Fe^(3+)对细粒菱锌矿和方解石分散行为的影响

方解石矿泥的覆盖和高价金属阳离子的存在是影响粒径−20μm细粒菱锌矿浮选效果的关键因素,两者通过改变菱锌矿的表面性质而恶化其分散性和浮选环境。本文选择菱锌矿浮选中常见的Fe^(3+)为研究对象,通过吸附试验、Zeta电位、XPS分析,DLVO理论计算等考察Fe^(3+)对菱锌矿和方解石的分散行为规律和作用机理。结果表明:两种矿物对Fe^(3+)的吸附行为基本一致,但Fe^(3+)对菱锌矿分散行为的影响程度大于Fe^(3+)对方解石分散行为的影响。当Fe^(3+)浓度为5×10^(−4)mol/L时,菱锌矿分散行为被完全破坏。溶液化学及DLVO理论计算结果表明,Fe^(3+)吸附在矿物表面形成了羟基络合物或Fe(OH)3,导致菱锌矿颗粒间作用力小于方解石的,这是Fe^(3+)破坏菱锌矿分散行为、影响粒径−20μm细粒菱锌矿浮选的主要原因。

硫化—胺法浮选菱锌矿体系中两相和三相泡沫的性能研究

硫化—胺法是氧化锌的主要选别方法之一,在工业生产中的指标较好,但存在浮选泡沫发黏、难消泡的问题。研究了硫化-胺法浮选菱锌矿体系中两相泡沫和三相泡沫的性能,考察了硫化钠用量、十二胺用量、矿物含量、矿物粒度、矿物种类等对泡沫稳定性的影响,并测试了不同矿物含量的矿浆黏度。结果表明,在采用硫化—胺法浮选菱锌矿时,加入硫化钠能够提高两相和三相泡沫的稳定性。不同粒度的矿物颗粒对泡沫稳定性影响不同,加入-74+37μm粒级的菱锌矿和石英颗粒均能够降低泡沫稳定性,而加入-37μm粒级的菱锌矿和石英颗粒均能够提高泡沫稳定性,-18μm的石英颗粒影响尤为明显。当十二胺与微细粒级石英共同存在时,浮选泡沫尤为稳定。加入石英颗粒后的三相泡沫半衰期均高于菱锌矿,这是由于石英矿浆的黏度高于菱锌矿,因而泡沫液膜的Marangoni效应增强,导致排液速率变慢,泡沫液膜变薄速率下降,泡沫稳定性更强。

白铅矿(PbCO_(3))和菱锌矿(ZnCO_(3))硫化机理的DFT研究

采用密度泛函理论(DFT)比较研究白铅矿(PbCO_(3))和菱锌矿(ZnCO_(3))硫化机理的差异。通过在PbCO_(3)/ZnCO_(3)表面构建Pb-S/Zn-S层来模拟硫化结构。层距和Mulliken电荷的结果表明,PbCO_(3)上形成稳定的Pb-S层,而ZnCO_(3)上形成的Zn-S层不稳定。由于Pb-S层具有高的共价性,而Zn-S层具有高的离子性,因此,硫化-黄药法对PbCO_(3)浮选有效,对ZnCO_(3)浮选无效。为了回收ZnCO_(3),需要强离子性捕收剂,因此,硫化-胺法在ZnCO_(3)浮选中应用较广。PbCO_(3)和ZnCO_(3)表面硫化层结构和浮选行为差异主要是由于金属离子(Pb^(2+)和Zn^(2+))和配体(O配体和S配体)极化率的不同以及Zn^(2+)3d^(10)轨道的惰性造成的。

菱锌矿硫化浮选机理及影响因素研究进展

随着锌资源开发利用的深入,低品位难选氧化锌矿成为锌的重要来源,菱锌矿作为分布最多的典型氧化锌矿,是锌的重要矿产来源。本文详细介绍了菱锌矿重要的浮选手段——表面硫化浮选,阐述了硫化浮选的作用机理,解释了菱锌矿硫化过程中化学吸附、化学反应以及详细阐述菱锌矿硫化过程中沉淀-溶解反应机理,指出硫化过程是硫化层的沉淀与氧化层脱落的动态平衡过程,成核过程为受到以溶度积为主要驱动力所发生的非均质成核,该过程不同阶段硫化速度随时间而变化。本文列举了浮选过程中矿浆pH、硫化时间、硫化温度等因素对沉淀-溶解硫化的影响方式。同时指出高效强化硫化与绿色硫化是菱锌矿硫化浮选未来研究的重中之重,通过添加药剂进行硫化的高效强化能有效减少硫化钠的用量,通过开发绿色有机硫化剂来减少硫化钠等无机硫化剂的使用,降低选矿废水的污染以及处理难度,最后点明硫化浮选在当前乃至将来都是菱锌矿有效分选的重要方法。

组合药剂提升菱锌矿与白云石分选效果的机理研究

易选硫化锌矿资源因大量开发而日趋枯竭,以菱锌矿为代表的氧化锌矿资源的高效开发利用愈发重要。菱锌矿与白云石同属碳酸盐类矿物,晶体结构相似,表面性质相近,浮选分离困难。通过浮选试验,系统研究了以油酸钠、十八胺、苯甲羟肟酸、水杨羟肟酸及其组合为捕收剂,四聚磷酸钠和氯化钙作为组合抑制剂条件下,菱锌矿与白云石的浮选特性。结果表明,单一捕收剂体系中,菱锌矿与白云石难以有效分选;水杨羟肟酸和油酸钠的捕收剂组合具有良好的协同效应,四聚磷酸钠与氯化钙的抑制剂组合具有较高的选择性,可实现菱锌矿与白云石的高效分选。采用晶体化学模拟计算、动电位分析、捕收剂吸附量分析等手段,对浮选结果与作用机理进行了阐释与验证。

磷酸盐对菱锌矿与白云石浮选分离影响

菱锌矿和白云石在以十二胺为捕收剂的体系中,可浮性差异较小,浮选分离困难。通过单矿物浮选实验,研究三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠3种磷酸盐对菱锌矿和白云石浮选的影响,结果表明三聚磷酸钠用量为30 mg/L时,对白云石产生强烈的抑制作用,对菱锌矿的抑制作用稍弱,实现了对白云石的选择性抑制。实际矿石试验结果表明,使用三聚磷酸钠600 g/t作为白云石抑制剂,经浮选分离可以得到锌品位36.49%、回收率为75.49%的锌精矿,实现菱锌矿和白云石的有效分离。通过Zeta电位测试和吸附量测试,探讨三聚磷酸钠对白云石的抑制作用机理,结果表明,三聚磷酸钠能显著影响捕收剂十二胺在白云石表面的吸附,对菱锌矿表面的吸附过程影响小,增加捕收剂在菱锌矿和白云石表面的吸附差异,导致菱锌矿与白云石的可浮性差异。

异硬脂酸钠体系下菱锌矿与方解石反浮选分离行为及机理研究

针对氧化锌矿中钙镁碳酸盐脉石含量高导致浮选分离困难、浸出酸耗高的问题,以碳链异构的异硬脂酸钠作为捕收剂,通过微浮选试验、Zeta电位测定、XPS分析及密度泛函理论计算等方法研究了菱锌矿与方解石反浮选分离行为及药剂在矿物表面的吸附作用机理。结果表明,增大矿浆pH值可以有效抑制菱锌矿的上浮,在强碱性的异硬脂酸钠体系下菱锌矿与方解石表现出了较好的反浮选分离趋势,在pH=11.5、捕收剂用量1.25×10^(-3) mol·L^(-1)的条件下,通过反浮选可脱除人工混合矿中62.1%的Ca,Zn的损失率为11.9%。与方解石相比,菱锌矿表面对水分子和OH-吸附能力明显更强,但对异硬脂酸根离子的吸附能力较弱;方解石表面与捕收剂分子之间存在明显的电子转移,矿物表面失去电子,羧基中的O原子周围电子密度增加,菱锌矿表面与捕收剂分子之间的电荷转移量相对较小。

水玻璃对菱锌矿与石英浮选分离的影响

通过单矿物浮选试验、ζ电位、吸附量测定及扫描电镜研究水玻璃对Ca2+存在体系下菱锌矿与石英浮选分离的机理。结果表明:pH为9.5-11时,Ca2+可以显著活化石英的浮选,并使水玻璃对菱锌矿的抑制作用增强,严重影响二者的分离;改变添加剂添加顺序,在矿浆中优先加入水玻璃,可以有效防止Ca2+在矿物表面的吸附,使捕收剂在矿物表面的吸附量差异增大,从而消除Ca2+对菱锌矿与石英浮选分离的影响。

孔雀石／菱锌矿浮选溶液化学研究

研究了孔雀石和菱锌矿的动电和浮选行为，浮选试验和溶液化学计算表明，Ｎａ２Ｓ硫化作用的主要组分是ＨＳ－，ＨＳ－与矿物表面反应的自由能变化最负的ｐＨ范围与硫化浮选ｐＨ范围一致。孔雀石溶解Ｃｕ２＋在菱锌矿表面的化学反应，可导致菱锌矿表面产生ＣｕＣＯ３沉淀，使菱锌矿表面电性类似于孔雀石表面，菱锌矿在孔雀石澄清液中的浮选受到活化。而菱锌矿溶解Ｚｎ２＋使孔雀石在菱锌矿澄清液中的浮选受到抑制。

喀喇昆仑火烧云深成菱锌矿矿床地质特征及成因

新疆和田火烧云矿床是青藏高原西部新发现的重要超大型矿床之一,是迄今我国规模最大的锌(铅)矿床,同时也是全球罕见的巨型菱锌矿矿床,累计探明铅锌资源储量超过1800万吨,因其经济价值巨大,矿床成因引人注目。详实的野外地质剖面和钻孔岩芯观察证实,容矿围岩龙山组由泥晶灰岩、砂屑灰岩、鲕粒灰岩和生物碎屑灰岩等组成,广泛发育鸟眼构造、窗格构造和平底晶洞构造,指示沉积环境为中侏罗世碳酸盐岩台地滨海-潮坪的滩坝(介壳滩、鲕粒滩)高能环境。矿区已发现上、下两个含矿层,20余个矿体。下含矿层菱锌矿主矿体储量占比超过95%。矿体呈透镜状、似层状产出,小角度穿切围岩地层。矿石矿物以菱锌矿为主,少量白铅矿和方铅矿;脉石矿物以方解石为主,少量石膏。菱锌矿矿石发育交代、自形-半自形结晶结构,块状、晶洞、条带状和斑马状构造。火烧云超大型矿床形成经历了阶段Ⅰ菱锌矿(Sm1)、阶段Ⅱ菱锌矿(Sm2)-(方铅矿)和阶段菱锌矿(Sm3)-Ⅲ方铅矿(铅矾)三个连续成矿阶段,其中主成矿阶段菱锌矿(Sm1)占比80%以上。矿区灰岩及碳酸盐矿物碳-氧同位素分析结果表明,菱锌矿基本继承了主岩灰岩的碳-氧同位素,结合菱锌矿矿石交代结构特征,证实火烧云矿床属于后生热液交代成因。基于菱锌矿矿石矿相学和碳-氧同位素特征,本文首次提出并详细讨论了火烧云矿床的菱锌矿化成矿作用,即富锌少铅贫硫(S2-)热液通过微米级方解石溶解-菱锌矿沉淀藕合作用交代龙山组灰岩。因此,火烧云矿床既不是发生氧化的MVT锌矿床,也不是SEDEX锌碳酸盐矿床,而是一类原生深成(hypogene)热液交代锌碳酸盐矿床。

Zn^(2+)、Cu^(2+)对菱锌矿和石英浮选的影响及作用机理

在氧化锌矿的浮选实践中,石英大量进入浮选精矿。通过浮选试验、动电位测试和溶液化学计算的方法,考察浮选体系中的难免金属离子(Zn2+,Cu2)+对菱锌矿-石英浮选体系的影响及机理。研究结果表明,Zn2+和Cu2+在整个试验pH范围内对菱锌矿均有一定的活化作用;在没有金属离子存在时石英不可浮;Zn2+、Cu2+在pH 6~11的范围内能活化石英的浮选;Zn2+和Cu2+对石英浮选活化的pH范围与金属氢氧化物形成的pH范围有关。

铁离子和亚铁离子对菱锌矿和石英浮选的影响

菱锌矿和石英纯矿物的浮选试验、动电位的测试、金属离子溶液化学计算结果表明,Fe3+、Fe2+对菱锌矿有明显的抑制作用;在无金属离子存在时石英基本不浮,Fe3+、Fe2+在碱性条件下能活化石英的浮选;在碱性条件下,Fe3+或Fe2+呈羟基络合物和氢氧化物吸附在石英表面,使石英表面吸附活性质点增加,是Fe3+或Fe2+活化石英浮选的主要原因;Fe3+或Fe2+生成的氢氧化物沉淀覆盖在菱锌矿表面,阻碍了捕收剂在菱锌矿表面的吸附,是Fe3+或Fe2+抑制菱锌矿浮选的主要原因。

十二胺体系中菱锌矿的浮选行为

以十二胺(DDA)为捕收剂,通过单矿物浮选试验对硫化钠存在时菱锌矿的可浮性及正辛醇对菱锌矿可浮性的影响进行了初步研究。结果表明,硫化钠对菱锌矿的活化作用主要通过HS-吸附在菱锌矿表面,降低菱锌矿表面电位实现;当pH值在9.5～11.5范围内,DDA对经硫化钠活化后的菱锌矿具较好的捕收性;正辛醇对经硫化钠活化后的菱锌矿无捕收性,但其能够强化DDA对经硫化钠活化后的菱锌矿的捕收能力,当正辛醇以40%的物质的量取代DDA组成胺醇复合捕收剂时,使用复合捕收剂浮选可获得与单独使用DDA浮选相同的效果;红外光谱研究表明,硫化钠、正辛醇、DDA与菱锌矿表面发生物理吸附。

五种有机螯合剂活化菱锌矿作用机理研究

研究了水杨醛肟、α-安息香肟、邻氨基苯甲酸、8-羟基喹啉和乙二胺五种有机螯合剂对菱锌矿的活化作用,结果表明,五种有机螯合剂都能很好地活化菱锌矿的浮选。通过吸附量的测定、Zn2+离子浓度测定和红外光谱测定分别对乙二胺和8-羟基喹啉活化菱锌矿的机理进行了研究。

十二胺体系中异极矿和菱锌矿的浮选行为

通过单矿物浮选试验对异极矿和菱锌矿在十二胺体系中的浮游性进行了研究.浮选试验结果表明,异极矿的可浮性髙于菱锌矿,当pH值在10-11范围内,十二胺对两种矿物的捕收性最好.溶液化学计算和zeta电位测试结果表明,十二胺主要通过静电作用吸附在异极矿和菱锌矿表面,十二胺分子和十二胺阳离子之间的缔合作用能够增强十二胺对两种矿物的捕收能力. zeta电位测试、XPS测试和溶液化学计算的结果表明,异极矿的零电点低于菱锌矿的零电点.第一性原理计算和接触角测试的结果表明,异极矿的疏水性大于菱锌矿.

菱锌矿加温硫化浮选动力学研究

研究了菱锌矿加温硫化浮选的过程。考察了温度和硫化钠用量对菱锌矿浮选回收率的影响,研究了Na2S在菱锌矿表面上吸附量与温度和搅拌时间的关系,推导了菱锌矿加温硫化浮选过程动力学方程式,分析了其过程和原理。

油酸钠体系下碳酸钠对菱锌矿浮选行为影响及作用机理

通过菱锌矿纯矿物浮选试验、溶液化学理论计算、动电位测试和吸附量测试,考察碳酸钠在油酸钠浮选菱锌矿体系中的影响。结果表明:在碱性条件下(pH>10),油酸钠浮选菱锌矿效果较差,当pH 10.5时,碳酸钠用量的增加能显著改善菱锌矿的可浮性。由泡沫稳定性测试可知,浮选体系三相泡沫层稳定性能随着碳酸钠浓度的增加而增强。结合起泡剂MIBC、松醇油实验说明,当pH>

Zn^(2+)存在体系中菱锌矿与石英浮选分离的研究

以油酸钠为捕收剂,通过单矿物浮选试验、ζ-电位测试、吸附量测定及溶液化学分析,研究了水玻璃与六偏磷酸钠对Zn2+存在体系中菱锌矿与石英浮选分离的影响,并对其机理进行了讨论。结果表明,难免离子Zn2+对石英的活化是二者不能分离的主要原因。在矿浆中优先加入水玻璃,无法使二者有效分离;六偏磷酸钠的加入,可以明显减弱捕收剂在石英表面的吸附,使其可浮性显著下降,增大与菱锌矿的可浮性差异,从而实现菱锌矿与石英的分离。

干/湿磨对菱锌矿浮选的影响

采用钢球和氧化锆球两种球介质,通过磨矿和浮选试验,研究了干、湿磨对菱锌矿油酸钠浮选体系中浮选回收率的影响。结果表明,不同的磨矿方式对菱锌矿的浮选产生重大影响,在油酸钠浮选体系中,采用相同的磨矿介质磨矿,湿磨菱锌矿的浮选回收率明显高于干磨菱锌矿。

利用分子力学分析黄药浮选未活化菱锌矿的浮选行为

对菱锌矿—黄药(乙基黄药、丁基黄药、辛基黄药和十二烷基黄药)体系分别进行了浮选试验、FTIR红外检测、分子力学模拟和计算。对于未活化的菱锌矿,丁基黄药、辛基黄药和十二烷基黄药可以使之浮游。FTIR证实菱锌矿表面存在可以使之浮游的3种高级黄药的特征吸收峰,乙基黄药在矿物表面未被检测到。分子力学在原子尺度上模拟和计算了黄药—菱锌矿表面相互作用及作用能,指出结合药剂酯水分离系数后分子力学模拟和计算结果可以较好地解释捕收剂—矿物体系的浮选试验和红外检测结果。