【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礦物加工領域研究的熱門和難點課題之一。對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較為復雜外,其中一個重要的原因是礦漿中的難免銅離子對硫化鋅礦物產生了預活化,致使二者的表面性質相近,即礦物表面發(fā)生“同質化效應”,常規(guī)的抑制劑難以實現有效的銅鋅分離。因此,要實現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現銅鋅的高效分離。針對上述問題本文提出了一種銅鋅分離的新方法:采用“無機抑制劑+小分子有機抑制劑”所構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、閃鋅礦為研究對象,通過純礦物試驗對比了有機抑制劑二甲基二硫代氨基甲酸鈉(SDD)與多種傳統抑制劑對礦物抑制能力的差異并進行了組合藥劑的篩選試驗,在此基礎上研究了SDD、ZnSO_4+SDD的抑制機理。浮選結果表明,SDD是一種銅鋅分離的高效有機抑制劑,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,而對黃銅礦影響較小。SDD對銅活化閃鋅礦的抑制能力與Na_2S相當,但優(yōu)于ZnSO_4、Na_2SO_3。在此基礎上,通過單礦物條件試驗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。當采用組合抑制劑ZnSO_4+SDD處理Cu-Zn(1:1)混合硫化礦時,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%。相對而言,組合抑制劑ZnSO_4+SDD對Cu-Zn混合硫化礦的抑制性能優(yōu)于SDD,其能夠實現銅-鋅硫化礦有效分離。通過Zeta電位分析發(fā)現: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。對黃銅礦而言,在pH=2~12范圍內,SDD、ZnSO_4+SDD對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)電化學測試(LEIS)進一步發(fā)現,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,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)生協同吸附。前線軌道能量計算結果表明,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于BX。藥劑在礦物表面吸附構型的分子模擬發(fā)現,無論模擬中是否存在水分子,SDD比BX在ZnS(110)表面Zn位點以及銅活化后的ZnS(110)表面Cu位點的吸附要穩(wěn)定。在ZnS(110)的吸附模型中發(fā)現,水分子的存在會導致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,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,水分子的存在導致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,峰發(fā)生了一定程度分裂并且SDD作用下的峰分裂強度低于BX作用下。通過Visual MINTEQ溶液化學組分計算及SEM-EDS研究發(fā)現,在pH=10的條件下,ZnSO_4+SDD組合抑制劑中ZnSO_4的水解產物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對銅活化閃鋅礦具有強烈的抑制作用。
【圖文】：

品與汽車制造、建筑等 110 多個行業(yè)息息相關。當今社會有色個國家經濟、科學技術、國防建設等發(fā)展極為重要的物質基礎實力和保障國家安全的關鍵性戰(zhàn)略資源[3,4]。而金屬銅、鋅則在關重要的地位，隨著社會的發(fā)展銅、鋅的消耗逐年增加。本小節(jié)性質及用途進行文獻綜述。銅金屬的性質及用途Copper）位于第四周期第 IB 族的過渡元素，，其原子的外電4s1、相對原子質量為 63.64[5]。正是由于其核外電子構造（過渡形成單質以及多價態(tài)（+1、+2）的化合物，其中 0、+2 價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，但是在一定的環(huán)境中仍然能發(fā)生化學反應比如：在與 O2反應生成 CuO 或 Cu2O；在潮濕的環(huán)境中 O2、H2O、CO2面會生成綠色的堿式碳酸銅（Cu2(OH)2CO3），正是由于這樣的

多的優(yōu)越性質但依然滿足不了社會發(fā)展的需求，因此銅與鋅、金屬形成的合金材料應運而生[7-10]。銅合金在某些方面的性質其在工業(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，因而被廣泛運用于電械和運輸等行業(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 族的過渡電子構型為[Ar]3d104s2、相對原子質量為 65.39[5]。正是由于其渡元素）導致其能夠形成單質以及多價態(tài)（+1、+2）的化合物， Zn 為主要的鋅物質。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，進而阻止金屬鋅內部進一步反應[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
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TD952;TD923.14

【參考文獻】

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本文編號：2593328