基于活性位点调控的黄铁矿浮选抑制研究进展

黄铁矿(FeS_(2))是地壳中分布最广的硫化矿,也是黄铜矿(CuFeS_(2))、方铅矿(PbS)、闪锌矿(ZnS)等硫化矿的常见脉石矿物。在浮选中,主要通过抑制黄铁矿表面活性位点来实现黄铁矿与其他硫化矿的分离,常用的抑制方法可归纳为以下两类:1)通过吸附掩盖黄铁矿表面活性位点并增强其润湿性。该方法主要借助抑制剂的使用,在抑制剂亲固端与黄铁矿表面活性位点稳定键合后,抑制剂亲水端显著提升了黄铁矿表面润湿性,从而实现对黄铁矿的有效抑制。该抑制方法的抑制效率较高但选择性不足。2)通过氧化转化黄铁矿表面活性位点,例如通过磨矿或使用微生物及无机抑制剂等将黄铁矿表面的MS活性位点转化为MO/MOOH/MOH等,削弱捕收剂在黄铁矿表面的吸附强度,同时亲水的氧化产物也增强了黄铁矿表面的润湿性。该抑制方法的选择性较高,但仍存在抑制过程耗时长或抑制剂毒性高等不足。本文基于掩盖或转化活性位点的角度综述近年来黄铁矿抑制领域的研究进展,通过对比目前各类黄铁矿抑制方法的优缺点,就吸附掩盖活性位点和氧化转化活性位点两个方向提出具有潜力的研究方向。在吸附掩盖活性位点方面,可以结合机器学习(ML)和定量构效关系(QSAR)助力人工智能浮选(AI-Flotation)的发展,开发高通量筛选浮选药剂的新技术框架与新方法;在氧化转化活性位点方面,基于黄铁矿与其他硫化矿氧化还原电位的差异,选择合适的光催化剂或光敏化剂钝化黄铁矿表面,有望实现黄铁矿的选择性氧化抑制。

大宝山含钨褐铁矿中钨的赋存状态与嵌布特征

通过多种分析方法,探究广东大宝山含钨褐铁矿的物相组成、元素分布等工艺矿物学特征,以揭示矿石中关键金属钨的赋存状态与嵌布特征。X射线荧光分析(XRF)、粉末X射线衍射(XRD)以及扫描电子显微镜和能谱(SEM-EDS)结果表明:矿石中主要矿物为含钨褐铁矿和石英,关键金属钨品位为1.35%。微区X射线衍射(Micro-XRD)和矿物解离度分析仪(MLA)结果表明:钨主要赋存于高铁钨华((W,Fe)(O,OH)_(3))中,而高铁钨华则以剥离和带状形式紧密分布在褐铁矿中。同时,还定量分析了有价元素在各主要矿物中的赋存和分布情况,并讨论了含钨褐铁矿风化演变和形成机制。最终提出了一种选冶联合分选回收流程,为高效回收含钨褐铁矿中关键金属钨提供理论基础。

DTPMP在萤石和方解石浮选分离中的应用及机理

萤石(CaF_(2))是一种关键战略性矿产资源,在自然界中常与同为含钙矿物的方解石(CaCO_(3))共生。泡沫浮选是分离这两种含钙矿物最主要的方法,但萤石和方解石表面的钙活性位点相似,导致其选择性分离一直是世界性难题。萤石浮选中常用水玻璃抑制方解石,实现萤石正浮选富集。然而,水玻璃选择性低且用量大,导致部分萤石被抑制无法回收,且因其分散性好会造成尾矿难以沉降、尾水难以处理等问题。本文提出了抑制萤石浮选方解石的反浮选思路,并开发了一种绿色萤石抑制剂—二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMP)。单矿物、二元混合矿及实际矿浮选试验表明,在中性pH下,以油酸钠(NaOL)作捕收剂、低用量的DTPMP作抑制剂,可实现萤石的反浮选分离。药剂吸附量检测和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表明,DTPMP在萤石表面的吸附量更多、吸附强度更大。密度泛函理论(DFT)计算结果表明,DTPMP更容易在萤石表面吸附,且DTPMP膦酸基团中的H原子与萤石表面的F原子生成的氢键作用较强。因此,DTPMP作为一种绿色高效的抑制剂,在萤石浮选领域具有较好的工业应用前景。

磨矿介质形状对铜硫浮选分离的影响

本文系统研究了段介质和球介质对黄铜矿和黄铁矿磨矿及浮选过程的影响。单矿物、混合矿及实际矿浮选结果表明,段介质可以提高黄铜矿和黄铁矿的浮选回收率,促进铜硫浮选分离。磨矿实验、粒度分布和扫描电镜结果表明,段介质可产生更多尺寸均一、具有棱角且伸长率较高的颗粒,选择性研磨粗颗粒和黄铁矿,有效避免黄铜矿过磨。X射线衍射分析结果表明,段介质能使黄铜矿暴露更多(112)面,使黄铁矿暴露较多(200)面。捕收剂与黄铜矿(112)面的作用能较黄铁矿(200)面更高,因此,段介质可强化黄铜矿和黄铁矿颗粒间的可浮性差异,改善铜硫浮选分离效果。本研究对通过优化磨矿作业条件强化矿物浮选分离提供一定指导意义。

金川硫化铜镍矿酸性介质中新型浮选药剂体系研究

金川硫化铜镍矿含镁硅酸盐脉石含量高,泥化后通过异相凝聚和机械夹带影响精矿镍、铜金属的富集。相关研究与国外的工业实践证明,酸性介质浮选能促进含镁硅酸盐脉石的分解,显著提升硫化铜镍矿中有用矿物的回收,降低精矿氧化镁含量。但目前国内相关研究较少,缺乏与酸性介质浮选匹配的药剂体系。对此,以Ni品位0.42%、Cu品位0.32%的金川某生产车间二段浮选给矿为研究对象,研究了酸性介质中适合的新型药剂体系,并利用起泡剂测试装置对比分析了不同起泡剂的性能。试验结果表明,在pH值为4的酸性浮选条件下,以异丁基黄原酸钠为捕收剂、Z-200为辅助捕收剂和松油醇为起泡剂,经过一次粗选两次精选和两次扫选,可获得Ni回收率58.92%、Cu回收率45.60%、Ni品位3.54%和Cu品位2.03%的精矿产品。与现场药剂体系相比,精矿Ni、Cu回收率分别提高了7.54、24.40百分点,MgO含量降低了0.94百分点。新药剂体系全面提升了金川硫化铜镍矿资源综合利用率。

仲辛醇对苯甲羟肟酸浮选锡石的促进作用及其机理

苯甲羟肟酸是目前锡石浮选中应用最广泛的捕收剂之一,但其对矿浆酸碱度敏感、在矿物表面吸附效率低等缺点导致药剂浓度大。本文在苯甲羟肟酸浮选锡石试验中,通过添加少量非离子表面活性剂仲辛醇有效提高了锡石的浮选效果,降低了苯甲羟肟酸的浓度。通过吸附量测定、表面接触角测量以及X射线光电子能谱(XPS)分析等方法探究了仲辛醇对苯甲羟肟酸浮选锡石的促进作用机理。结果表明:仲辛醇与苯甲羟肟酸通过氢键缔合共吸附于锡石表面,在提高苯甲羟肟酸吸附稳定性的同时,利用仲辛醇自身疏水性增强了锡石可浮性。将仲辛醇应用于湖南郴州某含锡尾矿再浮试验中,使锡回收率提高12%,表现出显著的促进作用。

核桃壳基活性炭在硫化铜镍矿浮选分离中的应用

硫化铜镍矿的浮选常采用“铜镍混浮−铜镍分离”的工艺流程,但铜镍混浮矿浆中的金属离子以及有机药剂的残余会影响铜镍的分离效果。本文选用核桃壳为原料,化学改性制备活性炭,研究核桃壳基活性炭对这些残留物的去除效果。研究表明,核桃壳基活性炭H_(2)SO_(4)/AC对Cu^(2+)、Mg^(2+)以及乙基黄原酸钠具有较强的吸附能力,并且吸附过程满足准二级动力学方程。在浮选试验中,与常规活性炭相比,H_(2)SO_(4)/AC能显著改善铜镍的分离效果。铜精矿中镍品位从4.25%降至0.22%,镍精矿中铜品位从0.66%降低至0.21%,此外,铜和镍的回收率也分别提高了8.21%和4.56%。

晶面活性对丁二酸调控α-半水硫酸钙晶体形貌的影响

晶体形貌决定了α-半水硫酸钙(α-HH)的物化性质与应用领域。本文采用第一性原理计算和Wulff构型理论揭示了晶面活性差异对丁二酸调控α-HH晶体形貌的影响。结果表明:α-HH的(204)晶面是晶体形貌调控的关键晶面。(204)晶面上Ca2+连续分布且密度高,导致(204)晶面活性高,有利于媒晶剂作用。丁二酸以O—Ca离子键形式环状吸附在α-HH的(204)晶面。α-HH的高活性晶面优先被媒晶剂吸附并抑制,使晶体形貌沿高活性晶面方向缩短,过量的媒晶剂使晶体各晶面生长均被抑制,实现晶体形貌调控。