复杂氧化矿界面行为及溶液化学调控的浮选新技术

合集下载

第二章浮选原理

❖当矿物完全亲水时，θ=0°，润湿性cosθ=1，可浮性（1-cosθ）= 0。此时矿粒不会附着气泡上浮。当矿物疏水性增加时，接触角θ增大，润湿性cosθ减小，可浮性（1-cosθ）增大。
润湿过程与可浮性
实际润湿过程分为三种 : 沾湿、浸湿及铺展润湿。
1. 沾湿
指液体与固体接触 , 形成固 / 液界面 , 消失液 / 气及固 / 气界面的过程。将气液界面与气固界面变为固液界面的过程。
第二节界面现象
一、矿物表面的水化作用二、界面电现象surface charge 三、双电层Electrical double layer
一、矿物表面的水化作用
1.水化作用：极性的水分子在有极性的矿物表面上吸附，水分子的定向排列，形成水化层（水化膜）。
离子的水化作用：水分子在离子表面的定向排列。
可以在固体表面上自动展开。
结合杨氏方程 , 上述三种润湿过程发生的条件为 :
沾湿：Ｗａ=δsｇ一δsL 十δLｇ= δLｇ(1-COSθ) ≥0 浸湿: Ａ=δsｇ－δsL =δLｇCOSθ ≥0 铺展：Ｓ=δsｇ－δsL - δＬｇ=δLｇ(COSθ-1) ≥0
上述三个方程将矿物表面润湿性与溶液表面张力联系起来。
对于矿物一水体系 , 若水在矿物表面不发生任何一种润湿 , 则矿物具有天然疏水性和可浮性。若只发生沾湿 , 则矿物亲水性不大 , 仍有一定可浮性 ; 当矿物发生浸湿时 , 矿物表面亲水性较大 , 可浮性较差 ; 当发生铺展润湿时 , 矿物表面亲水性很强 , 难浮。
三、润湿阻滞
1.润湿阻滞:
（一）.液气界面的荷电
液气界面吸附表面活性离子，使液气界面的吸附的正负离浓度不等，从而带上电荷，多数带负电。

浮选溶液化学

1、浮选溶液化学研究的主要内容？举例说明其意义。

浮选溶液化学研究的主要内容包括三大方面：①浮选剂在溶液中的平衡与浮选意义。

这方面主要研究浮选剂在溶液中的酸碱平衡、解离平衡、缔合平衡、在各界面的吸附平衡、无机离子的水解水化平衡及大分子浮选剂在溶液中的平衡。

②矿物溶解与表面电荷平衡。

这一部分主要讨论矿物溶解组分对矿物表面电性及浮选的影响。

通过平衡计算确定矿物表面零电点及表面电荷分布，讨论它们的浮选意义。

③浮选剂与矿物相互作用的平衡通过浮选剂与矿物离子相互作用的各种平衡计算，确定相互作用的最佳条件，介绍各种图解及计算方法及其在浮选研究中的应用。

2、简述一元弱酸阴离子型浮选剂解离平衡及其浮选意义？MaA+ NaOH* +A- K a= JPH - = log--S^IM A」意义在于能确定浮选剂对矿物产生有效静电作用的条件。

当PHvPZC时矿物表面呈正电荷，当Pk a vPH时浮选剂在溶液中主要以负离子的形式存在。

①如果捕收剂以静电力同矿物表面作用，一元弱酸型浮选剂对矿物以静电力有效作用的PH范围为Pk a vPHvPZC ②如果药剂在矿物表面以分子吸附为主，则控制溶液条件应为PH<Pk a [HA]V[A -]。

3、何谓两性捕收剂的零电点？以静电吸附为主时应如何控制矿浆PH ？⑴性捕收剂在溶液中处于阴阳平衡状态的PH称为零电点PH，用PH o表示。

⑵当矿物与两性捕收剂以静电吸附为主时，应调整矿浆PH为：PH o<PH<PZC.其中PH o为零电点时的PH o4、以黄药为例说明Ig-PH对数图的浮选意义。

(1)黄药在矿将中的lgC-PH图中，可以看出当PHvPka时，闪锌矿的浮选是黄药以HX的形式附着于矿物表面而实现浮选的；当PH>Pka时，黄药以X—的形式存在，并与矿浆中的OH —发生竞争吸附，造成方铅矿可浮性降低。

(2)由图看出黄药的浓度是否达到其有效的作用范围。

如：其对硫化矿作用需要的浓度为105 mol/l以上才可以。

浮选

名词解释
1.浮选：依据矿物表面物理化学性质的差异进行分选的方法。2.泡沫浮选：以泡沫为载体依据矿物表面物理化学性质的差异分选细粒物料的方法。3.可选性：矿物浮选的难易程度。4.品位：目的物在矿石中所占有的百分比。5.精矿产率：矿物浮选精矿产品在原矿中所占有的百分比。6.润湿：润湿是自然界中常的现象，是由于液体固体表面排挤在固体表面所产生的一种界面作用。7.三相润湿周边：当气泡附着浸入水中的矿物表面，达到润湿平衡时，气泡在矿物表面所形成三相接触点围成的周边。8.润湿接触角：过三相润湿周边上任一点P作气液界面的切线,与固液界面之间所形成的包括液相的夹角。9.润湿阻滞：润湿过程中，润湿周边展开或移动受到阻碍，使平衡接触角发生改变，这种现象称为润湿阻滞。10.水化作用：水分子在矿物表面（或离子表面）定向排列。11.疏水矿物表面：润湿性差、接触角大的疏水表面。12.亲水矿物表面：润湿性好、接触角小的亲水表面。13.疏水性矿物：矿物表面极性弱，对水分子的引力小，水化作用弱的矿物。14.粘附功：矿粒与气泡附着只有单位面积时，附着前后体系的自由能的变化。15.定位离子：在双电层内层吸附的离子。16.配衡离子：颗粒表面带电后，吸引溶液中的反号离子，即双电层外层吸附的反号离子。17.总电位：指矿物表面与溶液之间的电位差。也称表面电位。18.斯特恩电位：斯特恩层与溶液的电位差。19.动电位：滑动面上的电位和溶液内部的电位差，也称Zate电位。20.零电点：矿物表面的静电荷为零时，溶液中定位离子的负对数值。21.等电点：矿物表面电动电位为零时，溶液中定位离子的负对数值。22.正吸附：吸附后表面层溶质的浓度大于溶液内部的浓度，这种吸附称为正吸附。23.负吸附：吸附后表面层溶质的浓度小于溶液内部的浓度，这种吸附称为负吸附。24.物理吸附：由分子间力引起的吸附。25.特性吸附：双电层吸附中除静电吸附以外的吸附。对溶液中某种组分有特殊的亲合力。26.半胶束吸附：在范德华力的作用下，矿物表面吸附捕收剂的非极性端发生缔合作用形成类似胶束的结构。27.捕收剂：作用在固液界面上，且有选择性可以固体表面提高疏水性，增加可浮性，促使气泡附着，增强附着的牢固性浮选药剂。28.起泡剂：作用于气液界面上，降低表面张力，具有起泡作用的表面活性物质。29.三相泡沫：由液、气、固三相构成的泡沫。30.两相泡沫：由液、气两相构成的泡沫。31.抑制作用：破坏和削弱矿物对捕收剂的吸附，增强矿物表面的亲水性，从而降低矿物可浮性的作用32.活化作用：能促进和增强矿物与捕收剂的相互作用，提高矿物的可浮性。33.气泡矿化：浮选过程中，颗粒附着在气泡上的现象。34.矿化气泡：附着矿粒的气泡。35.浮选动力学：泡沫产品随浮选时间变化的数量关系。36.浮选速度常数：浓度为1时的浮选速度。是一个比例常数。37.接触时间：从碰撞瞬间到发生脱落瞬间所经历的时间。38.诱导时间：从碰撞瞬间到发生附着瞬间所经历的时间。39.接触曲线：同一种矿物，同一种药剂，气泡能否与矿物附着的药剂用量与pH值之间的关系曲线，称为接触曲线。40.充气量：浮选机正常工作，单位时间、单位浮选槽面积所能吸入气体的数量。41.矿浆通过能力：浮选机单位时间内所能处理的矿浆量立方米数。42.充气均匀度：气泡在矿浆中分布的均匀性。43.浮选段数：浮选中磨矿与浮选相结合的次数。44.浮选循环：回路，经过一次浮选，得到一种产品称一个循环。45.浮选流程：矿石浮选时，矿浆流经各作业的总称。46.二次富集作用：在泡沫层中上层气泡破灭和机械夹带的水形成下泻水流，随下泻水流机械夹带的非目的物重新返回矿浆中，这种在泡沫层中发生的富集作用称为二次富集作用。47.精选作业：对处选粗选作业的精矿进行分选的作业。48.扫选作业：对粗选（或扫选或前序浮选）作业的尾矿进行的分选作业。49.粗选作业：浮选工艺中第一次对矿浆进行的分选作业。

《磷矿浮选》第三章

第三章磷矿浮选的理论基础从技术的角度来看，浮选是指通过与第二流休相接触，从水悬浮液体中取出所选固体(目的矿物)的技术，如泡沫浮选用空气为第二流体，油浮选用油等。

不难看出，浮选至少涉及在各种浮选药剂存在下，三种界面的物理化学性质。

因此，从基础的角度看，浮选技术是界面化学的最重要应用，是非常复杂的界面化学问题。

为了有效地分离各种矿物，人们越来越认识到，必须掌握影响矿物浮选性能的各种因素。

即了解矿浆中发生的各种界面现象，搞清矿物与各种浮选药剂的作用机理，设想出各种反应模型，然而浮选体系是一种很复杂的多组分、多粒子的多相体系，要想全面弄清这种复杂体系中所发生的各种反应，无论从理论上和技术上都不是件易事，尽管人们做了大量研究，特别是近来，随着一些先进的表面测试技术的出现，这种研究有了很大的进步。

但总的来说，浮选理论的研究还落后于浮选实践。

尤其是对磷酸盐类矿物的研究，这种差距就更大。

这一方面因为磷矿物本身在组成和构造上比较复杂，另一方面是因为和磷矿物共生的脉石矿物常常是碳酸盐类矿物，它与磷酸盐类矿物的许多相似性质，使得研究工作更加难以控倒，精确的试验数据难以得到.所以本术所介绍的磷矿浮选理论基础主要是些较为成熟的研究资料和编者的试验总结，重点放在影响磷矿浮选的因素和浮选中各种药剂的作用机理上。

第一节磷矿物的特征及其可浮性这里讨论的磷矿物是指各种磷灰石和“胶磷矿”。

这是两种基本形式相同而结晶程度相异的两种主要磷矿物，前者呈晶形而后者属隐晶质。

然而它们的基本化学组成相近。

加之对磷灰石的研究也成熟些，所以这节主要介绍确灰石的特征与可浮性。

一、磷矿物化学组成磷灰石是一三离子晶体的微溶磷酸盐矿物。

矿物中磷常以P离子出现，与氧结合成稳固的[PO4]3-络阴离子，而[PO4]3-易与钙化合形成磷灰石，所以常见的磷矿物是钙磷酸盐类。

在磷矿物的形成过程中，其晶格离于常被一系列其它元素所替代，因而天然磷灰石实际上又是一系列置换(替代)产物，这就使得磷矿物在组成、结构和构造上呈现出多变性和复杂化，从而使得同为磷矿物却表现出不同的性质。

磨矿和浮选过程中黄铁矿电化学行为的研究进展

工程科学学报，第 43 卷，第 1 期：58−66，2021 年 1 月Chinese Journal of Engineering, Vol. 43, No. 1: 58−66, January 2021https:///10.13374/j.issn2095-9389.2020.06.29.001; 磨矿和浮选过程中黄铁矿电化学行为的研究进展龚志辉，戴惠新✉，路梦雨，武立伟，赵可可昆明理工大学国土资源工程学院，昆明 650093✉通信作者，E-mail：***************摘要综述了黄铁矿在选矿过程中有关的电化学行为及工作机理，重点讨论了黄铁矿结构特性、溶液中氧化、金属离子作用和抑制剂对黄铁矿电化学行为的影响；此外，还讨论了磨矿过程中电偶相互作用、研磨介质形状、介质材料和研磨气氛对研磨中黄铁矿电化学行为的影响.其中黄铁矿晶体结构的不同对黄铁矿表面的氧化具有较大影响，从而间接的影响黄铁矿的可浮性，半导体性质对黄铁矿的导电率具有显著的影响；同时适度的氧化有利于黄铁矿的无捕收剂浮选，而强烈的还原电位或氧化电位会抑制黄铁矿的浮选；电位的增加，对铜活化黄铁矿有不利影响，主要原因是电位增加导致活化Cu+的浓度降低，同时黄铁矿表面被铁氧化物覆盖阻碍了铜离子的吸附.抑制剂的加入可以直接参与捕收剂与黄铁矿之间的氧化还原反应，从而抑制黄铁矿的浮选；同时磨矿介质及气氛条件的不同也会影响黄铁矿电化学行为.关键词选矿；黄铁矿；研磨；浮选；电化学分类号 TD952Research progress in the electrochemical behavior of pyrite during grinding and flotationGONG Zhi-hui，DAI Hui-xin✉，LU Meng-yu，WU Li-wei，ZHAO Ke-keFaculty of Land Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China✉Correspondingauthor,E-mail:***************ABSTRACT Metal sulfides are highly desirable owing to their semiconductor properties promoting electrochemical reactions for sulfide flotation. As the most common sulfide mineral, pyrite is found in coal and can contain a small amount of gold. The potential of electrochemical reactions for the beneficiation of pyrite makes it necessary to study its electrochemical behavior. The present work focuses on the electrochemical behavior and working mechanisms of pyrite in mineral processing. The effects of the structural characteristics of pyrite, oxidation in solution, the presence of metal ions, and inhibitors on the electrochemical behavior of pyrite were discussed emphatically. The effects of galvanic interaction and grinding medium shape, material, and atmosphere on the electrochemistry of pyrite in grinding were also discussed. It has been shown that the different crystal structures and semiconductor properties of pyrite can greatly influence the oxidation of its surface, which indirectly affects its floatability. Moreover, moderate oxidation conditions are beneficial to the collector-free flotation of pyrite, whereas strong reduction or oxidation potentials inhibit its flotation. It has also been shown that increase in potential and iron oxide on the pyrite surface lead to the decrease in the concentration of copper (Cu+) ions, thereby adversely affecting the activation of pyrite by copper. Furthermore, inhibitors can directly participate in the redox reaction between the collector and pyrite, thus inhibiting the flotation of pyrite. Different grinding media and atmosphere conditions also affect the electrochemical behavior of pyrite.KEY WORDS mineral processing；pyrite；grinding；flotation；electrochemical收稿日期: 2020−06−29基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51764023）黄铁矿（FeS 2）是自然界最常见的硫化矿物.通常与闪锌矿、黄铜矿、方铅矿、金和煤等有价值的矿物共伴生[1−2]. 黄铁矿的经济价值低，通常被作为脉石矿物处理，黄铁矿进入有价值的精矿中会导致精矿品位降低，同时在冶炼过程中会产生大量的硫化气体，造成环境污染[3]. 天然黄铁矿在厌氧环境中是疏水的，因此常用浮选的方法选别.然而当黄铁矿长时间暴露于大气或水性条件下时，黄铁矿表面会被氧化从而降低其疏水性[4−5].大多数金属硫化物具有半导体特性，硫化矿物浮选取决于发生的电化学反应[6]. 黄铁矿浮选过程中发生的各种现象，如氧化引起的黄铁矿表面化学变化、黄铁矿与其他组分的相互作用、捕收剂的吸附和其他金属离子在黄铁矿表面的沉淀，通常都是由电化学机制引起的[7−9]. 影响电化学反应的主要因素是矿物/溶液界面的电化学势，该电位是一种混合电位，其中发生在矿物表面的阳极反应和阴极反应的速率完全相等，该电化学反应不仅控制着矿物在浮选过程中表面物种的形成，还抑制其表面物种的形成[10−11]. 因此电化学反应机理的研究对黄铁矿的浮选研究具有重要的意义. 本文综述了黄铁矿在选矿过程中有关的电化学行为及工作机理，重点讨论了黄铁矿结构、溶液氧化、离子活化和抑制剂对黄铁矿电化学行为的影响. 此外，还讨论了磨矿过程中研磨介质形状、介质材料和研磨气氛对研磨中黄铁矿电化学行为的影响. 并对今后的研究思路和方向进行了展望.1 黄铁矿晶体性质1.1 黄铁矿晶面特性黄铁矿的晶体类型众多，对黄铁矿晶体研究表明，大多数天然黄铁矿主要有三个解离面，分别为{100}，{210}和{111}，这三个晶面的比例为224∶42.8∶1[12−14]. 一些研究表明，黄铁矿的反应活性在晶体方向上是特定的. Zhu 等[15]研究了黄铁矿晶体结构对黄铁矿表面氧化的影响. 结果表明，在潮湿的空气中，黄铁矿{111}和{210}的初始氧化速率均大于黄铁矿{100}；在干燥的空气中，黄铁矿{210}的初始氧化速率大于黄铁矿{111}的初始氧化速率；在潮湿的空气中，黄铁矿{111}的初始氧化速率最大；同时{111}是黄铁矿氧化最敏感的面. 黄铁矿氧化相关反应如图1所示. 这些研究的发现明确了黄铁矿的晶面与反应活性的关系，不仅对黄铁矿氧化机理有了新的认识，也为发生在矿物-水界面的其他界面反应提供参考.S O 42−S O 32−/S 2O 32−+H +S 22−Fe 3+Fe 2+O 2ee e+H 2OPyrite①①S 22−−e (to Fe 3+)+H 2O → S O 32−/S 2O 32−+H +S O 32−/S 2O 32−+O 2→S O 42−②②③③④④Oxidation routeFe 2+−e (to O 2) → Fe 3+H 2OFe 3++e (from S 22−) → Fe 2+H 2O 图 1 黄铁矿空气中氧化反应路线图Fig.1 Mechanisms of pyrite oxidation in airXian 等[16]对纯黄铁矿、砷取代黄铁矿、钴取代黄铁矿和晶间金黄铁矿四种类型的黄铁矿进行了浮选研究. 浮选结果表明，钴取代黄铁矿和晶间金黄铁矿的可浮性随矿浆充气时间的延长而增加，而纯黄铁矿和砷取代黄铁矿的可浮性随矿浆充气时间的延长而降低. 通过电子结构和能带结构研究发现黄铁矿的稳定性受晶格缺陷和电子结构的影响，所观察到的浮选行为差异是由于黄铁矿的稳定性和氧化强度不同所致.1.2 半导体特性黄铁矿具有高电子迁移率和高光吸收系数，是一种潜在的光伏吸收材料. 然而天然黄铁矿的半导体性质存在较大的差异，从而影响了黄铁矿的电化学反应[17]. Abratis 等[18]综合评述了黄铁矿的半导性，发现已报道的电导率相差四个数量级.根据地质条件的不同，天然黄铁矿既可以作为n 型半导体存在，也可以作为p 型半导体存在. 在较高温度下形成的黄铁矿通常具有n 型特征，而在较低温度下形成的黄铁矿通常为p 型. 使用n 型黄铁矿作为微电极在混合硫化物矿物矿浆中（不考虑动力学因素），具有较高静息电位的黄铁矿将成为阴极，而更具活性的硫化物将成为阳极.龚志辉等：磨矿和浮选过程中黄铁矿电化学行为的研究进展· 59 ·但是，所产生的阳极硫化物优先溶解的速率将取决于由杂质或半导体类型引起的黄铁矿静止电位的变化.Savage 等[19]研究发现，杂质元素Co ，As 对黄铁矿半导性具有较大的影响. 富含Co 的黄铁矿是具有低电阻率和高载流子迁移率的n 型半导体，而砷黄铁矿倾向于p 型且具有较高的电阻率. 硫化矿物与捕收剂之间相互作用的差异是由矿物表面不同的半导体特性引起的. 与n 型半导体相比，p 型半导体对黄药的吸附更为有益.2 浮选中黄铁矿电化学行为2.1 黄铁矿在矿浆中的氧化黄铁矿在水溶液中通过电化学反应被氧化，氧化速率受溶液pH 、溶液电位值、氧化剂种类和浓度、粒径、温度、搅拌速度等多种因素的影响.由于铁硫比、晶体结构和表面形态不同，导致黄铁矿表现出不同的电化学反应活性. 黄铁矿在氧化过程中通常是不完全氧化，除亚铁离子和硫酸根离子外，还生成了单质硫. 亚铁离子进一步反应生成的氢氧化铁沉淀附着在黄铁矿表面，并抑制黄铁矿的进一步氧化[20−22].矿浆中溶解氧含量对矿浆电位变化和黄铁矿亲水性表面的生成有一定影响. Owusu 等[23]通过需氧量试验和泡沫浮选，研究了两种黄铁矿矿物的电化学反应活性及其对黄铜矿浮选的影响. 通过氧化还原电位（E h ）、溶解氧（DO ）、pH 等参数控制矿浆化学，可显著提高硫化矿物的浮选回收率、品位和选择性. 需氧量测试表明，不同黄铁矿的电化学反应活性有明显差异. 此外，矿浆的持续充气降低了黄铁矿的氧化速度. 溶液和表面分析结果表明，随着充气的进行，黄铁矿表面会形成氢氧化物表面涂层，防止或最大限度地减少黄铁矿进一步被氧化反应. 图2显示了25 ℃下黄铁矿电化学势与pH 的关系[24].S 2−2S 2−2S 2−n 硫的氧化行为的研究对于理解黄铁矿的氧化非常重要，但是在不同的溶液条件下，各种中间的硫氧化产物会使其复杂化. Chandra 和Gerson [25]研究表明在新鲜破碎的黄铁矿表面存在四种不同的硫：（体相）（4配位）、（表面）（3配位）、S 2−和S 0/（分别为缺金属硫化物和多硫化物）.这些硫在破碎的黄铁矿表面呈不均匀分布. 当O 2解离和H 2O 分子吸附到存在高密度悬挂键的表面Fe 位时，开始氧化. 同时H 2O 可能会解离产生OH 自由基. 研究表明，Fe−O 键先于Fe−OH 键SO 2−4O 2−3S 2−3形成. S 的氧化是通过Fe 位上形成的OH 自由基的相互作用进行的，而的形成是通过S 2/中间体进行的. 从而进一步证明黄铁矿的氧化过程本质上是电化学的过程.S 2−n Tu 等[26]研究了黄铁矿在pH 为2的电解液中的电化学氧化机理. 研究表明在0.50 V 的低电位下，黄铁矿表面形成并覆盖一层富硫层（S 0）使得黄铁矿表面钝化，从而造成黄铁矿电化学氧化扩散受限. 当电位增加到0.60 V 时，由于无定形单质硫转化为晶态，黄铁矿氧化的扩散限制和表面钝化停止，导致先前被覆盖的活性位重新暴露，从而造成黄铁矿继续氧化. 在较高电位（0.70 V 和0.80 V ）下，在黄铁矿表面形成并积累了较多的单质硫和多硫化物（），以及由Fe(OH)3、FeO 和Fe 2O 3组成的富铁层，这些产物导致了氧化速率降低. 表面粗糙度随氧化电位的增加而增加，黄铁矿表面的氧化是不均匀的. 这些发现进一步揭示了黄铁矿在电化学氧化过程中所经历的物理和化学变化.Tao 等[27]对表面氧化的黄铁矿进行了无捕收剂泡沫浮选试验. 在原位断裂电极上进行的计时安培分析表明，在pH 为9.2时，表面氧化的黄铁矿电位为−0.28 V （SHE ），在pH 为4.6时为0 V. 在稍高的正电势下进行初始氧化会生成疏水性富硫物质，最有可能是多硫化物或缺乏金属的硫化物，从而使黄铁矿表面具有疏水性. 无捕收剂的浮选试验结果表明，黄铁矿在表面氧化后具有较好的可浮性. 黄铁矿的无捕收剂浮选回收率取决于氧化过程中产生的多硫化物，可溶物和不溶物的相对量，这取决于溶液的pH 值和电位.2.2 不同金属离子对黄铁矿的影响2.2.1 铜离子对黄铁矿的影响活化是硫化物浮选过程中最常用的方式之一，SO 42−SO 42−Fe(OH)3Fe(OH)2Fe 2++2SFe 2++H 2SFe+H 2SFeS+H 2SFe+HS −FeS+HS −Fe FeS 2F e (O H )2+F e (O H )2+Fe 3+pH02468101214图 2 25 ℃下FeS 2–H 2O 体系E h –pH 图Fig.2 E h –pH diagram for the FeS 2–H 2O system at 25 ℃· 60 ·工程科学学报，第 43 卷，第 1 期在这个过程中金属离子沉淀或吸附在矿物表面，为捕收剂的吸附创造合适的位点. 在碱性溶液中黄铁矿可被铅离子和铜离子活化.Owusu 等[28]使用黄铜矿和黄铁矿组成的混合矿物体系，研究了黄铁矿对矿浆化学和黄铜矿回收率的影响. 浮选试验表明，随着黄铁矿含量的增加，黄铜矿的可浮性、回收率、品位和矿浆氧化电位降低，而黄铁矿回收率增加.Peng 等[29]在pH 值为9的条件下，以不同的电化学势测量了铜离子的浓度. 研究发现铜离子的浓度在很大程度上取决于电化学势. 在−185 mV 的电势下，溶液中几乎所有的铜都以亚铜离子的形式存在，而在−10 mV 的电势下，溶液的铜质量分数降低到28%；电位为+260 mV 时，溶液中亚铜离子不存在. 在−10 mV 和+260 mV 范围内，几乎所有的铜都以Cu(OH)2的形式析出；而在−185 mV 的电位下，只有少量铜以Cu(OH)2的形式析出. 因此，提高矿浆的电化学电位可以增加Cu(OH)2的生成，降低Cu +在黄铁矿表面的浓度. 由于铜离子活化黄铁矿强烈依赖于Cu(I)−硫化物的形成，因此在还原条件下更有利于黄铁矿活化.S 2−n S 2−2Chandra 等[30]用光发射电子显微镜（PEEM ）分析研究了弱酸性条件下铜离子活化黄铁矿. 研究发现Cu 以Cu +形式吸附在黄铁矿表面. 与未活化黄铁矿相比，活化黄铁矿中存在较多的和S−OH ，较少的S 2−和. 这一现象是由于O 2/H 2O 的存在和铜离子在黄铁矿表面吸附而引起的氧化，并证实了离子交换、铜离子还原和硫氧化是同时进行的.综上，电势的增加对铜离子活化黄铁矿具有不利的影响. 主要有以下三个原因：一是电势的增加加快了Cu(I)到Cu(II)的氧化速率，结果导致用于活化的Cu(I)离子浓度降低；二是在高电势下，黄铁矿被氧化形成氧化铁/氢氧化物薄膜阻碍了亚铜离子与黄铁矿的作用；三是已经作用在黄铁矿表面的亚铜离子在高电势的作用下形成了亲水性碳酸铜/铜羟基物质影响了活化效果.2.2.2 铅离子对黄铁矿的影响在方铅矿和黄铁矿的电偶中，方铅矿充当阳极，黄铁矿充当阴极，通过电流作用将硫离子从方铅矿中氧化为元素硫，并将溶解的氧还原为氢氧根离子. 在没有捕收剂仅方铅矿存在的情况下，黄铁矿可表现出较强的可浮性. Peng 等[29]对铅活化黄铁矿进行了ζ电位测量，发现铅活化黄铁矿在不同的电化学电位下表现出相似的ζ电位性质. 铅活化的黄铁矿具有类似于氢氧化铅、氧化物或碳酸盐的等电点. 另一方面，在活化过程中加入的铅离子几乎都可以用乙二胺四乙酸溶液提取. 这些发现显然表明，铅对黄铁矿的活化主要是通过形成铅表面络合物如氢氧化物来实现的.2.2.3 铁离子对黄铁矿的影响铁离子和溶解氧在黄铁矿氧化过程中起着至关重要的作用，黄铁矿氧化过程可看作是黄铁矿，铁离子与氧之间的一系列反应. Liu 等[31]研究了Fe 3+对黄铁矿电化学行为的影响. 结果表明，三价铁在黄铁矿的溶解中起重要作用，黄铁矿电极的开路电势随Fe 3+浓度的增加而增加；Tafel 极化曲线表明，Fe 3+浓度的增加引起了黄铁矿电极极化电流的增加.黄铁矿的氧化是在黄铁矿电极和电解质界面发生的，并且在氧化过程中形成了由元素硫、多硫化物组成的钝化膜. 黄铁矿电极的极化电流随着Fe 3+浓度的增加而增加.2.2.4 金对黄铁矿的影响金常与黄铁矿伴生，以细小包裹体形式赋存于黄铁矿基质中，从而导致金不能被浸出剂浸出.为了使金能够被浸出剂浸出，通常需要通过氧化剂对黄铁矿基质进行强化氧化，然后释放出金颗粒.Huai 等[32]研究了金耦合对黄铁矿被铁离子氧化后的表面性能的影响. 研究表明，金可以催化三价铁还原，金的耦合显著促进了黄铁矿的氧化，在黄铁矿表面形成更多的铁氧化物. 同时，金的耦合还使黄铁矿的比表面积变的更粗糙、更大，从而提高黄铁矿氧化溶解的电化学活性.2.3 抑制剂对黄铁矿的影响2.3.1 无机抑制剂黄铁矿的无机抑制剂种类众多，通过电化学反应影响黄铁矿可浮性的主要有氰化物、硫化物和硫氧化物. 氰化物对黄铁矿浮选的抑制可能有以下几种机制[33−35]：在非离子活化条件下，当黄药存在时，主要是形成不溶性硫氰酸盐络合物取代了双黄药吸附位；当无捕收剂时，氰化物在黄铁矿表面的吸附导致形成不溶性的铁氰化物，使黄铁矿表面亲水性；在铜离子活化条件下，主要是通过降低矿浆铜离子含量，并形成铜氰化合物抑制黄药的吸附. Janetski 等[36]使用伏安法研究了氰化物抑制黄铁矿时对黄药的影响. 结果表明在黄原酸盐浓度和pH 恒定的情况下，氰化物离子浓度的增加会导致黄原酸盐的氧化电势向更正值移动. 氰化物离子对黄药的氧化过程具有抑制作用. 同时还发现在恒定的黄原酸酯浓度下，随着氰化物离龚志辉等：磨矿和浮选过程中黄铁矿电化学行为的研究进展· 61 ·子浓度的增加，黄原酸酯氧化电位的阳极位移随着溶液pH 的降低而逐渐降低.由于氰化物有剧毒，硫化物作为替代物被广泛应用，硫化物、亚硫酸盐和硫酸盐的抑制机理主要是消耗溶液中的氧气，降低了溶液的混合电位，从而阻止了双黄药在黄铁矿表面的吸附. Janetski 等[36]通过伏安法研究了硫化钠如何抑制黄铁矿的浮选，并发现硫化钠的存在引入了新的阳极反应.相对于黄原酸盐氧化，新的阳极反应归因于溶解的硫化物（S 2−或HS −）在阴极电位下发生氧化. 硫化钠消耗了氧气并降低了混合电位，从而阻止了双黄药的生成和黄铁矿浮选. Khmeleva 等[37]研究了亚硫酸盐对黄铁矿浮选的影响. 结果发现，在有空气的情况下，黄铁矿表面上会形成多种氧化产物，亚硫酸盐可以在溶液中与黄铁矿和捕收剂相互作用. 亚硫酸盐的存在消耗了溶液中溶解的氧气，从而导致矿浆电位下降. 2.3.2 有机抑制剂无机抑制剂虽然有效，但对环境有害，并在处理过程中会造成额外费用. 有机抑制剂具有来源丰富、可生物降解和相对便宜等优点. 黄铁矿的有机抑制剂主要有羧甲基纤维素（CMC ），木质素磺酸盐. 由于聚合物结构复杂和矿物表面的非均质性，聚合物与矿物表面之间的相互作用非常复杂. 但可以简单的解释为有机抑制剂与黄铁矿矿物表面的吸附或结合，如图3所示[35]. 一是有机抑制剂与黄铁矿表面带相反电荷，二者之间存在静电吸引；二是有机抑制剂的非极性链段与矿物表面疏水区域之间的疏水相互作用驱动抑制剂聚集在矿物表面；三是羟基或羧基与矿物表面水合金属位点之间相互作用形成氢键，特别是在碱性pH 值下；四是阴离子官能团（如羧基或磺酸基团）与矿物表面的金属阳离子之间形成化学键驱动有机聚合物与矿物表面结合[38−39].(1) Electrochemical attraction(3) Hydrogen bonding(4) Chemical interaction(2) Hydrophobic interactionHydrophobic carbon chainHydrophobic sitesPyrite surfaceH HC C OHHO H HH H H OH OH O OO OH COOHOHHOH HHOMeMeMeMeC CC C C C C O OOH++图 3 有机聚合物与黄铁矿矿表面可能的相互作用机制：静电吸附（1），疏水相互作用（2），氢键（3）和化学相互作用（4）Fig.3 Possible interaction mechanisms of organic polymers with pyrite surface: electrochemical attraction (1), hydrophobic interaction (2), hydrogen bonding (3), and chemical interaction (4)羧甲基纤维素（CMC ）是通过醚化过程产生的纤维素衍生物. 与天然多糖相比，CMC 结构中带负电荷的羧基和羟基的存在增加了CMC 的选择性. 与羟基不同的是，羧基能够与各种形式的金属物种相互作用，而羟基只能与金属羟基物种相互作用. Bicak 等[40]研究了高取代度和低取代度两种CMC 对黄铁矿的抑制效果. 研究表明，低取代度的CMC 比高取代度的CMC 抑制效果更好，主要是因为低取代度的CMC 自身负电荷较少，与黄铁矿表面的静电斥力较小，CMC 能更多的吸附在黄铁矿表面. 同时溶液中的pH 可以通过对羧基的解离、矿物表面羟基化及矿物表面电荷影响，从而影响CMC 在黄铁矿表面的吸附. 钙离子的存在可以增强CMC 在黄铁矿表面的吸附和抑制能力. 通过Zate 电位测定表明，Ca(OH)+在黄铁矿表面的吸附降低了黄铁矿表面的电负性，从而减小了CMC 与黄铁矿之间的静电排斥力. 除了静电作用外，黄铁矿表面的氢氧化物与CMC 的羟基和羧基之间形成氢键，从而抑制黄铁矿.木质素磺酸盐或磺化木质素可用作黄铁矿抑制剂. 对非活化黄铁矿浮选的电化学研究表明，生物聚合物吸附在黄铁矿表面后，使黄铁矿表面钝化，抑制了黄铁矿表面发生的电化学反应，包括黄铁矿自身的氧化还原反应和黄药在表面的氧化[35].Mu 等[41]比较了三种木质素磺酸盐聚合物（DP-1775，DP-1777和DP-1778）的抑制表现，研究表明生物· 62 ·工程科学学报，第 43 卷，第 1 期聚合物的分子量决定了其在黄铁矿表面的吸附密度，分子量越高，导致吸附能力越高，黄铁矿的抑制程度也更高.Mu等[42]通过电化学技术研究了在戊基黄原酸钾（PAX）和木质素磺酸盐类生物聚合物抑制剂（DP-1775）存在下黄铁矿表面性质的变化，对黄铁矿进行了电阻抗光谱法和循环伏安法测试.发现在不存在PAX的情况下，DP-1775不连续地分布在黄铁矿表面上并逐渐钝化黄铁矿表面；在PAX存在的情况下，预吸附的DP-1775降低了PAX的电化学氧化程度.3 研磨对黄铁矿电化学性能的影响3.1 电偶相互作用的影响磨矿对矿物/溶液界面的电化学势有很大影响，在磨矿过程中黄铁矿与磨矿介质之间存在电子相互流动，这种作用被称为电偶相互作用[29].不同电化学反应引起的电偶相互作用可以通过矿物的静息电位来预测，静息电位决定了不同硫化矿的电化学反应[43].在电偶相互作用中，黄铁矿由于具有较高的静息电位而表现出阴极的作用，从而导致其表面的氧还原和氢氧离子的产生.充当阳极的研磨介质被氧化并释放出亚铁离子.生成的亚铁离子进一步氧化成铁离子，然后与氢氧化物离子反应，以氢氧化铁的形式沉淀在黄铁矿表面，同时磨矿介质中产生的氧化铁物种对抑制黄铁矿浮选有重要作用[44]，反应如下：阳极氧化：阴极还原：水解：Huang等[45]使用低碳钢作为磨矿介质研究了黄铁矿与介质的电偶作用及对浮选的影响.研究表明，低碳钢和黄铁矿之间的电流取决于极化行为、几何关系和研磨环境.低碳钢与黄铁矿的比表面积对低碳钢的电偶电流密度影响较大，同时溶解氧在电偶电流中起着显著的作用.研磨过程中研磨介质氧化产生的可被乙二胺四酸（EDTA）提取的铁含量与低碳钢上的电流密度成线性关系.电流与铁氧化物种的数量和黄铁矿的还原速率有关.溶解O2与硫化物反应、研磨介质的腐蚀和电相互作用降低了溶解的O2浓度.由于溶解O2的减少阻碍了黄药在硫化物矿物表面的吸附，从而抑制了这些矿物的浮选.3.2 研磨介质的形状及材料在矿石粉碎过程中会涉及到许多不同变量，例如研磨介质的形状和材料可能会对所产生颗粒的性质产生重大影响.研磨介质和硫化物矿物之间的电流相互作用产生的铁氧化物质对矿物浮选具有抑制作用.研磨介质形状主要有棒介质和球介质，材料类型主要有低碳钢、锻钢、低铬钢和高铬钢.Corin等[46]使用不同类型的磨矿介质研究其对金属硫化矿浮选的影响.结果表明，棒磨和球磨对金属硫化物的浮选影响差异不大，而研磨材料对金属硫化矿的矿浆化学和浮选性能有显著影响.Mu等[47]研究了锻钢、含铬15%（质量分数）的钢和含铬30%的钢3种磨矿介质材料在一定捕收剂（戊基黄药）浓度范围内分别在pH为5.0、7.0和8.5条件下对黄铁矿浮选的影响.结果表明，在pH值为5.0时，30%铬钢研磨的黄铁矿回收率最高，其次是使用15%铬钢和锻钢，磨矿介质中的铁污染和黄药氧化对黄铁矿浮选都有一定影响.黄铁矿表面的铁污染抑制了黄铁矿的浮选，黄药氧化可降低黄铁矿表面的铁污染.pH为7.0时，黄铁矿浮选主要受黄药浓度控制.黄药浓度较低时，阳极反应以黄铁矿氧化为主，黄药不能形成双黄药，浮选效果较差.当黄药浓度较高时，双黄药的形成占优势，有利于黄铁矿的浮选.pH为8.5时，黄铁矿的氧化作用超过黄药的氧化作用，矿浆电位在黄铁矿的浮选中起主要作用，高铬钢研磨介质产生的高矿浆电位促进了黄铁矿的氧化，而黄药的氧化降低，黄铁矿的浮选性能下降；锻钢研磨介质产生的低矿浆电位可使黄药氧化形成双黄药，从而促进了黄铁矿的浮选[48].3.3 研磨环境氧气在研磨过程的电流相互作用中起关键作用.氧气的存在会增加电流相互作用，因为氧气会在接受电子时形成羟基，从而促进研磨介质的氧化并增加矿物表面上氢氧化铁的浓度.在大多数硫化物系统中，这些电化学反应消耗氧气，导致矿浆电位降低[43].Huang和Grano[45]研究了在氮气、空气和氧气的不同气氛下，磨矿过程中黄铁矿的浮选回收率随原电池电流的变化.结果表明，氮气充入产生的龚志辉等：磨矿和浮选过程中黄铁矿电化学行为的研究进展· 63 ·。

一种氧化锌矿高熵活化浮选方法

一种氧化锌矿高熵活化浮选方法氧化锌矿是一种常见的锌矿石，在锌冶炼过程中起着重要作用。

然而，由于其晶体结构紧密、表面活性低等特性，使得氧化锌矿的浮选困难度较大。

为了解决这一问题，研究人员提出了一种新的浮选方法——氧化锌矿高熵活化浮选方法。

让我们来了解一下什么是高熵活化浮选。

高熵活化浮选是一种利用多元合金原理的新型浮选技术。

在传统的浮选过程中，常常使用单一的活化剂来活化矿石，而高熵活化浮选则采用多种活化剂的混合，以增加矿石表面的活性。

这种方法能够提高矿石与浮选剂之间的接触效果，从而提高浮选效果。

在氧化锌矿高熵活化浮选方法中，研究人员首先选择了一系列适合氧化锌矿浮选的活化剂，如黄原胶、黄原酸、硫酸和氨水等。

然后，将这些活化剂按一定比例混合，并加入到浮选槽中与氧化锌矿石进行浸泡。

通过调整活化剂的比例和浸泡时间，使得活化剂与氧化锌矿石充分接触和反应，提高氧化锌矿石的浮选性能。

实验结果表明，氧化锌矿高熵活化浮选方法能够显著提高氧化锌矿的浮选率和浮选指标。

与传统的浮选方法相比，高熵活化浮选能够在较短的时间内获得更好的浮选效果。

这主要得益于高熵活化浮选方法中使用了多种活化剂，提高了氧化锌矿石的表面活性，增加了与浮选剂的接触机会。

除了氧化锌矿，高熵活化浮选方法还可以应用于其他矿石的浮选过程中。

例如，铜矿、铅矿、铁矿等，都可以通过高熵活化浮选方法提高浮选效果。

这为矿石的提取和冶炼过程带来了新的可能性。

氧化锌矿高熵活化浮选方法是一种新型的浮选技术，能够有效提高氧化锌矿的浮选效果。

通过使用多种活化剂，增加矿石的表面活性，使其与浮选剂充分接触，从而实现更好的浮选效果。

这一方法也可以推广应用于其他矿石的浮选过程中，为矿石的提取和冶炼提供了新的思路和方法。

相信随着进一步的研究和实践，氧化锌矿高熵活化浮选方法将在矿石浮选领域发挥重要的作用。

分析硫化钠在有色金属矿浮选中的应用

分析硫化钠在有色金属矿浮选中的应用发布时间：2021-04-20T10:02:25.200Z 来源：《科学与技术》2021年1月第2期作者：刘杰[导读] 在高端工业领域中，有色金属资源非常重要。

大部分有色金属具有贫、细、杂的问题，刘杰广西壮族自治区地质矿产测试研究中心摘要：在高端工业领域中，有色金属资源非常重要。

大部分有色金属具有贫、细、杂的问题，使得有色金属分选工作非常困难，要积极重视有色金属矿的矿浮选工作。

硫化钠在矿浮选中应用非常广泛，能够作为有色金属硫化矿重要抑制剂，同时也能够成为有色金属氧化矿的硫化剂。

受到硫化钠多种性质影响，造成硫化钠在浮选中实际控制效果不理想。

针对这一情况要重点分析硫化钠在实际应用中的具体用量控制，明确硫化钠在浮选中不同作用机理，同时为有色金属浮选工作提供重要参考。

关键词：硫化钠；有色金属矿浮选；抑制剂引言硫化钠是非常重要的化工产品，可以在有色金属硫化矿浮选时作为抑制剂、脱药剂以及活化剂。

对有色金属浮选要尽量对硫化钠具体特性进行深入判断，采取多样方式，加强硫化钠应用效果。

在我国社会经济高速发展的背景下，对有色金属资源的消耗量显著增加，对有色金属浮选提出了更高的要求。

但大部分有色金属矿质量较低，选矿指标不理想，需要高度重视对有色金属矿浮选工艺的深入研究，确保有色金属矿的效果全面提升。

1硫化钠特性硫化钠是非常独特的化学物质，通常呈现白色晶体，密度较低，也被称之为臭碱、硫化碱等。

由于硫化钠具有不稳定的特点，潮解性非常强，在潮湿环境下或者阳光照射下会由黄色变为棕黑色，产生大量S2-、HS-?、OH-、?Na+等，要加强对硫化钠的妥善保管，避免潮湿光照而使硫化钠的性质发生变化，浓度和酸度过大，产生有毒气体。

2硫化钠在有色金属矿浮选中的实际应用2.1硫化剂大部分有色金属都属于离子键共同组成的矿离子物质，整个矿物浮选性比较弱，黄药等常规补收剂在有色金属离子中浮选效果非常低。

如果氧化矿矿浆进入到硫化钠溶液后矿物表面会生成一层硫化物薄膜具有非常强的疏水性效果，黄药等捕收剂会与硫化物薄膜发生作用，产生氧化矿上浮。

浮选药剂与矿物作用的理论

浮选药剂与矿物作用的理论基础浮选过程中药剂的作用机理十分复杂，近年来通过利用各种现代测试方法研究，特别是关于捕收剂与矿物表面作用的研究，取得很多进展。

然而到目前为止，也还有很多问题没有研究清楚。

已经有许多专著讨论选药剂的作用机理，有关的论文也不断在发表，我们简略地介绍一些较有影响的理论和与本书有关的一些研究成果。

捕收剂在矿物表面的作用，总的说来，不外是;(1)物理吸附特点是能量小(有人提出约在,.0l-,0,1电子伏特/克分子)，或者说吸附热小(几千卡/克分子或更小)，吸附分子一与固体表面距离较大，在固体表面上具有流动性(好似二维气体)。

吸附力为范德华力或静电力。

药剂分子(或离子)与矿物间不发生键合的电子转移或共有。

物理吸附一般没有选择性或选择性较差，并且易十解吸，通常吸附量随温度上升而下降。

(2)化学吸附特点是能量大(约在1电子伏/摩尔)，或说吸附热高(几十千焦/摩尔)，吸附分子与矿物表面距离小，药剂分子与矿物间发生键合的电子关系，吸附力本质上是化学力。

化学吸附一般具有选择性吸附比较牢固，不易解吸，通常随着温度升高(在一定范围内)吸附量升高。

(3)表面化学反应化学吸附进一步发展，常常在矿物表而发生化学反应。

表面化学反应一与化学吸附的主要区别是前者的反应产物在表面上构成独立的相。

捕收剂与矿物作用的具体方式，已经提出了各种看法，现将主要的列举如下。

(1)非极性分子的物理吸附主要是各种非极性经类油的吸附，吸附力为瞬间偶极力(或称色散力)。

据观测，非极性油的吸附主要发生在矿物与气泡粘着时的三相润湿周边上。

(2)双电层吸附理论矿物在水中由于表面一种离子转人溶液或吸附于表面的趋外较大，·使表面多余了定位离子，并由此而引来的异名的配衡离子(或称相反离子)，形成表面双电层。

内层由矿物表面的定位离子组成;外层又分为厚度约为水化离子半径的紧密层（或称斯特恩层)及再向外的扩散层。

由溶液内部至矿物表面的总电位义称电极电位(或化学电位);至紧密层滑动面的电位则通常作为电动电位又称省电位。

浮选基本知识

浮选原理
正浮选(direct flotation) 正浮选反浮选(reverse flotation) 反浮选疏水 (hydrophobic)矿粒矿粒亲水(hydrophilic)矿粒亲水矿粒浮选药剂(flotation reagents) 浮选药剂接触角(contact angle) 接触角
矿物分类
按照矿物的表面特性分为：按照矿物的表面特性分为：矿物：（1）非极性）非极性(non-polar)矿物：矿物相对弱的分子键，相对弱的分子键，与共价键力共存的 van der Waals力。不易与水极化。如石力不易与水极化。硫黄、辉钼矿，金刚石、煤和滑石等墨、硫黄、辉钼矿，金刚石、煤和滑石等，天然疏水，可浮性好，接触角在60到 ℃ 天然疏水，可浮性好，接触角在到90℃ 烃基油或起泡剂即可之间。浮选时只需添加烃基油或起泡剂即可。之间。浮选时只需添加烃基油或起泡剂即可。
捕收剂-阴离子型捕收剂
硫醇类(thiols)捕收剂：最广泛应用的是黄酸盐捕收剂：硫醇类捕收剂 xanthogenates（黄药（黄药xanthates类）（ROCSSNa）和类）二硫代磷酸盐(黑药黑药（）二硫代磷酸盐黑药（RO）2PSSNa) (dithiophosphates)。。黄药是最重要的硫化矿浮选捕收剂，制备方程式为：黄药是最重要的硫化矿浮选捕收剂，制备方程式为： ROH + CS2 + KOH = ROCSSK + H2O R通常含到6碳原子的碳氢基团，常用的黄药有乙基通常含1到碳原子的碳氢基团碳原子的碳氢基团，通常含 (ethyl)，异丙基异丁基(isobutyl)，戊基，异丙基(isopropyl) ，异丁基， (amyl)和己基和己基(hexyl)黄药。黄药。和己基黄药

浮选溶液化学的研究

浮选溶液化学的研究[摘要]浮选剂、矿物和溶液的化学平衡，是决定复杂浮选体系行为的重要因素，本文简要的说明了浮选溶液化学研究的主要内容以及浮选溶液化学研究运用的方向和发展。

[关键词]浮选溶液化学平衡Abstract：Flotation agents, mineral and chemical solvents to balance complex flotation system is a decision of the important factors acts, this brief description of the main elements of flotation solution chemical research and the use of flotation solution chemical research direction and development..Keywords: Flotation Chemical solution Balance浮选是加工回收矿物的主要方法，它是利用物料的表面化学特性在固—液—气三相界面分选矿物的科学技术。

矿物的浮选行为取决于其表面的物理化学性质，如表面润湿性、表面电性、表面氧化及表面化学反应性等,这些基本性质又无一不与矿物颗粒的溶液化学行为密切相关。

如矿物的溶解、溶解组分与矿物表面及浮选剂的相互作用、矿浆电位、溶液的表面张力等。

1 浮选溶液化学研究的内容浮选溶液化学根据溶液化学的基础知识，研究浮选剂在溶液中的溶解、解离与缔合平衡，矿物溶解、解离与表面电荷平衡及浮选剂与矿物相互作用的各种平衡关系，以确定浮选剂对矿物起浮选活性的有效组分及浮选剂与矿物相互作用的最佳条件，进而确定矿物浮选或抑制的最佳条件。

并且为合理选择药方及药剂用量提供理论依据。

据此，浮选溶液化学研究的主要内容包括：⑴浮选剂在溶液中的平衡与浮选意义这方面主要研究浮选剂在溶液中的酸碱平衡、解离平衡、缔合平衡、在各界面的吸附平衡、无机离子的水解水化平衡及大分子浮选剂在溶液中的平衡。

矿物浮选第4章浮选药剂(1)

RC(O)OH
磺酸（盐）类，例如磺化石油、烷基磺酸盐
RSO3H
硫酸酯，例如烃基硫酸酯
ROSO3H
胂酸、膦酸，例如甲苯胂酸、苯乙烯膦酸
羟肟酸 RC(OH)NOH
1.2 非硫化矿捕收剂常用的分为阴离子型和阳离子型两大类。
2）胺类捕收剂解离后产生带有疏水烃基的阳离子，又称为阳离子捕收剂。是有色金属氧化矿、石英、长石、云母等硅酸盐矿物的捕收剂。
是选择性优良的硫化矿捕收剂，对铜、铅、锌、镍硫化矿的捕收作用强。弱碱性条件下对黄铁矿和磁黄铁矿的捕收能力弱。
1.1 硫化矿捕收剂 5）硫醇类
化学通式为： RSH。
1.2 非硫化矿捕收剂常用的分为阴离子型和阳离子型两大类。
1）烃基含氧酸（及其盐）类捕收剂羧酸（盐）类，例如油酸、氧化石蜡皂、妥尔油和环烷酸等。
起泡剂是异极性的有机物质，极性基亲水，非极性基疏水，
使起泡剂在空气与水的界面上定向排列。
大部分起泡剂是表面活性物质，能够强烈地降低水的表面张
力。
起泡剂具有适当的溶解度。
2 起泡剂
2.2 常用的起泡剂
松油和松醇油松油主要含有α-萜烯醇(C10H17OH) ，其次为萜醇、仲醇和醚类化合物。松醇油是以松油为原料，硫酸为催化剂，乙醇为乳化剂发生水解反应制取的。主要含有α-萜烯醇(50%左右）。樟油甲酚重吡啶脂肪醇类醚醇油，聚丙二醇烷基醚脂肪酸乙酯，RCOOC2H5 丁醚油，1,1,3 –三乙氧丁烷（TEB）硫酸酯和磺酸盐
2HS 2H S O 2e
同时由于HS-的加入降低了浮选矿浆电位，抑制了某些硫化矿物的无捕收剂浮选，如方铅矿、黄铜矿等，这些硫化矿物硫诱导无捕收剂可浮性较差。

浮游选矿ppt课件

7
润湿
润湿是自然界中常的现象，是由于液体固体表面排挤在固体表面所产生的一种界面作用。
8
浮选的特点
⑴应用广泛； ⑵分选效率高、富集比高； ⑶有益于矿产资源的综合利用； ⑷分选粒度细，前途广阔，处理细粒浸染的
矿物特别有效。
9
分选效率高
1、辉钼矿浮选，原矿品位仅为0.03%，经过浮选可达到45%左右的钼精矿，其富集比达1500。这是用重、磁选法无法达到的指标，因而，大大扩大了矿物资源的范围，把过去不能开采的矿床变为有价值的工业矿床。 2、对呈微细粒嵌布的矿石特别有效，因而解决了许多微细矿粒中有用成份的回收问题。
制作者：
1
提纲
浮选的起源浮选的定义浮选的基础浮选的特点浮选的应用浮选的过程
2
浮游选矿的起源
19世纪末期，有一位美国小学女教师，名叫凯莉·艾巴瑟，有一天，当她想清洗原来装满黄铜矿的沾满油污的袋子时，他发现黄铜矿的小颗粒能附着在肥皂泡上而浮在水面上，这个偶然的发现，
就是浮游选矿新技术的起源。
0.15~0.4 在饱和卤水中从NaCl浮出KCl
0.1~1 经常只用起泡剂
0.05~0.25 1K7 g/t, 有时增加燃油
（2）起泡剂为表面活性物质，主要富集在水-气界面，
促使空气在矿浆中弥散成小气泡，防止气泡兼并，并提高气泡载矿化和上浮过程中的稳定性，保证矿化气泡上浮后形成泡沫层刮出。
微溶矿物晶格离子重晶石,BaSO4 羧酸油酸/油酸纳化学吸附萤石, CaF2
不溶性 H+,OH- 角银矿,AgCl
氧化矿物
长石,(K,Na)ALSi3O8 胶体电解质
赤铁矿,Fe2O3
硅石,SiO2

关于矿物浮选的这些知识

关于矿物浮选的这些学问1、什么叫浮游选矿（浮选）？其应用范围如何？浮选即泡沫浮选，是依据矿物表面物理化学性质的不同来分选矿物的选矿方法。

在浮选过程中，矿物的沉浮几乎与矿物密度无关。

比如黄铜矿与石英，前者密度为4.2，后者密度为2.66，可是重矿物的黄铜矿很简单上浮，石英反而沉在底部。

经讨论发觉矿物的可浮性与其对水的亲和力大小有关，凡是与水亲和力大，简单被水润湿的矿物，难于附着在气泡上，难浮。

而与水亲和力小，不易被水润湿的矿物，简单上浮。

因此可以说，浮选是以矿物被水润湿性不同为基础的选矿方法。

一般把矿物易浮与难浮的性质称为矿物的可浮性。

浮选就是利用矿物的可浮性的差异来分选矿物的。

在现代浮选过程中，浮选药剂的应用尤其紧要，由于经浮选药剂处理后，可以更改矿物的可浮性，使要浮的矿物能选择性地附着于气泡，从而达到选矿的目的。

浮选是最紧要的选矿方法之一。

据统计，有90％的有色金属矿都是用浮选法处理的。

此外浮选法还广泛用于稀有金属、贵金属、黑色金属、非金属以及煤等矿物原材料的选别。

近年来，国内外还用浮选法进行水质净化，污水处理等。

可见浮选法的应用范围是相当广泛的。

与其他选矿方法相比，用浮选法选别细粒浸染矿石时，效果较好而且比较经济合理。

浮选法也常用于选别粗粒或粗细不均匀浸染矿石的细粒。

2、浮选过程包括哪几个基本作业？浮选与其他选矿方法一样，要做好选别前的物料准备工作，即矿石要经过磨矿分级，达到适合于浮选的浓度细度。

此外，浮选还有以下几个基本作业：1）矿浆的调整和浮选药剂的加入，其目的是要造成矿物表面性质的差别，即更改矿物表面的润湿性，调整矿物表面的选择性，使有的矿物粒子能附着于气泡，而有的则不能附着于气泡。

2）搅拌并造成大量气泡，借助于浮选机的充气搅拌作用，导致矿浆中空气弥散而形成大量气泡，或促使溶于矿浆中的空气形成微泡析出。

3）气泡的矿化，矿粒向气泡选择性地附着，这是浮选过程中最基本的行为。

4、矿化泡沫层的形成与刮出；矿化气泡由浮选槽下部上升到矿浆面形成矿化泡沫层，有用矿物富集到泡沫中，将其刮出而成为精矿（中矿）产品。

选矿新技术

选矿新技术随着矿石质量要求不断提高，选矿工艺必须不断进步，以便提高选矿效率。

经过多年的发展，选矿行业涌现出了多种新技术，它们在提高选矿效率、改善选矿环境和降低选矿成本方面起到了重要作用。

本文将介绍一些比较常见的选矿新技术。

1. 多级浮选多级浮选技术是利用浮选原理，在一系列浮选槽中进行的一种矿物分离工艺。

多级浮选可以处理含多种金属的复杂矿石，并可用于处理粗矿、中矿和精矿。

它的主要优点是能够将一些难选矿物分离出来，从而提高选矿效率。

2. 重选重选是利用重选机对矿石进行物理分离的过程。

它是一种基于密度差异原理的选矿方法，适用于贵重金属矿、铁矿、锰矿和铜矿等。

重选的主要优点是操作简单、成本低、效率高。

3. 磁选4. 电选5. 浮选化学浮选化学是一种应用有机物、无机物或二者混合物，提高矿物浮选效率的技术。

它能够处理多种类型的矿石，如铜矿、铁矿、钴矿和金矿等。

浮选化学的主要优点是提高了浮选品位和浮选效率，同时降低了化学药品的消耗量。

6. 光学选矿光学选矿是利用矿石中不同矿物在光学性质上的差异，对矿石进行分离的过程。

它适用于含光学性质差异大、密度小的矿物的分离，如石英、萤石、菱镁矿和方解石等。

光学选矿的主要优点是精度高、对矿石造成的损伤小、无污染问题。

不断的技术进步和新技术的出现，极大地推动了选矿工艺的发展和改善。

多级浮选技术应用最为广泛，因其适用于处理具有多种富集矿物的废石，例如铜-铅-锌多金属矿床、金矿床等。

通过多级浮选能将难选矿物有效分离出来，从而提高了选矿效率。

与传统的单级浮选工艺相比，多级浮选减少了矿浆的循环次数，使矿浆的流动更加顺畅，从而降低了能耗和选矿成本。

与多级浮选不同，重选是一种比较传统的选矿工艺。

重选技术在处理相对粗的矿石和赋存铁滤物的铁矿床时相比于其他新技术，其分类效果更为明显，工作效率也相对较高。

在具有较高粒度分布的粗矿中，重选还可以用于去除较多的杂质。

磁选技术是一种非常具有应用前景的新技术，可用于提高矿石的品位和分离被难以用传统方法分离的矿物。

浮选

浮选即泡沫浮选，是根据矿物表面物理化学性质的不同来分选矿物的选矿方法。

捕收剂主要作用是使目的矿物表面疏水、增加可浮性，使其易于向气泡附着。

捕收剂的分类：硫化矿捕收剂（黄药、黄药酯）、硫氮类（硫氮酯）、硫胺酯（硫逐氨基甲酸酯）、黑药类（25号黑药、丁铵黑药、胺黑药）、硫醇类（MBT）、硫脲衍生物类。

调整剂主要用于调整捕收剂的作用及介质条件，其中促进目的矿物与捕收剂的作用。

调整剂的作用机理：1调整剂在矿浆中的调整作用：调整剂在矿浆中的行为（排除影响浮选选择性的离子、调整矿浆中的离子组成、形成难容化合物、形成易溶但稳定的络合物）调整剂对矿物表面的基本作用（离子吸附、化学吸附、化学反应、竞争作用、分子作用、清洗表面作用、胶粒吸附）2调整剂对气泡的作用：调整剂对气泡弥散及气泡强队的影响。

微细胶粒对气泡的影响（在溶液中先形成胶粒，然后固着于液气界面。

钙离子与碱性溶液表面的负电荷相吸引，使液气界面层胶态化。

调节胶粒活化气泡的方法）3调整剂对矿粒向气泡附着的影响4抑制和活化作用机理：抑制作用机理（形成亲水性膜、封锁或改变捕收剂活化地区、将溶液中的活性离子结合成难溶化合物或稳定的络合物、将捕收剂结合成难溶化合物、改变气泡表面状态、利用某些离子促进抑制剂的吸附）活化作用机理：增加活化中心。

消除有害离子。

改善矿粒向气泡附着的状态。

起泡剂的定义：起泡剂应是异极性的有机物质，极性基亲水，非极性基亲气，使起泡剂分子在空气与水的界面上产生定向排列。

大部分起泡剂是表面活性物质，能够强烈地降低水的表面张力。

起泡剂应有适当的溶解度。

起泡剂的作用：起泡剂分子防止气泡的兼并。

起泡剂降低气泡上升速度。

起泡剂影响气泡的大小及分散状态。

主要作用是促使泡沫形成，增加分选界面，但它与捕收剂也有联合作用。

提高药效的主要措施：加速药剂配制、配制成悬浮液或乳浊液、皂化、乳化、电化学法、气溶胶法。

现代浮选过程一般包括以下作业：磨矿。

先将矿石磨细，使有用矿物与其他矿物解理。

氧化铜矿浮选活化剂研究及应用现状

氧化铜矿浮选活化剂研究及应用现状I. 引言- 研究氧化铜矿浮选活化剂的背景和意义- 简要介绍氧化铜矿的性质和浮选技术II. 氧化铜矿浮选活化剂的种类及特点- 分析氧化铜矿浮选活化剂的种类和分类方法- 简要介绍每种活化剂的化学成分、物理性质和作用特点III. 活化剂的研究现状- 国内外研究氧化铜矿浮选活化剂的历史和现状- 综述常见的活化剂研究成果和应用现状IV. 活化剂的应用研究- 探究活化剂的应用方式和条件对铜矿浮选效果的影响- 分析活化剂的配比和用量对浮选工艺的调整和优化的作用V. 发展前景和建议- 总结氧化铜矿浮选活化剂的研究现状和取得的成果- 分析当前存在的问题和改进方向- 展望活化剂的发展趋势和未来的研究方向VI. 结论- 简要总结氧化铜矿浮选活化剂的研究现状和应用效果- 提出未来的发展建议和方向注：本文提纲仅为参考，实际撰写时可根据研究内容进行适当的调整和扩充。

氧化铜矿浮选活化剂是提高铜矿浮选效果的重要因素之一。

在矿产资源的开采过程中，氧化铜矿的浮选技术广泛应用，其浮选效果直接影响铜矿开采效益。

当前，国内外学者对氧化铜矿浮选活化剂进行了广泛研究，不同的活化剂在铜矿浮选中发挥各自特有的作用，提高了铜矿浮选的效率和产量。

氧化铜矿是指铜矿物中的氧化性铜矿物，其主要成分是氧化铜矿物，如赤铜矿、黑铜矿等，其普遍存在于全球铜矿资源储量中。

浮选作为常用的铜矿集中选别技术，已应用于氧化铜矿的开采和加工。

氧化铜矿的化学稳定性较强，无法直接与浮选剂有效结合，但经过活化剂处理后便可将其潜在的化学反应性激活起来，通常使用含硫化物活性的活化剂来处理氧化铜矿，增加其表面的亲水性，改善铜矿与浮选剂之间的界面反应。

目前，氧化铜矿浮选活化剂的种类和分类方法已经非常成熟。

根据其化学成分的不同，可分为xanthate、dithiophosphate、thionocarbamate、TAA、bipyridines等五大类。

其中xanthate 在氧化铜矿浮选活化中被广泛使用，该类活化剂可在碱性条件下与氧化铜矿物表面的氧化层产生化学反应，形成一层稳定的硫酸根化合物，提高氧化铜矿的浮选性能。

浮选槽矿浆液位智能控制系统在钛精矿浮选的应用

浮选槽矿浆液位智能控制系统在钛精矿浮选的应用
桂华明
【期刊名称】《有色矿冶》
【年(卷),期】2024(40)1
【摘要】针对攀枝花某选厂粗粒钛精矿浮选线液面操作控制完全依靠人工的定时巡查、依靠个人经验判断液位状况、并手动操作相关控制闸阀进行矿浆液位调整等问题,为提高设备自动化、智能化水平,探索智能化设备在浮选精细化操作、优化浮选工艺技术指标方面的效果,在选钛浮选作业现场开展了浮选槽矿浆液位智能控制系统的应用。

通过调试考查,浮选槽矿浆液位智能控制系统设备可靠,具有较高的检测控制精度,同时对浮选作业回收率有一定的辅助提升作用。

【总页数】3页(P38-40)
【作者】桂华明
【作者单位】攀钢集团矿业有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.浮选机矿浆液位过程控制系统优化
2.大型浮选设备矿浆液位检测控制系统的研究
3.一种新型浮选槽矿浆液位测量装置
4.基于组态软件的浮选柱矿浆液位检测控制系统
5.无传动浮选槽在铝土矿浮选脱硅中的应用研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

选矿讲稿(5)-浮选

第六章浮选第一节浮选概述一、浮选定义及基本方法1.定义：浮选，亦称泡沫浮选，是根据各种矿物的表面性质的差异，从矿浆中借助气泡浮力，分选矿物的过程。

2.方法：一定浓度的矿浆并加入各种浮选药剂，在浮选机内产生大量的弥散气泡，于是，呈悬浮状态的矿粒与气泡碰撞。

下一步选择性分离。

二、浮选过程：矿物的浮选过程是在固（矿物）、液（水）和气（气泡）三相界面上进行的，进行这一过程的关键在于：矿物表面性质（润湿性）差异，从矿浆中析出足够量的稳定而细小的气泡；有用矿物（欲浮矿物）有充分的机会与气泡群碰撞，并牢固地粘附在气泡上被浮到矿浆的表面，脉石矿物虽有机会与气泡碰撞，但不粘附，遗留在矿浆中，在这里气泡是分选的媒介，同时又是运载工具。

浮选过程一般包括下列工序：1）矿石原料的准备，包括磨矿和分级，使入选矿物单体分离负荷浮选要求。

2）矿浆的调整并加入浮选药剂。

3）搅拌并造成大量气泡。

向浮选机中引入空气并形成气泡，使矿粒在矿浆中悬浮，造成矿粒与气泡接触的机会。

4）气泡的矿化。

即矿粒向气泡附着。

5）矿化泡沫的形成和刮出。

图选矿过程示意图◆正浮选：上浮的泡沫产品为目的矿物的浮选过程。

◆反浮选：上浮的泡沫产品为脉石矿物的浮选过程。

◆优先浮选：将多种有用矿物依次分选为单一的精矿。

◆混合浮选：将有用矿物共同分选出来，组成混合精矿，然后将混合精矿加以分选。

三、浮选发展的三个阶段1 全油浮选：1860年由英国人Willian Haynis首先取得专利权。

分选作用主要在油-水界面发生，疏水矿粒进入油相，亲水矿粒进入水相。

1898年这种工艺用于工业生产。

2 表层浮选：1907年由马克魁斯通（Macquiston）首先取得专利权。

分选作用主要在水-气界面发生，疏水矿粒浮在水面上，亲水矿粒沉入水中。

•以上两种浮选因其是在两相界面发生，因此又称为界面浮选。

3 泡沫浮选：1902年由Potter首先取得专利权。

分选作用主要在气-水-固三相界面发生，疏水矿粒念附气泡上浮，亲水矿粒留于水中。

浮选第五节硫化矿浮选

浮选第五节硫化矿浮选
目录
• 浮选原理 • 硫化矿浮选概述 • 硫化矿浮选工艺 • 硫化矿浮选的实践与案例 • 硫化矿浮选的未来发展
01 浮选原理
浮选的定义
浮选是一种利用矿物表面物理化学性质差异，通过特定的浮选设备和方法，使有用矿物附着在气泡上，随气泡浮升至矿浆表面，从而实现有用矿物与脉石矿物分离的选矿技术。
高效节能
发展低能耗、高效率的浮选设备和技术，降低生产成本。
智能化控制
利用物联网、大数据和人工智能等技术实现浮选过程的智能监测与控制。
环保友好
研究绿色、环保的浮选药剂和工艺，减少对环境的负面影响。
资源综合利用
提高硫化矿中伴生元素的回收率，实现资源的综合利用和最大化利用。
THANKS FOR WATCHING
药剂选择不当
药剂是影响浮选效果的重要因素，如果药剂选择不当，会影响浮选效果。解决方案是选择合适的药剂，并进行药剂制度优化。
操作参数不合理
操作参数是影响浮选效果的重要因素，如果操作参数不合理，会影响浮选效果。解决方案是调整操作参数，优化浮选工艺。
05 硫化矿浮选的未来发展
硫化矿浮选的新技术与新方法
浮选的应用范围
金属矿产
煤炭
铜、铅、锌、镍、钴等硫化矿和氧化矿的选矿。
煤中含有的硫铁矿、硫磺等杂质去除。
非金属矿产
石墨、萤石、滑石、石棉等非金属矿的选矿。
02 硫化矿浮选概述
硫化矿的特性
01
02
03
化学组成
硫化矿主要由金属元素（如铜、铅、锌等）与硫、氧等非金属元素组成。
物理性质
硫化矿通常呈深色，具有金属光泽，且硬度较高，密度较大。