赤铜矿表面预氧化－铵/胺盐强化硫化机理研究

Cuprite is an important kind of copper oxide minerals. sulfidation-xanthate flotation is the main method for the recovery of cuprite, the recovery of cuprite resource is not effectively. It is because of the copper (I) oxide presents in the cuprite crystal, which results in the bad effect of conventional sulfidation and large dosage of flotation agent. In view of the characteristics of the surface properties of cuprite, this project proposes the theoretical model of “Enhanced Sulfuration of Cuprite by Surface Pre-oxidation & Ammonium/Amine salts”. Then thermodynamics analysis, crystallographic analysis, density functional theory calculation and flotation test will be used to study the thermodynamics of the reaction process of the enhanced sulfidation by pre-oxidation and ammonium/amine salts as well as its surface and interface properties. The process of pre-oxidation and enhanced sulfidation on the surface of cuprite will be simulated and calculated, the adsorption characteristics and the surface differences will be analyzed. Finally, the evolution law of the effect of pre-oxidation on the enhanced sulfidation on the surface of cuprite will be revealed and the theoretical model of the enhanced sulfidation xanthate flotation by pre-oxidation and ammonium/amine salts will be established, which provides a new idea for the efficient recovery of cuprite.

赤铜矿是重要的氧化铜矿物之一。硫化-黄药浮选是回收赤铜矿的主要方法，但由于赤铜矿表面为氧化亚铜，与孔雀石等氧化铜矿物的硫化机理是不同的，所以常规硫化效果不好，致使以赤铜矿为主的氧化铜矿难以有效回收利用。本项目依据赤铜矿表面性质提出“赤铜矿表面预氧化-铵/胺盐强化硫化”的硫化模型。项目采用热力学分析、晶体学分析、密度泛函理论计算、现代分析测试方法和浮选试验，系统研究赤铜矿表面预氧化-铵/胺盐强化硫化过程的反应热力学条件和赤铜矿晶体本征性质，模拟计算赤铜矿表面预氧化强化硫化过程，表征赤铜矿表面预氧化强化硫化的结构与性质，确定赤铜矿表面预氧化强化硫化后与黄药的吸附特性。最终揭示预氧化对赤铜矿表面强化硫化效应的作用机制，建立赤铜矿表面预氧化-强化硫化-黄药浮选的理论模型，为赤铜矿型氧化铜矿的高效回收提供新的思路。

赤铜矿表面为氧化亚铜，与孔雀石等氧化铜矿物的硫化机理是不同的，所以常规硫化效果不好，致使以赤铜矿为主的氧化铜矿难以有效回收利用。同时，但是由于浮选体系的复杂性和研究水平的局限性，研究主要还是停留在矿物与浮选药剂之间发生的反应及生成的物种方面，很少有从分子层面对其机理进行的相关研究，其研究程度和深度扔有待加强，依然存在着仍未逾越的机理研究难点。针对这一特点，本项目依据赤铜矿表面性质提出“赤铜矿表面预氧化-铵/胺盐强化硫化”的硫化模型。项目采用热力学分析、晶体学分析、密度泛函理论计算、现代分析测试方法和浮选试验，系统研究了赤铜矿表面预氧化-铵/胺盐强化硫化过程的反应热力学条件和赤铜矿晶体本征性质，模拟计算了赤铜矿表面预氧化强化硫化过程，表征了赤铜矿表面预氧化强化硫化的结构与性质，确定了赤铜矿表面预氧化强化硫化后与黄药的吸附特性。揭示了预氧化对赤铜矿表面强化硫化效应的作用机制，建立了赤铜矿表面预氧化-强化硫化-黄药浮选的理论模型。同时，应用赤铜矿纯矿物和实际氧化铜矿物进行了浮选试验验证，优化出了最佳的浮选药剂制度和工艺流程，为赤铜矿型氧化铜矿的高效回收提供新的思路。