氧化铅锌矿硫化电位控制浮选机理研究

硫化过程的控制是氧化铅锌矿物硫化浮选及其分离的重点和难点，一是因为影响硫化过程的因素多；二是因为硫化过程无法实现在线的控制和优化。为解决这一难题，需要考查氧化铅锌矿物浮选的硫化机理，分析影响硫化过程的因素，寻找硫化过程的调控方法。本研究通过几种典型氧化铅锌矿物白铅矿、铅矾、菱锌矿、异极矿的浮游性和现代测试技术，分析硫化机理，系统研究这几种矿物在不同硫化条件下的矿浆电位（或硫离子电位）特性与浮游特性的关系，建立浮游性、矿浆电位（或硫离子电位）与硫化条件的数学模型，实现矿浆电位（或硫离子电位）对硫化浮选的在线控制。研究有助于深入了解不同氧化铅锌矿物硫化过程的电位特性及差异，有助于制定不同氧化铅锌矿物浮选分离的工艺流程，并为氧化矿浮选的硫化过程电位调控提供理论依据，有助于推动与矿物物性相和谐的矿物加工新技术的发展。

本课题对氧化铅锌矿石的硫化电位控制浮选机理进行研究，系统地研究了硫化机理以及硫化电位控制的规律性。本课题以白铅矿、铅矾、菱锌矿和异极矿为研究对象，系统研究了白铅矿、菱锌矿浮选时硫化钠用量、捕收剂用量、硫化时间、矿浆pH、叶轮转速、加药方式对矿物的浮游性、矿浆电位以及硫离子电极电位的影响。研究结果表明：①在一定范围内，白铅矿等四种矿物的回收率随着硫化钠用量的增加而增大，但过高的硫化钠用量会产生抑制作用；②适量硫化钠的添加，使得白铅矿等四种矿物在较低的捕收剂用量条件下就具有较高的浮游性；③硫化时间对白铅矿的浮选回收率影响较大，但对铅矾、菱锌矿和异极矿的浮选回收率影响较小；④白铅矿、铅矾、菱锌矿和异极矿具有较好浮游性的pH值范围不同；⑤硫化钠和捕收剂的加药方式影响矿物的浮游性，获得较好浮游性的加药方式不同。采用XPS、XRD、SEM对硫化钠的作用机理进行了研究，采用动电位检测、吸附量检测方法研究了硫化钠对菱锌矿活化作用机理。研究结果表明，硫化钠处理后的白铅矿表面生成了硫化铅相，而硫化钠处理后的菱锌矿的表面没有硫化锌相的生成，硫化钠对菱锌矿的活化作用主要是通过HS-吸附于菱锌矿表面，降低菱锌矿的表面电位实现。采用Materials Studio软件中的Forcite模块分析药剂在研究矿物表面的能量变化和吸附状态，从分子模拟角度进一步说明了硫化钠活化白铅矿的作用机理。十二胺对菱锌矿表面的相互作用能相比于闪锌矿更负，作用更有利，且十二胺阳离子对菱锌矿的竞争吸附系数远大于闪锌矿。采用多元回归方法建立了浮选回收率与硫化电位的数学模型，数学模型很好的反映了两者之间的关系。利用相关系数法分析了各因素对硫化电位的影响趋势及相关性。利用Matlab软件拟合出硫化电位与主要因子之间的数学模型方程，结合回收率与电位的数学模型、因素与电位的数学模型为实现硫化过程的优化调控提供了理论依据。