复杂铜钼共生矿石电位调控浮选与分离新技术及机理研究

论文摘要

本论文针对铜钼矿浮选处理技术中铜钼分离的难题,研究开发出一种合理的复杂铜钼共生矿石电位调控浮选与分离新技术。通过浮选试验考察了黄铜矿在用煤油做捕收剂时硫化钠、硫酸铵和碳酸钠三种电位调整剂对黄铜矿电位调控浮选行为的影响以及巯基乙酸对黄铜矿浮选的抑制作用。通过黄铜矿电位调控浮选过程中的矿浆电位测量、热力学计算和电化学中循环伏安扫描技术,结合微观高速影像观察系统对黄铜矿电位调控浮选的机理进行了探讨；利用浮选溶液化学计算、分子结构模拟和红外光谱技术系统分析了巯基乙酸抑制黄铜矿浮选的作用机理。并研究了电位调控浮选技术应用于铜钼共生矿石浮选技术中的效果。根据实验结果,开发出一种复杂铜钼共生矿石电位调控浮选与分离新技术工艺,经全流程开路与闭路试验验证,表明采用新型铜钼矿电位调控浮选技术,精选分离后最终可获得铜精矿品位18.03%,回收率85.92%；钼精矿品位25.63%,回收率64.4%的较好选矿指标。研究结果表明：黄铜矿具有一定的天然疏水性,能够通过调整矿浆pH值和矿浆电位,在仅有起泡剂存在下实现黄铜矿的电位调控浮选。当pH值为8,矿浆电位为360mV左右时黄铜矿浮选回收率达到最大值。硫化钠在低用量下能够有效的活化黄铜矿的电位调控浮选行为,三种电位调整剂对黄铜矿电位调控浮选活化作用能力的大小顺序为：硫化钠>碳酸钠>硫酸铵。黄铜矿电位调控浮选的作用机理主要是由于其表面氧化生成了元素硫,形成疏水表面；其次是由于生成本身天然可浮的CuS与元素硫的共同作用,在黄铜矿表面形成疏水层。巯基乙酸可以有效的抑制黄铜矿的浮选行为,在矿浆pH值为9-10之间,矿浆电位小于350mv时抑制效果最佳,且与硫化钠组合使用时抑制效果更佳,能够大幅减少黄铜矿的浮选回收率,并且其对辉钼矿浮选的影响较小,能够在铜钼矿物浮选分离中高效的选择性抑制黄铜矿。巯基乙酸对黄铜矿抑制作用的机理主要是HSCH2COO-通过较强化学吸附作用,吸附于黄铜矿表面,在其表面形成稳定的亲水层,抑制黄铜矿的浮选。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 铜、钼矿石的资源概况
• 1.1.1 铜、钼的性质与用途
• 1.1.2 铜、钼的矿物与矿床
• 1.1.3 铜、钼矿石资源分布特点
• 1.2 铜钼共生矿石选矿处理技术现状
• 1.2.1 铜钼矿浮选处理技术现状
• 1.2.2 铜钼矿选冶联合处理技术现状
• 1.2.3 铜钼矿其他处理技术现状
• 1.3 铜钼共生矿石浮选分离技术工艺特点
• 1.3.1 抑钼浮铜技术工艺特点
• 1.3.2 抑铜浮钼技术工艺特点
• 1.4 黄铜矿浮选技术研究现状和进展
• 1.4.1 黄铜矿捕收剂研究现状和进展
• 1.4.2 黄铜矿抑制剂研究现状和进展
• 1.4.3 黄铜矿电位调控浮选新技术现状和进展
• 1.5 本研究的思路、目的与意义
• 1.5.1 本研究思路的提出
• 1.5.2 本研究的目的与意义
• 第二章 矿样、试剂、仪器及研究方法
• 2.1 试样的制备
• 2.1.1 单矿物样的制备
• 2.1.2 实际矿石样的制备
• 2.2 试验药剂
• 2.3 试验所用仪器与设备
• 2.4 研究方法
• 2.4.1 纯矿物浮选试验
• 2.4.2 实际矿石浮选试验
• 2.4.3 矿浆电位测量试验
• 2.4.4 矿物赋存状态分析
• 2.4.5 黄铜矿浮选电化学研究试验
• 2.4.6 黄铜矿与药剂作用机理分析试验
• 2.4.7 黄铜矿浮选过程中气泡与颗粒作用研究试验
• 第三章 不同矿浆化学环境下黄铜矿的电位调控浮选行为
• 3.1 黄铜矿的自诱导浮选行为
• 3.1.1 煤油对黄铜矿的自诱导浮选行为影响
• 3.1.2 起泡剂对黄铜矿的自诱导浮选行为影响
• 3.1.3 矿浆pH值对黄铜矿的自诱导浮选行为影响
• 3.2 无电位调整剂存在时黄铜矿浮选行为与矿浆电位的关系
• 3.3 不同电位调整剂体系下黄铜矿的浮选行为
• 3.3.1 硫化钠体系下黄铜矿的浮选行为
• 3.3.2 硫酸铵体系下黄铜矿的浮选行为
• 3.3.3 碳酸钠体系下黄铜矿的浮选行为
• 3.3.4 混合药剂体系下黄铜矿的浮选行为
• 3.4 巯基乙酸体系下黄铜矿的浮选行为
• 3.4.1 巯基乙酸用量对黄铜矿浮选行为的影响
• 3.4.2 pH值对巯基乙酸抑制黄铜矿浮选行为的影响
• 3.4.3 巯基乙酸对铜、钼混合矿浮选分离作用的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 复杂铜钼共生矿石电位调控浮选新技术研究
• 4.1 铜钼共生矿石工艺矿物学特点
• 4.2 铜钼共生矿石电位调控浮选工艺条件研究
• 4.2.1 磨矿条件对铜钼共生矿石浮选的影响
• 4.2.2 捕收剂对铜钼共生矿石浮选的影响
• 4.2.3 电位调整剂对铜钼共生矿石浮选的影响
• 4.2.4 铜钼混合精选时抑制剂对铜钼混合精矿质量的影响
• 4.3 铜钼共生矿石电位调控浮选工艺全流程试验
• 4.4 本章小结
• 第五章 黄铜矿电位调控浮选与分离作用的机理分析
• 5.1 黄铜矿电位调控浮选的电化学研究
• 5.1.1 黄铜矿电位Eh-pH图的热力学计算基础
• 5.1.2 硫化钠体系下黄铜矿的Eh-pH关系
• 5.1.3 黄铜矿无捕收剂存在下的浮选作用机理
• 5.2 巯基乙酸对黄铜矿浮选行为的抑制作用研究
• 5.2.1 巯基乙酸的浮选溶液化学计算分析
• 5.2.2 巯基乙酸分子结构模型与模拟计算分析
• 5.2.3 巯基乙酸与黄铜矿作用的红外光谱分析
• 5.3 黄铜矿在不同体系中颗粒与气泡的作用分析
• 5.3.1 不同表面活性剂体系中黄铜矿颗粒与气泡作用情况分析
• 5.3.2 不同电位调整剂体系中黄铜矿颗粒与气泡作用情况分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间主要研究成果