低品位硫化镍矿中主要硫化矿的浮选行为及电化学研究

摘要

金川矿区是世界著名的多金属共生的特大型硫化铜镍矿，探明矿石储量为5.2亿吨，列世界同类矿山第三位。金属硫化物主要为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、紫硫镍铁矿、黄铁矿等。然而，金川贫镍硫化矿矿石性质复杂，可选性较差，采用现有的选别工艺进行贫矿开发在经济和技术上都是不合理的，导致占原矿67％以上的低品位矿石无法处理，故开展金川贫矿选矿技术攻关研究，尤其是相关基础理论的研究，是十分必要的。本研究针对低品位镍矿中的主要硫化矿物：镍黄铁矿、磁黄铁矿、含镍（1.55％）磁黄铁矿、黄铁矿的浮选行为和表面作用机理进行研究，获得的主要结论如下： （1）自诱导时，四种硫化矿的可浮性顺序：镍黄铁矿>含镍（1.55％）磁黄铁矿>磁黄铁矿>黄铁矿；它们共同浮选的矿浆电位区间为285-360mV；矿浆pH范围为5-8。 （2）硫诱导时，四种硫化矿的可浮性顺序：磁黄铁矿≈含镍（1.55％）磁黄铁矿>镍黄铁矿>黄铁矿；它们共同浮选的矿浆电位区间为50-300mV；矿浆pH范围为2.6-11。 （3）捕收剂诱导时，四种硫化矿的可浮性顺序：镍黄铁矿≈含镍（1.55％）磁黄铁矿≈磁黄铁矿>黄铁矿；它们共同浮选的矿浆电位区间为130-400mV；矿浆pH范围为2.6-11.6。 （4）四种硫化矿物共同上浮的pH区间由窄到宽排序：自诱导<硫诱导<捕收剂诱导。 （5）矿物电极的循环伏安扫描结果表明，四种硫化矿物在自诱导和硫诱导条件下的表面的疏水产物是元素硫S0。 （6）无捕收剂浮选条件下，以四种硫化矿物表面疏水产物均以生成元素硫为特征，从硫化矿物的Eh-pH图，得到了硫化矿物在无捕收剂条件下上浮的矿浆电位区间和矿浆pH值区间；热力学计算得到的可浮性结果与浮选试验结果一致。 （7）捕收剂诱导条件下，四种硫化矿的表面静电位Eocp均大于相应的戊基黄原酸钾（PAX）氧化为相应二硫化物（双黄药）的可逆电位Ex-/x2。故PAX在黄铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、含镍（1.55％）磁黄铁矿表面的疏水产物均是双黄药。 （8）论文首次对镍黄铁矿和含镍（1.55％）磁黄铁矿的硫诱导和戊基黄原酸钠捕收剂诱导条件下的电化学行为进行了研究。

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文摘

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第一章文献综述

1.1硫化矿浮选理论发展简史

1.2硫化矿浮选电化学理论研究现状

1.2.1硫化矿浮选理论发展的三个阶段

1.2.2硫化矿无捕收剂浮选的研究现状

1.2.3硫化矿捕收剂作用浮选的研究现状

1.3硫化矿电位调控浮选应用研究现状

1.4含镍硫化矿浮选研究现状

1.4.1磁黄铁矿的浮选研究现状

1.4.2黄铁矿的浮选研究现状

1.4.3镍黄铁矿的浮选研究现状

1.5本研究的目的、意义和研究思路

第二章试验材料及研究方法

2.1试样

2.2药剂及设备

2.3试验方法

2.3.1浮选试验

2.3.2循环伏安测试

2.3.3 Zeta电位测量

2.4浮选机转速实验研究

第三章低品位镍矿中主要硫化矿物的浮选行为

3.1硫化矿物自诱导浮选行为

3.2硫化矿物硫诱导的浮选行为

3.3硫化矿物捕收剂诱导的浮选行为

3.4矿物表面电性与吸附行为

3.5本章小结

第四章矿物表面氧化的电化学行为

4.1硫化矿表面氧化的热力学研究

4.1.1热力学分析

4.1.2硫化矿在水体系中表面氧化的Eh-pH关系

4.1.3硫化矿物表面氧化Eh-pH曲线分析

4.2硫化矿物电极表面氧化的电化学研究

4.2.1自诱导条件下矿物电极表面电化学行为

4.2.2硫诱导条件下矿物电极表面电化学行为

4.2.3捕收剂(PAX)诱导条件下矿物电极表面电化学行为

4.3本章小结

第五章结论

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间的主要研究成果