含丙二醇的复合有机抑制剂应用于TSV镀铜工艺的研究

[目的]硅通孔(TSV)电镀铜填充一般采用PEG(聚乙二醇)类有机化合物抑制剂,但往往存在电镀时间长、易产生空洞、面铜较厚、退火后晶界间缺陷多等问题。[方法]开发了一种新型含丙二醇的复合有机抑制剂,研究了采用它时的TSV填充模式,退火后孔内镀层的结晶状态,以及镀层的杂质含量。[结果]该抑制剂对TSV的填充效果明显优于传统抑制剂,与小分子含硫化合物加速剂复配使用时可实现“自下而上”的均匀填充,且面铜平整,无微孔、气泡等缺陷存在。[结论]该复合有机抑制剂具有很好的工业化应用潜力。

典型有机抑制剂在萤石和方解石浮选分离中的作用机制及其应用

方解石是碳酸盐型萤石矿主要的伴生矿物之一,其与萤石的高效浮选分离是萤石资源高效开发利用的关键。系统研究了草酸、酒石酸、柠檬酸、聚丙烯酸、单宁酸等典型有机抑制剂对萤石和方解石浮选行为的影响,分析抑制剂结构组成对抑制活性的影响规律。结果表明,草酸、酒石酸、柠檬酸可有效抑制萤石,实现萤石与方解石的反浮选分离;聚丙烯酸、单宁酸可有效抑制方解石,且单宁酸在萤石表面仅为物理吸附,而方解石表面为化学吸附,有利于实现萤石与方解石的正浮选分离。针对高钙萤石资源提出了反浮选脱方解石—强化萤石与方解石浮选分离的两段浮选新工艺,应用于湖南某高钙萤石矿山(萤石36.82%,方解石18.75%),获得萤石精矿品位91.73%、回收率79.95%,为高钙萤石资源的开发提供了全新的解决方案。

硫化矿浮选中有机抑制剂对滑石的抑制机理及研究进展

滑石是一种含镁硅酸盐矿物,常与金属硫化矿共伴生。在硫化矿浮选中,滑石常因其较好的天然可浮性而上浮进入精矿中,导致精矿中镁含量超标,从而影响后续的冶炼。有机药剂是一类常见的滑石抑制剂,对滑石具有较好的抑制作用。为此,全面总结了硫化矿浮选过程中有机抑制剂对滑石的抑制机理和研究现状,指明该类抑制剂主要是通过其分子中的羟基、羧基和疏水烃链等与滑石表面的氧原子、金属离子或滑石表面的疏水位点之间形成氢键、化学作用或疏水作用,从而吸附于滑石的表面,降低滑石表面的疏水性,实现对滑石的抑制。

新型有机抑制剂RC对黄铁矿和磁黄铁矿的抑制作用研究

研究了有机抑制剂RC对黄铁矿、磁黄铁矿的抑制作用。实验结果表明 ,RC对黄铁矿和磁黄铁矿均有较强的抑制作用。红外吸收光谱证明 :RC分子结构中含有—COO- 、—SO3- 、—OH等多种官能团 ,黄药与RC之间存在一种竞争吸附的关系 ,在pH为10的环境中 ,吸附对RC有利 ,由于RC携带众多的亲水集团 ,使得矿物表面更易亲水 ,进而抑制矿物。

有机抑制剂在硫化矿浮选中抑制砷黄铁矿的研究进展

砷黄铁矿有机抑制剂包括小分子有机抑制剂和大分子有机抑制剂。阐述了有机抑制剂的结构与活性关系 。

巯基类小分子有机抑制剂对复杂硫化矿物浮选行为的抑制机理

通过浮选实验、红外光谱测定，考察了脆硫锑铅矿、磁黄铁矿和铁闪锌矿在丁黄药作用下的浮选行为和巯基类小分子有机抑制剂（巯基乙酸、巯基乙醇）对三种矿物的抑制效果以及Cu^2＋离子对巯基化合物抑制效果的影响。结果表明：用丁黄药作捕收剂，脆硫锑铅矿和磁黄铁矿在pH2～10范围内都有良好的可浮性，铁闪锌矿在酸性条件下可浮性好，三者分离困难；在pH6～8之间，采用巯基乙酸和巯基乙醇作抑制剂，脆硫锑铅矿与磁黄铁矿和铁闪锌矿的分离是可能的；但铜离子存在时，3种矿物之间的选择性分离是难以实现的。红外光谱测试表明：在抑制剂分子中有多种官能团如-SH、-COOH、-OH等。丁黄药和抑制剂在矿物表面存在竞争吸附，有机抑制剂携带亲水基团，使得矿物表面更容易亲水，从而受到抑制。

铅锌浮选分离有机抑制剂的研究

研究了分子结构对有机抑制剂性能的影响,通过铅锌分离纯矿物试验考察了分子结构简单的脂肪烃有机抑制剂,具有明显的官能团效应。当分子结构中存在苯环时,官能团作用不明显。提出硫化矿铅锌分离有机抑制剂分子选择和设计的依据。对选择出来的有机抑制剂进行了研究,证实了新药剂GZT对铅锌分离起着显著的效果。

铜铅分离有机抑制剂FCLS的研究

研究了不同pH值和矿浆电位下有机抑制剂FCLS对黄铜矿和方铅矿的抑制作用。结果表明,未添加FCLS时,方铅矿和黄铜矿都具有良好的可浮性。FCLS存在时,黄铜矿的浮选回收率略有降低,方铅矿受到强烈的抑制。随着pH值增大,矿浆电位逐渐降低,矿浆电位对这两种矿物浮选回收率几乎没有影响。通过红外光谱研究了FCLS与矿物的作用机理,结果表明,FCLS在方铅矿表面发生了强烈的吸附而在黄铜矿表面发生了微弱的吸附。

用新型有机抑制剂选择性浮选分离铁闪锌矿与毒砂

通过浮选试验研究铁闪锌矿和毒砂在丁黄药作用下的浮选行为,以及Cu2+和有机抑制剂PALA对它们可浮性的影响。研究结果表明:用丁黄药作捕收剂,铁闪锌矿和毒砂在酸性条件下有良好的可浮性,在碱性条件下可浮性显著降低;经过Cu2+活化作用后,铁闪锌矿被强烈活化从而具有良好的可浮性,同时毒砂也受到不同程度的活化,铁闪锌矿与毒砂的可浮性差异仍然较小,达不到浮选分离的目的;有机抑制剂PALA对经过Cu2+活化后的2种单矿物表现出选择性的抑制作用,能有效地抑制毒砂的浮选而不影响铁闪锌矿的可浮性,可实现2种矿物的选择性分离;红外光谱分析表明PALA分子中有—COO-和O C—NH2等多种官能团,PALA与丁黄药存在竞争吸附;由于PALA携带众多的亲水基团,使得毒砂表面亲水,进而抑制毒砂的浮选;PALA在铁闪锌矿表面的吸附很弱,经过Cu2+活化后铁闪锌矿表面明显吸附捕收剂而不吸附PALA,因此,铁闪锌矿具有较好的可浮性。

有机抑制剂在浮选中抑制黄铁矿的研究进展

论述了浮选中有机抑制剂对黄铁矿的研究进展.硫化矿有机抑制剂抑制性能取决于其分子结构.有机抑制剂按分子量可将其分为大分子和小分子两大类,这两类抑制剂各有优势,大分子抑制剂亲固基种类多、含较多亲水基团以及分子量大,对黄铁矿的抑制能力强;小分子有机抑制亲固基团中基本上都要求有硫原子或磷原子,同时也含多个亲水基,抑制能力不如大分子抑制剂,一般都与其它抑制剂组合使用,以增强其对黄铁矿的抑制作用.讨论了不同类型的有机抑制剂抑制黄铁矿的应用及抑制作用机理.

偶氮类有机抑制剂对硫化矿的抑制性能

考察偶氮类药剂对方铅矿、脆硫锑铅矿、铁闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿的抑制作用。浮选试验结果表明:单偶氮类药剂对硫化矿无抑制作用,双偶氮药剂的抑制作用较弱或无抑制作用,三偶氮类药剂对硫化矿具有很强的抑制作用。偶氮类药剂的前线轨道能量计算及分子结构与抑制性能关系的分析表明:药剂与矿物的前线轨道能量差值可作为偶氮类药剂抑制性能的一个初步定量判据,偶氮类药剂的抑制性能取决于其分子结构。

一种新型有机抑制剂的铜硫分离效果

为解决采用无机抑制剂进行铜硫分离时铜硫分离效果差、伴生贵金属流失严重等问题,开发了新型有机抑制剂三羧基甲基-二硫代碳酸钠。单矿物浮选试验结果表明：在pH=9~12、三羧基甲基-二硫代碳酸钠浓度为2．4×10^-3 mol/L时,对黄铁矿抑制效果较好、对黄铜矿抑制作用较弱,可以实现低碱条件下的铜硫分离。采用三羧基甲基-二硫代碳酸钠进行黄铁矿、黄铜矿人工混合矿浮选试验,获得了铜品位为31．69%、回收率为91．36%的铜精矿,实现了铜硫有效分离。应用Materials Studio分子模拟软件构建药剂、矿物模型,通过分子模拟方法探讨三羧基甲基-二硫代碳酸钠的作用机理,结果表明,该药剂与黄铁矿、黄铜矿的作用能都为负值,其中与黄铁矿作用能为-98．70 kJ/mol,与黄铜矿作用能为-10．36 kJ/mol,故该药剂对黄铁矿抑制作用更强,对黄铜矿的抑制较差,并通过红外光谱和紫外光谱分析结果得到了验证。

一种新型有机抑制剂甘油基黄原酸钠对硫化矿抑制作用机理研究

设计并合成了一种可以抑制硫化矿的小分子有机抑制剂甘油基黄原酸钠,通过浮选试验考察了该抑制剂对硫化矿物的浮选抑制行为。结果表明,用丁黄药作捕收剂,在甘油基黄原酸钠存在下铁闪锌矿能被Cu2+活化从而具有良好的可浮性,而黄铁矿不能被Cu2+活化,从而实现两种矿物的选择性分离。通过动电位分析表明,甘油基黄原酸钠在有Cu2+存在条件下不能阻止丁黄药的阴离子在铁闪锌矿表面的吸附,但能阻止丁黄药的阴离子在黄铁矿表面的吸附,与浮选结果一致。

硫化矿有机抑制剂分子结构设计与作用原理

研究了有机抑制剂分子结构、官能团种类以及电化学活性等因素对其抑制性能的影响,提出硫化矿有机抑制剂分子筛选和设计的依据,建立了有机抑制剂与硫化矿物作用的电化学能带模型.

白钨矿浮选体系中大分子有机抑制剂的抑制性能

以白钨矿、萤石和方解石的单矿物为研究对象,通过单矿物浮选试验、Zeta电位和红外光谱测试系统研究不同大分子有机抑制剂对3种矿物浮选的影响及作用机理。浮选试验结果表明,大分子有机抑制剂对白钨矿、萤石和方解石可浮性的抑制能力不同,抑制能力的顺序为:腐殖酸钠>羧甲基纤维素>单宁>聚丙烯酸钠>聚丙烯酰胺;Zeta电位和红外光谱研究表明,腐殖酸钠在白钨矿表面吸附作用较弱,与萤石和方解石矿物表面作用较强,主要发生了化学吸附作用。

有机抑制剂CTP与黄铁矿、黄铜矿的作用机理

采用接触角测定、动电位测定、吸附量测定及紫外光谱等多种手段研究了不同碱性介质中ＣＴＰ与矿物表面的作用机理。结果表明ＣＴＰ阴离子与黄铁矿表面发生化学吸附，而与黄铜矿表面作用较弱；在混合精矿体系中，ＣＴＰ在选择性吸附于黄铁矿表面的同时解吸了矿物表面的黄药。在钙离子存在条件下，ＣＴＰ与黄铁矿和黄铜矿作用差距变大。

三种有机抑制剂在辉钼矿与滑石浮选分离中的作用

采用浮选试验、红外光谱测试和XPS分析等技术研究刺槐豆胶、海藻酸钠和壳聚糖三种有机抑制剂在辉钼矿和滑石浮选分离中的作用。结果表明:在丁基黄药为捕收剂浮选体系中,海藻酸钠对辉钼矿和滑石均无抑制作用,壳聚糖同时抑制了两种矿物的浮选,刺槐豆胶可以选择性地抑制滑石的浮选,从而实现两种矿物的浮选分离。海藻酸钠未在两种矿物表面发生吸附,壳聚糖强烈吸附在两种矿物表面,刺槐豆胶和丁基黄药在辉钼矿表面发生竞争吸附;刺槐豆胶在辉钼矿表面的预先物理吸附无法完全阻止丁基黄药在辉钼矿表面的化学吸附。

新型有机抑制剂RC在铜硫矿物浮选分离中的抑制作用

研究了新型有机抑制剂RC在黄铜矿和黄铁矿浮选分离中的作用。单矿物浮选实验表明 :这种抑制剂在整个pH范围内 ,对黄铁矿具有很好的抑制作用 ,在黄铜矿的浮选实验中 ,仅当pH≈ 4时 ,抑制剂对黄铜矿产生了一定的抑制作用 ,而在pH >4.5时 ,抑制剂对黄铜矿的浮选行为影响不大 ,对黄铜矿抑制作用较弱。人工混合矿实验表明 :RC能有效实现铜硫矿物浮选分离 ,使得铜精矿品位达到 2 4.73 % ,回收率为 80 .3 6%。整个研究表明 :在黄铜矿和黄铁矿浮选分离中 ,RC不仅显示了很强的抑制黄铁矿的效果 ,而且用量低、无毒、无污染 。

一种新型有机抑制剂对铁闪锌矿与毒砂浮选分离的影响研究

考察了铁闪锌矿和毒砂的浮选行为以及Cu2+和有机抑制剂PALA对它们可浮性的影响。结果表明,以丁黄药作捕收剂,2#油为起泡剂,铁闪锌矿和毒砂具有相似的可浮性。硫酸铜可大大改善铁闪锌矿的可浮性,而Cu2+对毒砂的活化作用较小。PALA对铁闪锌矿和毒砂在不同矿浆pH值下都有一定程度的抑制能力,PALA对毒砂的抑制能力大于对铁闪锌矿的抑制能力。Cu2+和PALA的共同作用能使铁闪锌矿和毒砂得到有效的分离。人工混合矿浮选分离试验结果表明,以丁黄药为捕收剂、硫酸铜为活化剂、PALA为抑制剂,2#油为起泡剂,铁闪锌矿和毒砂得到有效的分离,泡沫精矿产品中含锌40.40%,锌回收率达95.41%,槽内产品含砷40.33%,砷回收率达85.27%。通过动电位分析了药剂在矿物表面的作用机理。

硫化矿物有机抑制剂结构与性能的研究

研究了不同官能团的１０种有机化合物对５种硫化矿物的抑制性能，结果表明：含硫类的有机化合物对硫化矿物的抑制能力最强，如巯基乙酸；在结构上含有芳环的有机化合物适宜作为硫化矿物的抑制剂；对于结构相似的有机化合物，其分子量越大，对硫化矿物的抑制能力越强。