硫化钠体系中异极矿表面的硫化特性及硫化产物解析

通过多种分析检测方法揭示硫化钠体系中异极矿表面的硫化特性和机理,并对异极矿表面硫化产物进行分析测试。研究结果表明,硫化钠浓度对异极矿表面的硫化效果具有显著影响,即提高硫化钠浓度能促进矿浆溶液中硫组分与矿物表面反应,从而提高异极矿表面硫化产物的含量及矿物表面的疏水性。XPS和ToF-SIMS分析表明,异极矿表面的硫化产物并非单一的硫化物,而是由硫化物(S^(2−))和多硫化物(S_(n)^(2−))组成,且矿物表面多硫化物含量随硫化钠浓度的增加而增加,从而增强异极矿表面硫化产物的活性。

表生异极矿成因研究及其找矿意义

云南金顶异极矿产于铅锌矿床氧化带中,基于对该矿床异极矿产出特征、颜色环带、不同颜色环带的成份、显微结构以及其他铅锌氧化物的分析,认为异极矿是由硅酸与锌的重碳酸盐溶液反应生成。镜下异极矿集合体纤维交织结构、环带结构、毛粘状结构等显微结构特征分析表明异极矿是表生环境下形成。扫描电镜获得异极矿清晰的单晶体、集合体和晶体间充填物的图像,晶体大小约为100μm～300μm,晶体间片状充填物约为250μm。同时对云南金顶铅锌矿床和异极矿与其他地区铅锌矿床和异极矿产出特征进行比较认为:异极矿一般产出于铅锌矿床表生氧化带,在风化淋滤作用较强环境下产出,对矿床环境和原生铅锌矿床找矿有一定指示意义。

异极矿加热过程的研究

实验所用的两块异极矿标本采自云南金硕铅锌矿氧化带中。对样品进行了湿法化学全分析、差热分析和失重分析。实验结果表明,所研究的样品化学式与Zn4Si2O7(OH)2·H2O相符。根据以上分析结果,分别在600℃、700℃、800℃、 900℃和1300℃进行恒温三小时热处理,并对热处理过的样品进行X光粉晶衍射和红外吸收光谱分析。异极矿大约在500℃失去结晶水,在700℃失去氢氧根。在600℃时,X光粉晶衍射数据表明它的结构与异极矿没有本质差别,仅仅是晶胞微微缩小,此时红外光谱分析表明样品中有结构水存在,因此说明这种结构水是一种“沸石水”。这时的样品是Zn4Si2O7(OH)2,即脱水异极矿,而非γ-Zn2SiO4。700℃处理样品与Taylor实验中的β-Zn2SiO4有完全一致的X光粉晶衍射数据,但它不是单一物相,而是以锌橄榄石为主,并含有部分脱水异极矿和硅锌矿,β-Zn2SiO4的结构是橄榄石型的。800℃、900℃和1300℃热处理异极矿保持硅锌矿物相。总体来看,γ-Zn2SiO4并不存在,也不会分解成为ZnO和SiO2。

机械活化对异极矿碱法浸出及物理性能的影响

为了提高异极矿在碱性溶液中的浸出效率,采用QM-1SP行星球磨机对云南南坪异极矿进行机械活化强化浸出研究。通过浸出动力学实验、扫描电镜分析(SEM)、粒度分析、热重-差热分析、X射线衍射分析探讨机械活化对异极矿晶体结构和浸出行为影响的规律。结果表明:机械活化使异极矿细化分散、矿晶格显著畸变并在表面形成非晶态层,矿物颗粒处于高能亚稳态;机械活化可有效阻止不溶性浸出产物在矿物颗粒表面的积累,消除直接浸出的停滞期,使浸出速率加快,相同浸时间内锌浸出率显著提高;碱法直接浸出异极矿浸出率达到80.5%需6h,球磨15min后异极矿达到相同浸出率仅需3h;磨-浸结合(Mechano-chemical)具有更佳的浸出效果。

异极矿成矿规律及浮选药剂作用机理研究现状

本文主要考察了异极矿的成矿规律、结构特征以及异极矿与浮选药剂之间的作用规律,详细分析了影响异极矿可浮性的重要因素,总结了国内外与异极矿相关的浮选药剂与异极矿之间的作用规律,研究结果表明:在成矿的前期阶段,异极矿易与粘土矿物混杂,采用浮选法进行回收时含锌矿物易损失于矿泥中,从而使得异极矿的浮选回收率较低;胺类捕收剂的极性基团—NH_2中N、H原子与异极矿表面的Zn、Si、O、H等原子之间并未形成有效的化学键,捕收剂与异极矿之间的作用方式仅为静电吸附;由于异极矿中SiO_4^-的体积比Zn^(2+)更大,在与浮选药剂发生作用时,矿物表面的Zn^(2+)往往被SiO_4^(2-)屏蔽,使得矿物溶解度降低,从而使得S^(2-)、HS^-等起硫化作用的离子很难与Zn^(2+)结合,硫化时间增长;螯合剂法有望成为异极矿浮选新的高效选别方法。

云南金顶异极矿晶体化学特征与颜色成因探讨

为研究云南金顶铅锌矿床中异极矿谱学特征和颜色成因,利用湿法化学全分析、振动光谱仪、X光粉晶衍射仪和电子探针对5组异极矿样品谱学特征和化学成份进行研究。湿法化学全分析得出了异极矿的化学成份,成份中出现了可能致色的铜、铁和镍元素;X光粉晶衍射和振动光谱分析得出异极矿晶胞参数和特征谱线表明样品蓝色和白色环带均为异极矿,5组样品的平均晶胞参数为:a=0.8372nm,b=1.0702nm,c=0.5116nm;红外光谱测试中获得了未见报道的452cm^(-1)以下异极矿晶体结构吸收峰,同时分析了异极矿中的结构水、结晶水吸收谱带;对红外光谱和拉曼光谱中的各吸收谱带和特征峰进行了归属。通过电子探针、红外光谱、拉曼光谱测试和分析认为异极矿的蓝色与Cu^(2+)的类质同像替代有关,白色异极矿不含铜元素,白色和蓝色异极矿结构相似,异极矿玻璃光泽和土状光泽与其含有较多的结晶水有关。

异极矿热相变过程的高温原位拉曼光谱

利用高温拉曼光谱技术,对异极矿进行了原位拉曼光谱的测试和研究。结果表明,异极矿加热至800 K时,与结晶水(H2O)中O-H伸缩振动对应的3470 cm-1特征拉曼谱峰消失,但标志硅酸盐骨架[Si2O7](Q1)结构的特征谱峰926 cm-1未受影响,表明结晶水的丢失并不影响异极矿的整体结构。当加热至1050 K,反映结构水O-H伸缩振动的特征峰3580 cm-1消失,与Q1结构单元Si-Onb对称伸缩振动相对应的特征峰926 cm-1强度逐渐减小,并出现与Q0相对应的852.4 cm-1特征峰。这表明加热到1050 K时,异极矿开始出现相变。当升温达1100 K以上,结构水(OH)的特征谱峰(3580 cm-1)消失,与Si-Onb对称伸缩振动对应的特征拉曼谱峰变为855 cm-1,这标志着异极矿原有的Q1结构已完全转变为硅锌矿的Q0结构([SiO4]结构),也就是说异极矿已完成向硅锌矿的转变。

阴阳离子混合捕收剂对异极矿的浮选作用及机理

采用DDA(十二胺)和KAX(异戊基黄原酸钾)的阳阴离子混合药剂作为捕收剂,对异极矿进行单矿物浮选及检测,并与单独使用DDA或者KAX作为捕收剂进行比较。结果表明:采用DDA和KAX的摩尔比为1:3的混合捕收剂浮选异极矿时,比单独使用DDA或者KAX对异极矿的浮选效果要好,且在pH值为10左右时浮选效果最佳,回收率达86%;DDA和KAX混合后各自所带的阴、阳离子电性中和,降低了捕收剂分子之间的静电斥力,从而使混合捕收剂的临界胶束浓度值降低,在矿物表面吸附时形成半胶束吸附的浓度值降低,更易于在异极矿表面形成半胶束吸附,对矿物浮选捕收效果增强。

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.

浮选过程中金属离子对异极矿硫化的影响

通过浮选试验、溶液化学计算、动电位和XPS测试研究硫化以及金属离子对异极矿浮选的影响。研究结果表明:常温条件下黄药对异极矿以及硫化后的异极矿捕收能力都较差,硫化后添加金属离子可明显提高异极矿的回收率,且活化的由弱到强顺序为:Cu^(2+),Zn^(2+)或Pb^(2+)。HS-是硫化异极矿的有效成分,金属离子对异极矿的活化能力和pH区间与金属离子水解后的荷正电组分的浓度有关;Na_2S硫化过程中添加Pb^(2+)可使异极矿表面形成Pb S,有利于提高黄药的吸附量,从而强化了异极矿的硫化过程并提高了异极矿的回收率。

CaF_2催化真空碳热还原异极矿制备金属锌(英文)

通过异极矿真空碳热还原试验,研究添加CaF2和对碳热还原硅酸锌的的影响。结果表明:CaF2能催化硅酸锌的碳热还原,降低还原温度,缩短反应时间;温度越低,催化效果越好;CaF2的添加量越多,催化效果越明显。CaF2催化真空碳热还原异极矿的较佳工艺条件是:CaF2的添加量约10%,还原蒸馏温度1373K,C/Zn总的物质的量比2.5,系统压强低于20kPa,反应时间约40min。在较佳工艺条件下,异极矿中约93%的锌被还原蒸馏出来。

十二胺体系中异极矿浮选行为的研究

以十二胺为捕收剂,通过单矿物浮选试验对异极矿的可浮性及正辛醇对异极矿可浮性的影响进行了初步研究.结果表明,当pH值在10~11范围内,适量的十二胺对未经活化的异极矿具较好的捕收性;正辛醇对异极矿不具有捕收性.正辛醇能够强化十二胺阳离子在异极矿表面的吸附,降低十二胺的浮选起始浓度;当正辛醇以25%的物质的量比取代十二胺组成胺醇复合捕收剂时,使用复合捕收剂可获得与使用十二胺相同的浮选效果.

S-H_2O系中纯异极矿水热硫化及矿相转变研究

为深入研究氧化锌矿元素硫水热硫化机理,本文以锌的重要硅酸盐类矿物-异极矿为研究对象,元素硫为硫化剂开展了纯异极矿水热硫化及矿相转变规律研究.在水热体系中合成的异极矿经XRD检测结果表明,合成矿物的纯度高,结晶度好.增大搅拌转速、提高转化温度、增加硫磺用量、缩小颗粒粒度均可显著提高异极矿的硫化转化率.在160℃下异极矿经水热硫化转化90min后有硫化锌生成,其XRD衍射峰随温度的升高而加强.在220℃下转化240 min后异极矿水热硫化过程已基本完成.

应用有机螯合剂活化异极矿的研究

研究证实水杨醛肟、α-安息香肟和邻氨基苯甲酸对异极矿的浮选均具有明显的活化作用。经上述有机螯合剂活化后,异极矿的胺法浮选可在中性至弱碱性介质中进行。与通常用硫化钠作活化剂相比,用有机螯合剂活化可提高异极矿与脉石矿物分选的选择性并可降低胺用量。吸附量测定和红外光谱分析结果表明,含有—COOH 与—NH_2基或—OH 与=N-OH 基的这三类药剂的活化作用是靠它们在矿物表面发生化学吸附,造成矿物表面初步疏水并促进胺在矿物表面的吸附所造成的。

菱锌矿和异极矿的晶体结构差异对其分选性的影响

通过磨矿细度、硫化钠用量和捕收剂HHA用量试验对比了高硅酸盐氧化锌矿和高菱锌矿氧化锌矿两种氧化锌矿的浮选指标差异。结果表明,高菱锌矿氧化锌矿更容易用硫化-胺法浮选回收。其次,通过菱锌矿和异极矿纯矿物的硫化钠消耗量浮选试验研究了两种氧化锌矿物可硫化性差异。最后从晶体结构学角度分析了导致菱锌矿更易于用硫化浮选方法回收的主要原因是在碎磨过程中菱锌矿相对于异极矿表面产生作用靶点Zn2+多。

云南乐红铅锌矿床氧化带中异极矿的矿物学特征及其意义

云南乐红铅锌矿床氧化带十分发育 ,呈细脉或葡萄状产于氧化矿石中的白色矿物曾被认为是菱锌矿。笔者对该矿物作了物理、光学性质 ,化学成分 ,X射线衍射 ,红外光谱及失重和差热分析研究 ,确定其为异极矿。其晶体化学式为Zn3.98(Si2 .0 1Al0 .0 1) 2 .0 2 O7(OH ) 2 .0 3·0 .88H2 O ,晶胞参数a =0 .8380 ( 4 )nm ,b =1.0 718( 7)nm ,c =0 .512 5( 6)nm。对异极矿矿物学特征的全面研究 ,丰富了国内的矿物学资料。该矿物是乐红铅锌矿床中次生的主要工业锌矿物 ,因此 ,具有现实的工业利用价值并对寻找原生铅锌矿体有重要的指示意义。

25°C时异极矿在硫酸铵溶液中的溶解度(英文)

采用等温法测定了25°C时异极矿在硫酸铵溶液中的溶解度,并利用X射线衍射、傅里叶转换红外光谱及扫描电子显微镜分析了溶解湿渣的性质。结果表明:异极矿中的锌、硅同时溶解在硫酸铵溶液中且随着硫酸铵浓度的增加,溶液中锌的浓度从4.5381mmol/kg迅速增加到11.5083mmol/kg,硅的浓度从2.5509mmol/kg缓慢增加到7.2891mmol/kg。结合X射线衍射、傅里叶转换红外光谱以及扫描电子显微镜的结果,证实了在溶解过程中无相变发生,湿渣的组成仍为异极矿。

合成异极矿元素硫水热硫化动力学(英文)

研究了元素硫水热硫化合成异极矿的动力学研究,考察了搅拌转速(100～600r/min)、温度(120～220℃)、硫磺用量(摩尔比为0.6～1.6)和矿物粒度(48～246μm)对异极矿转化率的影响。结果表明:随着转化温度的升高和矿物粒度的减小,异极矿的转化率不断增大。当搅拌转速大于400r/min,硫磺理论摩尔比大于1时,其对异极矿的转化率影响不明显。异极矿元素硫水热硫化转化反应初期受化学反应控制,该过程的表观活化能为50.23kJ/mol,后期逐步转变为受固体产物层的扩散控制,其表观活化能为11.12kJ/mol。

月桂胺浮选体系中菱锌矿和异极矿的浮游性研究

研究了月桂胺浮选体系中,硫化钠和月桂胺的不同加药方式对氧化锌矿(菱锌矿和异极矿的混合物)浮游性的影响。结果表明,氧化锌矿的浮游性由强至弱的顺序为:同时加药>依次加药>混合加药。

二硫代碳酸盐活化异极矿的浮选试验研究

对异极矿纯矿物进行了单泡浮选试验研究，讨论了甲基、乙基、丁基二硫代碳酸盐对异极矿胺法浮选的影响。证明甲基、乙基、丁基二硫代碳酸盐对异极矿无任何捕收能力，但这类药剂却能对异极矿的胺法浮选产生显著的活化作用。