硫化铜镍矿表面氧化机制及浮选行为研究

摘要

铜镍硫化矿矿石性质普遍较为复杂，硫化矿物间的可浮性相近，目的矿物自身表面氧化现象明显，再加上难免离子的刺激，脉石矿物的泥化影响，导致铜镍矿物的浮选回收与分离困难，为此本文系统的研究了硫化铜镍矿的浮选行为及其表面产物的作用机制，考查了镍黄铁矿和黄铜矿在自诱导和捕收剂诱导条件下的浮选行为及其表面氧化产物，为综合回收硫化铜镍矿提供了基础，对提高铜镍资源的利用率意义重大。主要的研究内容如下：
　　（1）在自诱导浮选条件下，镍黄铁矿在接近中性矿浆条件下可浮性最好，而黄铜矿仅在高碱性条件下的可浮性较差，在pH分别为4.01、6.86、9.18时，黄铜矿与镍黄铁矿的可浮电位区间相近，通过电位调控较难分离。
　　（2）在捕收剂诱导条件下，镍黄铁矿在全pH值范围内均可浮，但仍在中性p H条件下浮选回收率最高，而黄铜矿在全pH值内的可浮性均较好，与自诱导时相比，黄铜矿与镍黄铁矿的可浮性电位区间均变宽。
　　（3）在自诱导和捕收剂体系中，矿浆电位随pH值的升高而降低，硫化矿物只能在一定的电位区间内具有可浮，过高或过低均会影响矿物的可浮性，且在捕收剂体系中硫化矿的可浮区间大于水体系的可浮区间。
　　（4）黄铜矿和镍黄铁矿的循环伏安曲线结果表明，在水体系中，硫化矿的表面疏水产物为单质S，电极表面的矿物被氧化生成单质S的区间与矿物的可浮电位区间基本一致；在丁基黄药体系中，丁基黄药在镍黄铁矿和黄铜矿表面吸附并生成双黄药，使浮选回收率也随之增大，而当矿浆电位升高到一定程度后，镍黄铁矿和黄铜矿表面被过度氧化，生成了S2O32-、SO42-、Cu(OH)2、Fe(OH)2、Ni(OH)2等亲水性的氧化物，阻碍了双黄药在硫化矿表面的吸附，浮选回收率也随之下降。
　　（5）利用红外光谱测试进一步确定了镍黄铁矿和黄铜矿与丁基黄药作用后的产物主要是双黄药，这与热力学和循环伏安测试的结果是相一致的。在一定的矿浆电位区间内，其表面产物的红外光谱强度、吸附量与浮选回收率均有一定的对应关系，且表面产物的种类不随矿浆电位的变化而改变。
　　通过本文的研究，可以更加深入的了解硫化铜镍矿电位调控浮选行为和与丁基黄药的作用机理，为电位调控浮选在复杂硫化铜镍矿中的应用奠定了基础，给矿山实际生产提供了一定的理论指导。

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第一章 绪论

1.1 课题来源

1 .2 硫化矿浮选发展简介

1 .3 电位调控浮选的理论与应用现状

1 .4 硫化铜镍矿浮选研究进展

1 .5 选题的背景、目的与意义

第二章 试验材料及研究方法

2 .1 试样来源及制备

2 .2 试验药剂及主要设备

2 .3 研究方法

第三章 硫化铜镍矿物表面氧化的热力学研究

3 .1 热力学分析的基本概念

3 .2 硫化铜镍矿水体系的Eh-pH关系

3 .3 硫化铜镍矿表面氧化Eh-pH曲线分析

第四章 硫化铜镍矿物浮选行为试验研究

4.1 硫化铜镍矿自诱导浮选行为试验研究

4.2 硫化铜镍矿捕收剂诱导浮选行为试验研究

4.3 硫化铜镍矿混合矿电位调控浮选分离研究

4.4 本章小结

第五章 硫化铜镍矿表面氧化电化学试验研究

5.1 镍黄铁矿电化学试验研究

5.2 黄铜矿电化学试验研究

5.3 本章小结

第六章 捕收剂与硫化铜镍矿表面作用机理研究

6.1 捕收剂在硫化铜镍矿表面的吸附量研究

6.2 丁基黄药与硫化铜镍矿表面作用的机理研究

6.3 本章小结

第七章 结论

参考文献

致谢

附录A 在校期间发表的论文

附录B 攻读硕士学位期间参与导师的科研项目