电位测试表明CMC加入量必须控制于20 mg/L以内,过量的CMC产生有团聚作用,不利于矿泥颗粒间的分散。     

硫化矿自燃的机械活化机理

为了揭示硫化矿发生自燃的本质原因,从典型金属矿山采集了具有代表性的矿样,在室内开展了硫化矿的机械活化实验.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射技术(XRD)、综合热分析技术(STA)表征了矿样在经历不同时间的机械活化作用后的表观形貌、微观结构和热行为等物理化学性质的差异.结果发现:硫化矿石经历机械活化作用后,比表面积增大,出现团聚效应,产生晶格畸变与晶格缺陷,初始放热点及最大反应速率所对应的温度值均有所下降.由此提出了一种新的解释硫化矿自燃的机械活化理论,认为在金属矿山开采中施加于矿体上的各种机械力使得硫化矿产生了机械活化效应,从而使化学反应活性得到相应提高,在一定的环境条件下更加容易产生氧化自热,最终引发自燃火灾.     

微细粒蛇纹石的可浮性及其机理

通过浮选实验、润湿接触角测定、Zeta电位测试和泡沫水回收率测定,考察pH值、样品粒度、矿浆浓度和起泡剂种类与用量等因素对金川硫化铜镍矿中的主要脉石矿如微细粒蛇纹石可浮性的影响,并对其机理进行分析.结果表明:蛇纹石的润湿接触角为37.6-,属于亲水性矿物,天然可浮性差;随着蛇纹颗粒粒度的减小以及矿浆浓度的增大,其浮选回收率升高;起泡剂对蛇纹石的表面电性和润湿性影响不大,而在微细粒蛇纹石的浮选中,不同起泡剂种类和用量下的泡沫水回收率与矿物浮选回收率具有良好的对应关系,可以推测泡沫夹带是蛇纹石浮选进入精矿的重要原因.     

六偏磷酸钠在硫化铜镍矿浮选中的分散机理

通过浮选实验、沉降实验、Zeta电位测试、红外光谱测试和显微镜下观测考察六偏磷酸钠在硫化铜镍矿浮选中的作用,研究六偏磷酸钠的分散作用机理。人工混合矿实验结果表明:镍黄铁矿易与蛇纹石发生异相凝聚,降低镍黄铁矿的浮选回收率;六偏磷酸钠能提高人工混合矿的分散性,实现镍黄铁矿与蛇纹石的浮选分离。硫化铜镍矿实际矿石浮选结果表明:六偏磷酸钠能较好地分散矿浆,当原矿镍品位为0.33%时,通过两次粗选就能得到合格的镍精矿产品,镍总回收率为80.27%。作用机理研究表明:六偏磷酸钠通过化学吸附以及溶出蛇纹石表面的镁离子两种方式调整蛇纹石的表面电性,进而分散镍黄铁矿与蛇纹石。     

金属离子在矿物浮选中的典型作用

在矿物浮选中,金属离子可以通过选择性活化或抑制矿物表面,从而发挥重要的作用.尽管此前大量工作报道了金属离子在浮选中的作用,但大多仅是针对某一特定类型金属离子或目的矿物进行研究分析,缺乏一个全面的综述.本文对金属离子在矿物浮选中的影响因素进行详细分类,总结金属离子在不同种类矿物浮选中的作用机理.此外,还对常见探索作用机理...     

氧化铜矿活化硫化浮选机理及其工业应用

复杂难处理的氧化铜矿具有氧化率高、结合率高、矿物组成复杂等特点。孔雀石是一种典型氧化铜矿,其在矿浆中会与水的偶极子相互吸引形而成定向排列的水化膜,不利于浮选。孔雀石在硫化浮选过程中,其表面形成的硫化面积小、硫化物不稳定且易脱落。本文对硫酸铵增强硫化效果进行了系统研究,研究发现铵盐对氧化铜矿表面的硫化具有明显的促进作用,且能有效地提高孔雀石硫化浮选回收率。对溶液中S元素组分分析发现,在孔雀石浮选的最佳浮选pH范围内,HS^-为主要的含硫组分,推测HS^-是孔雀石硫化的主要物质。Zeta电位结果表明：硫酸铵的加入能促进HS^-/S^2-等负离子在矿物表面吸附。原子力显微镜(AFM)测试分析表明,硫酸铵提高了孔雀石表面硫化物的稳定性。X射线光电子能谱(XPS)研究表明,硫化过程是硫离子与矿物表面的铜离子发生氧化还原反应过程,硫酸铵的加入能促进这一氧化还原反应的进行,提高硫化效率。基于硫酸铵促进活化硫化浮选机理的研究,形成了先硫后氧-深度活化氧化铜矿异步浮选新工艺,并且成功地应用于华刚矿业的生产实践,大幅提高氧化铜...     

金属阳离子在锂辉石浮选中的活化行为及作用机理

在油酸浮选锂辉石体系中分别加入Ca^2+、Al^3+、Fe^3+离子,通过单矿物浮选试验、金属离子吸附量检测、金属离子水解组份浓度计算、矿物表面动电位测试、红外光谱检测以及量子化学模拟计算研究Ca^2+、Al^3+、Fe^3+离子对锂辉石浮选的活化行为和作用机理。结果表明:Ca^2+离子的最佳活化区间为pH大于12的强碱性条件,Al^3+离子的最佳活化pH为6.47,而Fe^3+离子的最佳活化pH为7.25;在这些pH区间内,锂辉石浮选回收率和金属离子吸附量均达到最大值。在锂辉石浮选过程中起活化作用的有效组份为它们分别对应的氢氧化物沉淀。Ca^2+、Al^3+、Fe^3+离子可使锂辉石表面动电位向正值方向显著偏移;Ca^2+离子在锂辉石表面双电层的外层发生静电吸附,Al^3+和Fe^3+离子在锂辉石表面双电层的内层发生特性吸附。钙原子与锂辉石矿物表面吸附后形成的Ca—O键的键强较小,以离子键为主;铁原子与矿物表面形成Fe—O化学键的键强较大,含有一定的共价键组份;而铝原子与矿物表面吸附后形成的Al—O键的键长、键强等参数介于钙、铁的参数之间。油酸在Ca^2+活化后的锂辉石表面发生了化学吸附和少量的物理吸附,而在Al^3+、Fe^3+活化后的锂辉石表面发生了较为强烈的化学吸附。     

苯甲羟肟酸在浮选中的应用及作用机理研究进展

苯甲羟肟酸(Benzohydroxamic acid,简称BHA)是一种具有良好选择性的氧化矿捕收剂,近年来在浮选中得到了广泛的应用。本文介绍了BHA的物理化学性质,梳理了BHA及其衍生物在矿物浮选中的应用,总结了BHA在矿物表面的吸附机理。结果表明：BHA是一种与金属离子容易形成杂环配合物的螯合剂,在白钨矿、锡石、钛铁矿、稀土矿物等矿物的浮选中已经广泛使用。BHA主要通过与矿物表面金属位点形成O, O五元环配位结构产生稳定吸附,其吸附性能与溶液中组分BHA-的含量息息相关。金属离子活化能显著提高BHA的捕收性能,分为经典金属离子活化和金属离子有机配合物活化两种形式,以BHA金属离子配合物作为捕收剂是金属离子活化的优选方案。基于以上结论,对BHA未来的研究趋势及重点进行了展望。     

硫化矿浮选体系中辉银矿的浮选行为研究

单矿物浮选实验结果表明,辉银矿在p H为9~10的弱碱性介质下可浮性较好,而在p H大于11的强碱介质下可浮性明显降低。通过热力学计算了乙基黄药、丁铵黑药和乙硫氮浮选辉银矿的临界p H分别为9.38、9.11和11.59。上述3种捕收剂在辉银矿表面的吸附量测定结果表明,弱碱性介质中各捕收剂在辉银矿表面的吸附量已经达到最大值,进一步增加p H,吸附量会大幅降低,这可能是由于辉银矿表面在强碱性介质中先生成了氢氧化银沉淀,后进一步水解生成了亲水性的氧化银薄膜,阻碍了捕收剂与辉银矿的吸附过程,从而导致辉银矿可浮性降低。此外,弱碱性介质中3种捕收剂在辉银矿表面的饱和吸附量排序为丁铵黑药乙基黄药乙硫氮,表明丁铵黑药更易吸附在辉银矿表面,对银矿物具有更好的捕收性能。     

硫化矿的氧化与浮选机理的量子化学研究

本文用量子化学的CNDO/2方法计算了方铅矿和黄铁矿表面、氧的吸附以及氧化表面与乙基黄药相互作用体系.讨论了这两种矿物的表面电子结构,描述了方铅矿浮选的离子交换机理和黄铁矿浮选的双黄药分子吸附机理;研究了氧在硫化矿捕收剂浮选和无捕收剂浮选中的重要作用.     

闪锌矿(110)表面离子吸附的动力学模拟

为了查清高碱电位环境对闪锌矿表面性质抑制作用的根本原因 ,采用C2 Soterware分子力场中的万能力场方法 ,对闪锌矿 (110 )表面CaOH 和OH-两种离子的吸附进行了动力学模拟 ,并对吸附能和吸附质量云图进行了分析。模拟结果表明 ,相对于OH-来说 ,CaOH 在闪锌矿 (110 )表面的吸附能更负 ,吸附量更大。由此可知 ,这些吸附在表面的离子又与OH-和硫化矿氧化产物产生的SO2 -4等离子作用形成不溶性亲水表面产物 ,从而导致矿物受到抑制 ,这也正是高碱电位调控成功的原因之一。     

偶氮类有机抑制剂对硫化矿的抑制性能

考察偶氮类药剂对方铅矿、脆硫锑铅矿、铁闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿的抑制作用。浮选试验结果表明:单偶氮类药剂对硫化矿无抑制作用,双偶氮药剂的抑制作用较弱或无抑制作用,三偶氮类药剂对硫化矿具有很强的抑制作用。偶氮类药剂的前线轨道能量计算及分子结构与抑制性能关系的分析表明:药剂与矿物的前线轨道能量差值可作为偶氮类药剂抑制性能的一个初步定量判据,偶氮类药剂的抑制性能取决于其分子结构。     

钨酸钠对镍黄铁矿与蛇纹石浮选分离的影响及作用机理

针对浮选时镍黄铁矿和蛇纹石易产生异质凝聚而造成其浮选分离难的问题,研究发现添加钨酸钠可实现镍黄铁矿和蛇纹石的有效分离。通过纯矿物浮选试验、浊度试验、Zeta电位测试、浮选溶液化学及X射线光电子能谱(XPS)分析,研究了钨酸钠对镍黄铁矿与蛇纹石浮选分离的影响及作用机理。结果表明：加入钨酸钠后,镍黄铁矿与蛇纹石单矿物的浮游差由69.02%升高至81.28%,人工混合矿中镍黄铁矿回收率升高至83.56%,表明添加钨酸钠可促进镍黄铁矿与蛇纹石浮选分离;钨酸钠的加入使蛇纹石和镍黄铁矿的浊度值升高,表明二者之间的分散作用增强。钨酸钠在溶液中主要以WO₂^4-形式存在,可吸附在镍黄铁矿和蛇纹石表面,使二者表面均荷强负电,增强了二者之间的静电斥力,从而减弱二者的异质凝聚。WO₂^4-在镍黄铁矿表面发生化学吸附,且其吸附强度强于蛇纹石表面的吸附强度。     

硫化矿对浸矿细菌(Fe2+)氧化活性的影响

研究了闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、元素硫和石英在矿浆密度分别为0．25％，0．50％，0．75％，1．0％(固液比)时氧化亚铁硫杆菌(Fe^2 )的氧化活性。结果表明：在矿浆密度为0．25％时，石英对细菌(Fe^2 )的氧化活性没有影响;而闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、方铅矿以及元素硫对浸矿细菌(Fe^2 )的氧化活性都有一定的抑制作用，且随着硫化矿矿浆密度升高，对细菌氧化活性的抑制作用加剧。     

稀土矿浮选中Ce~(3+)对萤石的活化作用机理

通过纯矿物浮选、Zeta电位测试、溶液化学计算、红外光谱分析及XPS测试,研究以羟肟酸为捕收剂浮选稀土时Ce~(3+)离子对萤石的活化作用机理。结果表明:矿浆中Ce~(3+)离子浓度低于羟肟酸时在p H 6~12对萤石都具有活化作用,其活化机理为Ce~(3+)离子吸附提高萤石表面的正电性,增强萤石表面与阴离子羟肟酸捕收剂的静电吸附作用,且在萤石表面形成F-Ce(OH)_2/Ce(OH)~+活性位点。红外光谱和XPS测试表明,无Ce~(3+)离子活化时,辛基羟肟酸在萤石表面主要生成不稳定的四元环络合物—C—O—Ca—N—,羟肟酸与Ca~(2+)离子结合能小,直接在萤石表面的吸附作用弱;被Ce~(3+)离子活化后,辛基羟肟酸与萤石表面Ce~(3+)离子反应生成稳定的五元环络合物—C=O—Ce—O—N—,羟肟酸与Ce~(3+)离子结合能大,加强羟肟酸在萤石表面的吸附作用,从而使萤石被活化。     

新型醚酸捕收剂CY-1对绿泥石的浮选作用机理及在铁矿反浮选中的应用

首次确定太钢袁家村铁矿中绿泥石的类型和化学式,针对该绿泥石中金属离子种类和含量及其碎解暴露面特点,设计并合成出新型醚酸捕收剂CY-1。通过绿泥石、赤铁矿单矿物浮选试验、微细粒富绿泥石赤磁混合铁矿实际入浮矿石浮选试验、FT-IR光谱分析、Zeta电位测试、吸附量试验、DFT计算和XPS分析研究CY-1对绿泥石矿物的浮选性能及作用机理。单矿物浮选试验结果表明,捕收剂CY-1对绿泥石的捕收能力显著强于Na OL的。碱性条件下反浮选袁家村微细粒赤磁混合铁矿时与使用Na OL捕收剂相比较:30℃时,CY-1所取得的粗精矿中铁品位和回收率分别提高2.27%和1.22%;20℃时,CY-1所取得的粗精矿中铁品位和回收率分别提高11.11%和11.84%。DFT计算表明,CY-1分子的羧基O是作用于矿物的主要位点,亲固基中的其他O也是活性供电子中心。CY-1浮选绿泥石的作用机理研究表明,分子中特有的"冠醚"结构使CY-1与绿泥石表面的Mg和Al产生化学键合反应,提高捕收剂对绿泥石的浮选捕收能力。     

硫化矿物的表面结构和表面电荷与无捕收剂浮选

用量子化学ＣＮＤＯ／２法计算了原生的方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿的表面结构和有关性质。讨论了表面在不同带电状态下与空气和水的吸附特性。结果表明，方铅矿和闪锌矿没有无捕收剂可浮性，黄铁矿在表面负电荷和黄铜矿在表面正电荷或不带电荷情况下可无捕收剂浮选。此外，还讨论了这些矿物无捕收剂浮选选择性分离的可行性方案，特别指出了铜在无辅收剂浮选中的作用。     

电化学调控浮选能带模型及应用(Ⅱ)——黄药与硫化矿物作用的能带模型

用能带模型研究了黄药与硫化矿物的作用机理 ,说明了硫化矿物表面捕收剂膜的稳定性与半导体能带结构的关系 ,并推导出黄铁矿Barsky关系式。对矿物表面双黄药解吸作用的研究 ,表明矿物表面双黄药的解吸主要受控于矿物电子能级 ,而半导体矿物边缘能级和费米能级影响矿物表面双黄药的稳定性 ,改变硫化矿物的费米能级或边缘能级可以实现双黄药的解吸。根据电化学浮选抑制的能带模型 ,可开发出高效硫化矿有机抑制剂。