混合铜矿硫化浮选的机理研究

发布时间：2019-03-15 21:34

【摘要】：混合铜矿在铜矿资源中占有3%,是生产铜金属的原料来源之一。其主要选矿方法是硫化-黄药浮选法。该法的主要问题是:硫化钠既是氧化铜矿的浮选活化剂,也是硫化铜矿的强烈抑制剂;当硫化钠用量不足,氧化铜矿物不能充分回收,而用量过大,不仅对硫化铜矿物抑制,而且也会对硫化过的氧化铜矿物产生抑制作用。因此,开展对混合铜矿硫化浮选的理论研究具有重要的现实意义,一方面,能够丰富浮选理论,另一方面,可以为开发高效的浮选新技术提供理论依据。论文题目来源:国家自然科学基金重点项目“难处理铜矿耦合硫化浮选机理研究”(No.51364017)。鉴于铵(胺)盐在氧化铜和混合铜矿选矿中的应用,本论文以孔雀石、黄铜矿纯矿物为研究对象,考察了二者在铵(胺)盐-硫化钠-黄药体系中的浮选行为变化和作用机理,以及铵(胺)盐对人工混合铜矿硫化-黄药浮选的影响情况,并用实际混合铜矿试验进行验证。铵(胺)盐对孔雀石硫化浮选试验表明:除了磷酸氢二铵外,四种无机铵盐(硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵)和乙二胺磷酸盐对孔雀石的硫化浮选行为产生活化效应,组合铵-胺盐的活化效果比单一铵(胺)盐的活化效果更为显著。孔雀石表面SEM-EDS和XPS分析结果分别表明:组合铵-胺盐加入后,矿物表面絮状物明显增多,S质量浓度由直接硫化的2.3%增加到15.16%,且矿物表面检测到了微量N、P元素的特征峰,强化硫化效果明显;组合铵-胺盐能够使得孔雀石表面Cu 2p电子结合能降低,增加铜原子活性,S在矿物表面以S2-和Sn2-形式存在,矿物表面也检测到了 N的特征峰,可能是铜胺络合物(如类似[Cu(en)2]~(2+))存在于矿物表面上,且P原子没有吸附于孔雀石表面上。铵(胺)盐对黄铜矿浮选试验表明:五种无机铵盐能够对黄铜矿直接黄药浮选产生轻微活化作用,乙二胺磷酸盐不起任何作用;黄铜矿经过150 mg/L硫化钠处理后,五种无机铵盐和乙二胺磷酸盐能够在不同程度上消除硫化钠的抑制作用,组合铵-胺盐对消除抑制效果的影响结果不尽相同,其中氯化铵和乙二胺磷酸盐组合效果最佳,能够完全消除硫化钠对黄铜矿的抑制作用。铵(胺)盐能够消除硫化钠对黄铜矿的抑制作用是由于在铵(胺)盐-硫化钠-黄铜矿体系中,低价态的二价硫离子更容易受到溶液中的Cu~(2+)、铜胺络合离子等过渡离子的催化作用,而被氧化为高价态的含氧酸根,且黄铜矿为半导体矿物,铵盐属于强电解质能够增加溶液的导电性,这些因素都能够促进S2-氧化过程进行。动态跟踪硫离子试验结果表明,乙二胺磷酸盐单独作用时,对S2-离子消耗无影响,黄铜矿、Cu~(2+)、铜氨络合离子都能够促使得S2-离子消耗速度加快,而氯化铵、组合铵-胺盐能使S2-离子消耗速度变得更快,电位下降速度更快。黄铜矿表面SEM-EDS表明氯化铵能够对矿物表面起到了清洁作用,S元素浓度从33.65%下降到26.85%;乙二胺磷酸盐加入后,检测到了 N、P元素,且P元素的含量为2.46%,磷酸根离子能够吸附在矿物表面上,这也阻碍了溶液中S2-离子吸附在矿物表面上;黄铜矿表面XPS分析表明,氯化铵没有在矿物表面上发生吸附,没有新物质生成,乙二胺磷酸盐与矿物表面发生一定作用,表面检测到铜胺络合物的特征峰,且硫被检测到多种形式,表明硫在矿物表面发生氧化。铵(胺)盐在混合铜矿硫化浮选中的作用表现为:一方面能够强化氧化铜矿的硫化过程,稳定在氧化铜矿表面生成的硫化膜,提高其疏水性;另一方面,能够削弱剩余硫化钠中硫离子对黄铜矿的抑制作用,促使其氧化成高价态硫氧酸根离子,提高硫化铜的可浮性,最终使得总铜回收率提高。当硫化钠用量为200mg/L时,在氧化率为30%的人工混合铜矿中,黄铜矿回收率为59.36%,孔雀石回收率为47.58%,总铜回收率为65.82%;当添加组合铵-胺盐后,黄铜矿的回收率能达到91.32%,孔雀石的回收率维持在41%左右,总铜回收率为76.23%,相比较后,总铜回收率提高了 10.41个百分点。在氧化率为27.42%的实际混合铜矿硫化-黄药浮选试验中,组合按-胺盐的添加能够使全铜回收率提高了 4.79个百分点,氧化铜矿相回收率提高了 9.66个百分点,硫化铜矿相回收率提高了 2.95个百分点,该试验结果进一步证实了纯矿物浮选试验的结论。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD952;TD923

【参考文献】