含钼铜精矿脱药过程中黄药的迁移与转化规律研究

摘要

斑岩型铜钼矿石的处理通常采用铜钼混选-混合精矿分离的工艺。脱药在这一工艺中发挥着重要作用，是关键的预处理阶段，其目的是解吸黄铜矿表面的捕收剂，进而在抑制剂的作用下使黄铜矿在铜钼分离的过程中始终保持较好的亲水性能，最终实现铜钼分离。
　　本文系统地研究了丁基黄药与黄铜矿的吸附和解吸行为，通过吸附量测定、红外光谱测试、浮选药剂吸附与解吸模型的建立、溶液化学计算等手段分析了脱药机理，旨在充实铜、钼硫化物矿物与浮选药剂相互作用的理论，并为复杂难选铜钼矿石的浮选分离提供支持。
　　试验中对于黄铜矿表面微量黄药的测定，提出了改进的紫外分光光度法，即预先以Na2S解吸附着黄药，然后以紫外分光光度计测定游离黄药的技术，测定结果表明，此方法有效、可靠。
　　通过单矿物试验，研究了各种矿浆条件下丁基黄药在黄铜矿表面的解吸行为。试验结果表明，温度、氧化、机械搅拌、矿浆pH值、脱药剂等因素均对解吸黄铜矿表面的黄药具有一定的效果。按照黄药解吸率由高到低的顺序，脱药方式可排序为Na2S处理(93.13％)、升温脱药(67.06％)、pH值调整(63.89％)、KMnO4氧化(49.33％)、Ca(ClO)2氧化(39.53％)、超声波处理(36.76％)、过氧化氢氧化(15.65％)。
　　针对丁基黄药在黄铜矿表面的解吸机理，通过红外光谱、紫外光谱等测试手段进行了探讨。结果表明，丁基黄药与黄铜矿的作用产物丁基黄原酸铜为脱药的对象。KMnO4、Ca(ClO)2、过氧化氢氧化分解丁基黄原酸铜为CuO、CuS等实现脱药;在强酸性矿浆体系中，通过分解丁基黄原酸铜为CS2和ROH等实现脱药;在强碱性矿浆体系中或使用脱药剂Na2S时，分别通过OH-和HS-与黄原酸根产生竞争吸附实现脱药。
　　研究了西藏甲玛矿区含钼铜精矿脱药浮选效果。结果表明，在焙烧温度为175℃、保温时间为10min的条件下，通过一次粗选和一次精选，可以获得产率为9.42％、铜品位为22.98％、铜回收率为7.47％、钼品位为5.59％、钼回收率为61.85％的钼粗精矿，取得了较为满意的分选指标。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 脱药在铜钼硫化物矿石处理过程中的重要性

1．2 捕收剂在硫化物矿物表面的吸附机理研究进展

1．3 黄药在黄铜矿表面的吸附特性研究

1．3．1 黄药在黄铜矿表面的吸附产物

1．3．2 解吸黄铜矿表面吸附产物的几个途径

1．3．3 吸附等温线和吸附等温方程在吸附过程中的应用

1．3．4 黄药与黄铜矿吸附现象的其他测试手段

1．4 脱药在铜钼硫化物矿石处理中的应用

1．5 本文的主要研究内容

第2章 试验材料与研究方法

2．1 试验矿样及制备

2．1．1 黄铜矿单矿物

2．1．2 实际矿石

第3章 丁基黄药在黄铜矿表面的解吸行为

3．1 微量黄药的测定方法

3．1．1 丁基黄药最佳吸收波长

3．1．2 丁基黄药的标准曲线

3．2 初始浓度对丁基黄药在黄铜矿表面吸附量的影响

3．3 丁基黄药在黄铜矿表面的吸附等温线

3．3．1 Langmuir吸附模型

3．3．2 Freundlich吸附模型

3．3．3 Temkin吸附模型

3．4 硫化钠对黄铜矿表面丁基黄药解吸效果的影响

3．5 pH值对丁基黄药解吸影响的效果

3．6 超声波强度对丁基黄药解吸效果的影响

3．7 温度对丁基黄药解吸效果的影响

3．8 氧化剂对丁基黄药解吸效果的影响

3．9 小结

第4章 西藏含钼铜精矿脱药工艺探索

4．1 含钼铜精矿直接浮选分离试验

4．1．1 捕收剂用量对铜钼分离效果的影响

4．1．2 硫化钠用量对铜钼分离效果的影响

4．2 热处理的脱药效果

4．2．1 焙烧温度对含钼铜精矿脱药效果的影响

4．2．2 焙烧时间对含钼铜精矿脱药效果的影响

4．3 氧化脱药

4．3．1 高锰酸钾用量对含钼铜精矿脱药效果的影响

4．3．2 次氯酸钙用量对含钼铜精矿脱药效果的影响

4．3．3 过氧化氢用量对含钼铜精矿脱药效果的影响

4．4 搅拌脱药

4．4．1 搅拌速度对含钼铜精矿脱药效果的影响

4．4．2 搅拌时间对含钼铜精矿脱药效果的影响

4．5 硫化钠对含钼铜精矿脱药效果的影响

4．6 扩大试验

4．6．1 焙烧扩大试验

4．6．2 搅拌扩大试验

4．6．3 药剂氧化扩大试验

4．6．4 扩大试验中几种脱药方法的比较

4．7 小结

第5章 脱药预处理的作用机理

5．1 吸附产物的红外光谱特征

5．1．1 丁基黄药的红外光谱特征

5．1．2 黄铜矿与丁基黄药作用后的红外光谱

5．1．3 丁基黄原酸铜的红外光谱特性

5．2 处理后丁基黄原酸铜的表观特征

5．3 硫化钠的脱药机理

5．3．1 硫化钠脱药作用的溶液化学分析

5．3．2 硫氢根的竞争吸附

5．3．3 解吸产物的红外光谱分析

5．4 酸碱性条件下的脱药机理

5．4．1 氢氧根与黄原酸根在黄铜矿表面的竞争吸附

5．4．2 酸性矿浆中脱药的原因机理分析

5．5 氧化脱药的作用机理

5．5．1 高锰酸钾脱药机理

5．5．2 次氯酸钙的脱药机理

5．5．3 过氧化氢的脱药机理

5．6 超声波的脱药机理

5．7 升温的脱药机理

5．8 氰化物的脱药机理

第6章 结论

参考文献

致谢