“Ion” model of physicochemical kinetics of collector’s sorptive layer formation on galena grain surface

In terms of galena, the authors specify construction principles for “ion” modeling of kinetics of surface layer formation on grains of sulfide minerals of nonferrous heavy metals during flotation. The physical sense of the models consists in connection of parameters of ions within liquid phase of flotation pulp with relative fractions of mineral grain surface. Commercial tests proved the hypothesis on formation of sorptive layer of sulfhydryl collectors on the surface of sulfide mineral grains under flotation conditions.     

矿物的热物理性质及其应用

本文阐述了矿物的热传导、热辐射、热膨胀及热相变与矿物本身的化学组成、晶体结构和形成过程中的缺陷、类质同相置换等因素的关系,介绍了这些性质在热功能材料方面的应用。     

A thermochemical study of thiol collector surface reactions on galena and chalcopyrite

The mechanism whereby thiol collectors adsorb onto a mineral surface has been widely studied. Most of these studies examine the mineral surface at equilibrium state and, often, well above monolayer coverage. However, the formation of species at the mineral surface is a complex process that is both kinetically and thermodynamically controlled. In a typical industrial application, the dosage of collector will be around monolayer level. This study uses isothermal titration microcalorimetry to measure the heat evolved during the reaction of sodium ethyl xanthate (SEX) and sodium isobutyl dithiocarbamate (SIBDTC) and their mixtures with galena and chalcopyrite. The sensitivity of the instrument allows heats of reaction of sub-monolayer quantities of thiol collector to be measured.The study found that the nature of the reaction between a collector and a mineral surface was dependent on the type of mineral and the type of collector. Proposals are made for the reactions based on previously reported results and the evidence from this investigation. It was found that when collectors reacted with mixtures of galena and chalcopyrite, the magnitude of the reaction was lower compared to that measured for the pure minerals alone. This may be due to galvanic interactions between the minerals, resulting in a passivating effect on one or both of the minerals.     

氧化锌矿物的表面性质与浮选关系研究综述

氧化锌矿石结构和共伴生关系复杂,表面性质相似,浮选分离难度较大。氧化锌矿中有用矿物异极矿或菱锌矿在浮选过程中难以与含钙脉石矿物方解石和白云石有效分离。因此,对异极矿、菱锌矿及其含钙脉石矿物的表面性质以及其与浮选行为之间的关系进行深入分析可为其高效浮选分离提供理论基础。系统介绍了异极矿和菱锌矿及其含钙脉石矿物表面性质的研究现状,主要包括矿物的表面断裂键、表面润湿性、表面能、表面电性、表面溶解性等,并评述了矿物表面性质与浮选之间的关系。其中,表面断裂键决定矿物暴露面的活性位点;表面润湿性决定矿物天然疏水性;表面能与矿物吸附药剂能力有关,吸附能越负,药剂与矿物表面的相互作用越剧烈;在浮选过程中,带与矿物表面相反的电荷的捕收剂容易通过物理吸附导致浮选;有用矿物表面溶解的金属离子会活化脉石矿物,导致浮选分离困难。最后,对氧化锌矿物表面性质的未来研究方向进行了展望。     

金川矿石中脉石矿物易浮原因的探讨

通过对金川原矿矿石性质研究和精矿及尾矿中硫化矿物的XPS表面测试、扫描电镜统计及能谱测试,探索了金川矿石中脉石矿物易浮的原因。结果表明,金川硫化物表面易与镁结合,蛇纹石表面常有墨铜矿及羟镁硫铁矿,这两个矿物在蛇纹石表面形成使蛇纹石向滑石转变,蛇纹石表面已滑石化或为蛇纹石与滑石的过渡相,这是造成金川脉石矿物易浮且难以抑制的原因。     

油酸钠和增效剂浮选磷灰石及其作用机理研究

本文以增效剂(MA)和油酸钠作为捕收剂,在哈里蒙德管中浮选磷灰石和白云石的单矿物和人工混合矿物。试验结果表明,MA和油酸钠组成的混合药剂有协同效应。在碱性矿浆中,能选择性地分离磷灰石和白云石。 研究中,测定了捕收剂胶束浓度和吸附量。结果表明,MA可以改变油酸钠的预胶束浓度,促使油酸钠在磷灰石表面吸附,油酸钠和MA以物理和化学吸附,共吸附于矿物表面。     

含煤岩系矿产资源类型划分及组合关系探讨

含煤岩系中多种矿产资源共存的现象一直受到人们的关注,煤系矿产资源类型划分及组合关系研究是煤系矿产综合勘查评价的前提条件和基础性工作。通过系统收集整理前人研究成果、现场调研、以及专题会议研讨,重新厘定了含煤岩系矿产资源的概念,将其定义为赋存于煤和含煤岩系以及邻近地层中、与煤矿床有成因联系或空间组合关系的所有矿产资源。从经济性、赋存特征、成因机制、物质相态、工业分类等方面对煤系矿产资源进行了分类。以煤系矿产现今赋存状况为依据,初步建立了煤系矿产资源组合分类系统,包括煤-能源矿产、煤-金属矿产、煤-非金属矿产、煤-能源矿产-金属矿产、煤-能源矿产-非金属矿产、煤-非金属矿产-金属矿产等6大类。从中国煤田地质条件和煤系矿产资源时空分布差异性角度出发,简要总结了5大赋煤区的煤系矿产资源组合类型。     

氧化预处理技术在铜钼硫化矿浮选分离中的研究进展

黄铜矿和辉钼矿是两种典型的硫化矿,其浮选分离一直是业界关注的焦点.硫化矿易氧化,矿物表面氧化程度和氧化产物类型对其浮选行为有重要影响.黄铜矿、辉钼矿在浮选之前进行氧化预处理,它们会产生不同程度的氧化和不同类型的氧化产物,这些原因使矿物的表面原有的性质发生改变,从而改变矿物固有的浮选行为,实现黄铜矿和辉钼矿的浮选分离.论...     

Classification of mineral species on the surface of natural diamond crystals

The analytical research has yielded differences in composition of mineral species on the surface of natural diamonds of hyperaltered kimberlites under conditions of diamond ore occurrence and processing. The classification of the mineral species is based on the mineral origin, properties and attachment on the diamond crystal surface.     

安徽宿州栏杆地区金刚石成矿地质条件及成因

安徽省宿州市栏杆地区位于华北地台东南缘,近年来在基性岩中发现了原生金刚石,圈定了2个强风化残积型金刚石矿体,辉绿岩为金刚石的主要载体,是我国首次在基性岩中发现原生金刚石,取得了找矿重大突破,经储量评审,已达小型规模。根据栏杆地区的找矿成果,对金刚石矿床地质特征、金刚石形成的地质条件及成因展开了研究。结果表明：①该区原生金刚石矿为一种新的成因类型,主要与老寨山辉绿岩岩体有关,与传统认为的超基性的金伯利岩与钾镁煌斑岩为金刚石矿的成矿母岩不同,基性岩为金刚石矿的主要载体;②金刚石矿形成的地质条件主要有华北地台长期稳定的克拉通、平缓的沉积盖层、发育有深大断裂及次级断裂的系统、老寨山辉绿岩岩体、大量指示矿物、风化残积作用等;③栏杆地区原生金刚石矿的成因可能为捕获成因,即在原生金刚石形成后,被深部近软流圈地幔中已经形成的基性岩浆在上升的过程中捕获,通过郯庐断裂带及其次级断裂带以较快的速度携带至地表,是多阶段、多期次发展的产物。     

半可溶盐类矿物溶液化学行为及其对矿物可浮性的影响

根据溶液化学计算、原子吸收光谱、俄歇电子能谱及浮选实验, 研究了白钨矿、方解石、磷灰石体系中矿物溶解平衡及其对矿物表面性质与可浮性的影响。这些半可溶性盐类矿物溶解度相对较大, 一种矿物溶解组分在另一种矿物表面的化学反应, 将导致矿物表面化学组成、电性及可浮性的变化, 这是半可溶盐类矿物浮选分离困难的本质原因。     

氢基矿相转化对铌铁矿浮选行为的影响

采用氢基矿相转化技术可实现白云鄂博中贫氧化矿中铁矿物的高效回收,但对于铌矿物如铌铁矿在氢基矿相转化过程中可浮性的变化还尚未探清。通过单矿物浮选试验,并结合X射线衍射(XRD)、比表面积法(BET)、红外光谱(FTIR)、接触角等分析测试手段,研究氢基矿相转化对铌铁矿可浮性的影响规律,结果表明,氢基矿相转化前铌铁矿在最佳条件(pH = 7、Pb(NO3)2 = 100 mg/L 、BHA = 150 mg/L 、MIBC = 60 mg/L)下,浮选回收率可达92.00%;氢基矿相转化后铌铁矿在最佳条件(pH = 8、Pb(NO3)2 = 100 mg/L 、BHA = 360 mg/L 、MIBC = 60 mg/L)下,浮选回收率可达89.23%,表明氢基矿相转化降低了铌铁矿的可浮性。在氢基矿相转化过程中,铌铁矿表面会产生大量裂隙和孔洞,使其比表面积增大,导致其在浮选过程中会消耗大量药剂。铌铁矿氢基矿相转化前后均与苯甲羟肟酸发生化学吸附。     

Secondary Sulphate Minerals in a Cyprus-Type Ore Deposit,Apliki, Cyprus: Mineralogy and Its Implications Regarding the Chemistry of Pit Lake Waters

The Apliki mine, a Cyprus-type massive sulphide deposit in Cyprus, was exploited for copper until the mid-1970s. Abandonment of the mine left a deep pit that now hosts a lake fed by surface runoff from the surrounding mineralized zone and hydrothermally altered basalt. Oxidation of the sulphide minerals and factors such as climate and terrain relief control the water–rock interactions that generate acid mine drainage (AMD), which ultimately affects and defines the quality of the lake waters. Pyrite and chalcopyrite constitute an almost inexhaustible sulphide source that leads to the formation of a variety of secondary iron and copper mineral phases. The secondary mineral assemblages in the ore zone are mainly iron, copper, and magnesium sulphates, whereas the lakeshore assemblage is dominated by magnesium-, calcium-, sodium-, and aluminum-bearing sulphate minerals. Near the lakeshore, the highly soluble iron sulphate salts dissolve in the lake water, increasing its iron content. Other less soluble salts are more stable and persist in the lakeshore environment. The precipitation and dissolution of efflorescent salts, and, to a lesser extent, the oxidative weathering of the remaining ore minerals, produce additional AMD. Due to the perpetual cycle of mineral dissolution and precipitation, the lake has a low pH (≈3) and contains high concentrations of some contaminants. The processes that contribute to the formation of the efflorescent mineral assemblages and their environmental impact on pit lake waters, and indeed the complete geochemical system, is a typical example of secondary mineral formation in Cyprus-type Cu-pyrite massive sulphide ore deposits.     

Modification of Structural,Chemical and Process Properties of Rare Metal Minerals under Treatment by High-Voltage Nanosecond Pulses

The authors have studied the mechanism of controlled modification of composition, structure, chemistry, physicochemical and process properties of columbite, tantalite, zircon and feldspar at the meso-, micro- and nanoscales after nonthermal treatment by high-voltage nanosecond electromagnetic pulses. The studies used methods: X-ray photoelectron spectroscopy, scanning electron and atomic force microscopy, potentiometric titration, electromigration chromatography, Kelvin probe force microscopy, microhardness metering and assessment of hydrophobic behavior and flotation activity of the minerals. It is found that changes in the chemical state of atoms on the surface of minerals are mainly connected with the sequential transformation of stages in the process of formation and modification of a functional cover of mineral surface, with variation in a ratio of different type hydroxyl groups on the surface of columbite, zircon and feldspar, which conditions contrast physicochemical properties of rare metal minerals and improves selectivity of their separation by flotation.     

菱镁矿和白云石的表面性质及浮游性的密度泛函理论研究

菱镁矿是一种重要的含镁矿物,是制取金属镁的主要原料,菱镁矿和白云石的分离是使用浮选法富集菱镁矿的关键问题之一。矿物表面润湿性的调节是浮选过程中的核心问题,与矿物的表面性质密切相关,深入了解这两种矿物的表面性质,对研究菱镁矿和白云石的浮选分离具有重要意义。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究菱镁矿和白云石两种矿物解理面的性质及其与两种矿物浮游性之间的关系。结果表明：当矿物晶体破裂后,两种矿物的表面均出现明显的重构现象,白云石表面原子的弛豫现象比菱镁矿更明显;白云石（101）面的表面自由能小于菱镁矿（101）面的表面自由能;两种矿物表面Mg原子的3s轨道和2p轨道电子以及Ca原子的3s轨道电子的轨道能级均跨越费米能级;两种矿物（101）表面均具有较强的离子性。     

微生物在矿物浮选中的应用及作用机理研究进展

生物浮选是利用微生物及其代谢产物，选择性调控矿物表面物理化学性质，使有用矿物与脉石矿物浮选分离的一种选矿方法。从浮选微生物的种类、微生物与矿物相互作用的机理以及微生物在有色金属、 铁矿和煤炭浮选中的应用等方面总结了近年来微生物在浮选中应用方面的研究工作，重点从微生物与矿物的吸附、矿物表面化学反应和微生物细胞表面化学等方面来阐述微生物对改变矿物表面性质的影响机制。指出 所报道的生物浮选多是根据经验发展起来的，或侧重于特定的生物方面，或侧重于浮选指标。尽管在润湿性、动电位、红外光谱、基于DLVO理论的计算等一些矿物表面性质表征上已有一定的积累，但关于生物、浮选 药剂及矿物三者之间交互作用的理解仍然是不清楚的。针对微生物和矿石种类的多样性，基于知识的设计、调控微生物-矿物界面行为来解决浮选过程中的问题，或将是未来的努力方向。     

方解石与硅灰石可浮性差异的机理研究

方解石与硅灰石常相互伴生,因矿物晶格中都含有Ca2+而具有一些相似的表面性质和溶解特性;但是,两种矿物所含阴离子基团的不同,又使它们在浮选中表现出一定的差异性。本文以方解石和硅灰石为研究对象,分别研究了十二胺和油酸钠对方解石和硅灰石浮选行为的影响;通过Zeta电位分析和logC-pH分析,研究了不同pH值条件下方解石和硅灰石的表面荷电情况以及溶液中的优势组分情况;通过XPS测试和MS模拟,研究了方解石和硅灰石表面Ca质点密度和Ca不饱和键密度的情况。Zeta电位分析和logC-pH分析的结果表明,由于定位离子的不同,方解石比硅灰石带有更多的表面净剩正电荷;XPS和MS模拟的研究结果则表明,方解石比硅灰石具有更多的表面Ca质点密度和Ca不饱和键密度。      

脂肪酸钠浮选盐类矿物的作用机理研究

本文通过ζ-电位测定,红外光谱分析,吸附量测定,浮选实验及溶液化学计算,研究了脂肪酸钠浮选盐类矿物的作用机理。结果表明,油酸钠在盐类矿物表面发生了化学吸附或表面反应,使盐类矿物表面负ζ-电位显著增加,油酸钠在盐类矿物表面的吸附行为与金属油酸盐生成的溶液化学条件有一致关系,磷灰石、萤石、重晶石、白钨矿、方解石浮选回收率显著上升所需捕收剂浓度,对应于表面脂肪酸钙(钡)沉淀生成所需脂肪酸钠的浓度。这表明,脂肪酸类捕收剂与盐类矿物的作用机理是表面化学反应生成金属脂肪酸盐沉淀。     

六偏磷酸钠在磷矿浮选中的应用及作用机理

磷矿石是磷化工生产的重要原料,在国民经济的发展中占有重要地位。磷矿石入选品位的降低、有用矿物与脉石矿物性质相似、矿物嵌布粒度过细等不利因素影响着磷矿选矿技术的发展。通过研究药剂与矿物之间的相互作用机理有助于改善矿物的选别效果,综述了磷矿石的重要性和浮选现状,着重研究了六偏磷酸钠在中低品位磷矿石浮选中的应用及作用机理。研究发现六偏磷酸钠在磷矿石浮选中有两个主要作用:一是六偏磷酸钠的加入会与捕收剂在磷灰石矿物表面形成竞争吸附,抑制捕收剂在磷灰石矿物表面的吸附,从而改变矿物的亲疏水性;二是六偏磷酸钠的加入会引起矿物表面电荷发生改变,使得矿物颗粒间相互作用力随之发生改变,增加矿物颗粒的分散性,从而优化矿物浮选条件。      

微生物技术在矿物选冶过程中的研究进展

由于矿物逐渐被开采,优质矿物资源日益短缺,“贫、细、杂” 矿物的选别回收亟待解决,人们对选矿技术的要求越来越高。一些特殊的微生物本身或者其代谢物可以将矿物中的离子溶解出来,或者改变矿物的表面性质,并且,与传统选矿药剂和浸出剂相比,微生物具有成本较低,对后续环境污染小的优势,因此,微生物浮选和微生物冶金技术得到了快速的发展。本文介绍了国内外对微生物浸出、氧化、分解和微生物在矿物表面的吸附、化学反应及微生物细胞表面化学等方面的研究进展。