难处理铜矿耦合硫化浮选机理研究

A new sulphidization technology, 'coupled sulphidizer-ammonia-ammonium sulphidization'(CSAAS)，has been developed by the proposer of this project, based on his previous study on the sulphidization-flotation of difficult-to-treat copper oxidized ores and mixed copper oxidized-sulfide ores in recent years, which significantly promoted the floatability of both the copper oxidized minerals and the copper sulphide minerals.。Compared with the conventional 'non-coupled sulphidzation technology', this new technology of CSAAS can increase the copper flotation recovery by 20% in general. A new concept of 'coupled corrosion- deposition-adsorption-sulphidization of copper mineral' has been developed, based on corrosion of ammonia on copper oxidized ores, which promoted the activity of refractory copper ore. This project studies both real ore and pure copper mineral, adopts modern measurements and molecular dynamics simulation, which aims to investigate the chemical compositions, occurrences ,structures and properties of the reaction products from 'coupled sulphidizer-ammonium salts-sodium salts sulphidization', as well as adsorption mechanism of agent , While Revealing the essence of variation in composition, phases, topography and hydrophobic, and the nature of microstructural mutagenesis and sensitized effect of agent adsorption from coupled sulphidization for copper oxidized, The results obtained from this study could not only help to build the coupled sulphidization flotation system of refractory copper ore, but also offer a solid theory for high-effective - utilization of refractory copper both in Yunnan and China.

申请人近年来在对难处理氧化铜矿和混合铜矿的硫化浮选研究中，研发出了一种全新的硫化工艺-"硫化剂-组合铵盐-组合钠盐耦合硫化"，能使氧化铜矿物和硫化铜矿物的浮选性能都得到显著改善。该新工艺与常规的"非耦合硫化"相比，提高铜浮选回收率10-20个百分点。由于氨对氧化铜矿物有溶蚀作用，改善了难选铜矿物的活性，由此提出了"铜矿物溶蚀沉积吸附耦合硫化"的新概念。 本项目拟通过实际矿石和铜纯矿物试验、相关现代分析测试手段及分子动力学模拟，对"硫化剂-组合铵盐-组合钠盐耦合硫化"后的铜矿物表面产物组分、形态、结构、性能和药剂吸附机理进行研究，以查明耦合硫化对铜矿物表面组分变化、矿相重构、形貌变化和疏水性演变本质，阐明耦合硫化对铜矿物表面微结构诱变及其药剂吸附增敏效应的机制，构建难处理铜矿耦合硫化浮选的理论体系，为云南及我国大量存在的难处理铜矿的高效利用提供坚实的理论支撑。

针对硫化-黄药法处理难处理氧化铜矿存在的硫化效率低、矿泥干扰、硫化铜矿可能被抑制及硫化浮选效果不佳的现状，提出"硫化剂-组合铵盐-组合钠盐耦合硫化"的硫化新思想，以孔雀石、硅孔雀石、黄铜矿、斑铜矿及其混合矿物为研究对象，系统研究了直接硫化与活化硫化的浮选行为，构建了耦合活化硫化机制，获得了如下主要结论：. 单一胺(铵)盐及其组合物能够显著提高孔雀石和硅孔雀石的回收率。在弱碱性条件下，活化硫化黄药浮选的回收率比直接硫化黄药浮选的回收率高10~60个百分点；同时组合胺-铵盐可以降低药剂消耗。. 硫化钠对黄铜矿和斑铜矿的浮选有明显的抑制作用，铵-胺耦合活化剂能够消除硫化钠对黄铜矿和斑铜矿的抑制作用。. 黄铜矿与孔雀石或斑铜矿与孔雀石的人工混合矿浮选试验结果表明，单一胺(铵)盐及其组合物能够促进孔雀石的硫化浮选，同时减弱硫化钠对黄铜矿和斑铜矿的抑制作用。. 密度泛函理论计算结果表明，孔雀石是一种具有层状结构的矿物，S2-硫化孔雀石时存在层间硫化作用，NH4+和en有效强化S2-在孔雀石(-2 0 1)面的吸附作用，强化硫化对孔雀石(-2 0 1)面次层结构产生影响，其结构变得更加稳定，与直接硫化相比，硫化效率更高。吸附量测试结果表明，“胺-铵”盐不仅可以促进捕收剂在矿物表面的吸附，而且可以提高吸附层吸附的稳定性和吸附速率，具有吸附增敏效应。溶解试验研究结果表明，“胺-铵”盐耦合活化剂可以促进矿物表面溶解，微溶解生成的铜配离子改善了铜矿物的可浮性。SEM-EDS分析结果表明，经“胺-铵”盐耦合强化硫化后的孔雀石、硅孔雀石表面的S原子浓度，与直接硫化的孔雀石、硅孔雀石表面的S原子浓度相比，增加7倍左右的硫浓度，显示出硫化增敏效应；铵(胺)盐阻碍S2-或HS-在黄铜矿、斑铜矿表面的吸附，从而消除了硫化钠对硫化矿产生抑制作用。. 上述研究成果阐明了单一胺(铵)盐及其组合物在铜矿物硫化浮选体系中强化硫化氧化铜矿物、消除硫化剂对硫化铜矿物抑制作用的机理。丰富了硫化浮选理论。