论文摘要
浮选的发展已有一百多年的历史,但铜铅分离至今仍是选矿难题之一。本文在查阅大量文献资料的基础上,系统总结了铜铅分离的流程结构、药剂制度、电化学性质以及铜铅分离机理的研究现状。通过试验研究、仪器检测和理论计算,探讨了捕收剂、抑制剂对硫化矿物可浮性影响的作用机理：通过大量的浮选试验系统地研究了选择性捕收剂、Na2SO3和ZnSO4等抑制剂和新型抑制剂等浮选药剂对硫化矿物单矿物的可浮性和双矿物浮选分离以及实际矿物分离的影响；利用矿浆电位在线检测技术系统地记录了硫化矿物浮选过程中矿浆电位的变化规律；采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、红外光谱（FTIR）以及其它物理、化学等现代分析技术检测了经过不同药剂处理后的黄铜矿、方铅矿表面产物的性质变化；利用Materials Studio等软件进行了分子力学、量子化学的计算。重点对比研究了乙硫氨酯、丁基铵黑药和乙基钾黄药等选择性捕收剂对黄铜矿和方铅矿的浮选效果。研究结果表明：在5.7≤pH≤7.2,10mV≤ECu≤50mV、-30mV≤EPb≤30mV、160≤EPt≤470mV或9.0≤pH≤11.5、-50mV≤ECu≤-10mV、-100mV≤EPb≤-50mV、0mV≤EPt≤100mV区间内乙硫氨酯可以用作黄铜矿和方铅矿浮选分离时的选择性捕收剂；且随着乙硫氨酯浓度的增大,黄铜矿和方铅矿间的浮游差基本稳定。机理研究表明,乙硫氨酯对黄铜矿的捕收作用是由于乙硫氨酯在黄铜矿表面与Cu原子或Fe原子发生作用,生成了新的表面生成物的缘故。经过对矿浆中可能存在的难免离子进行研究后发现,实际矿石在用去离子水浸泡后,上清液中发生显著变化的金属离子有Ca2+、Mg2+、Na+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、K+、Cu2+、Zn2+、Al3+和Li+等。利用上述离子的可溶性盐的水溶液对黄铜矿和方铅矿的可浮性进行了研究,结果表明：上述离子对黄铜矿的浮选没有显著影响；而对方铅矿的影响可以分成三类：有活化作用的如Cu+；有抑制作用的如Al3+、Fe3+和Fe2+等离子,尤其是Al3+、Fe3+等高价离子实际上已经对用乙硫氨酯浮选方铅矿产生了实质性的抑制；基本不起作用的如Mg2+和Ca2+等离子。研究了ZnSO4、Na2SO3、NaHSO3、Na2S2O3、Na2SO4等化合物对黄铜矿和方铅矿单矿物浮选的影响,结果表明,在用乙硫氨酯做捕收剂的单矿物系统中,ZnSO4、Na2SO3、NaHSO3可以用作方铅矿的抑制剂,实现抑铅浮铜的目的。ZnSO4、Na2SO3对两种矿物的人工混合矿和实际矿物的分离试验结果表明：单用ZnSO4,低浓度时不能有效抑制方铅矿,但高浓度时可以起到抑制作用；单用Na2SO3,虽然对方铅矿具有抑制作用,但高浓度时对黄铜矿也有抑制作用。机理研究表明,Na2SO3对方铅矿的抑制作用是SO32-在方铅矿表面与Pb2+离子反应生成亲水性的PbSO3薄膜覆盖在方铅矿表面,阻碍了捕收剂与方铅矿的作用的缘故。根据矿浆电化学特性筛选出了三种新型方铅矿抑制剂PPD、DDT和PDA,研究表明：三种药剂对方铅矿均有抑制作用,对黄铜矿均有活化作用。用于黄铜矿和方铅矿单矿物、人工混合矿和实际矿物的铜铅分离试验结果表明,三种药剂均有可能成为铜铅分离的有效抑制剂,但三种药剂对方铅矿的抑制作用机理不同。
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摘要Abstract目录第一章 绪论1.1 铜铅浮选分离现状1.1.1 浮选分离的流程结构1.1.2 硫化铜、铅矿物的浮选分离药剂制度1.1.3 硫化铜、铅矿物浮选分离的机理研究1.1.4 硫化铜、铅矿物的浮选电化学性质研究1.1.5 硫化矿电化学控制/调控浮选研究现状1.1.6 小结1.2 课题的提出和主要研究内容1.2.1 课题的提出和需要解决的科学问题1.2.2 研究内容第二章 试验矿样、药剂、仪器设备及方法2.1 矿样的采集与制备2.1.1 硫化矿单矿物2.1.2 硫化矿实际矿样2.2 试验用化学药剂2.3 试验用仪器、设备2.3.1 浮选设备2.3.2 电化学在线检测系统2.4 分析检测方法与仪器2.4.1 X光电子能谱（XPS）分析2.4.2 红外光谱（FTIR）分析2.4.3 X射线衍射（XRD）分析2.4.4 吸附量测定方法2.4.5 分子力学计算2.4.6 量子化学计算2.5 试验方法2.5.1 浮选试验2.5.2 电化学在线检测第三章 选择性捕收剂对硫化矿浮选的影响3.1 不同pH条件下选择性捕收剂对黄铜矿和方铅矿浮选的影响研究3.1.1 乙硫氨酯对黄铜矿和方铅矿浮选的影响及浮选体系矿浆电位测量3.1.2 丁基铵黑药对黄铜矿和方铅矿浮选的影响及浮选体系矿浆电位测量3.1.3 乙基钾黄药对黄铜矿和方铅矿浮选的影响及浮选体系矿浆电位测量3.2 选择性捕收剂浓度对黄铜矿和方铅矿浮选的影响试验3.2.1 乙硫氨酯浓度对黄铜矿和方铅矿浮选的影响3.2.2 丁基铵黑药浓度对黄铜矿和方铅矿浮选的影响3.2.3 乙基钾黄药浓度对黄铜矿和方铅矿浮选的影响3.3 本章小结第四章 矿浆中难免离子对黄铜矿和方铅矿浮选的影响研究4.1 试验用水水质分析4.1.1 去离子水水质分析4.1.2 复杂矿石矿浆中可溶金属离子组成分析4.2 溶液中金属阳离子对黄铜矿浮选的影响2+离子浓度对黄铜矿浮选的影响'>4.2.1 Pb2+离子浓度对黄铜矿浮选的影响2+离子浓度对黄铜矿浮选的影响'>4.2.2 Zn2+离子浓度对黄铜矿浮选的影响2+离子浓度对黄铜矿浮选的影响'>4.2.3 Fe2+离子浓度对黄铜矿浮选的影响3+离子浓度对黄铜矿浮选的影响'>4.2.4 Fe3+离子浓度对黄铜矿浮选的影响2+离子浓度对黄铜矿浮选的影响'>4.2.5 Ca2+离子浓度对黄铜矿浮选的影响2+离子浓度对黄铜矿浮选的影响'>4.2.6 Mg2+离子浓度对黄铜矿浮选的影响3+离子浓度对黄铜矿浮选的影响'>4.2.7 Al3+离子浓度对黄铜矿浮选的影响4.2.8 矿浆中的难免离子对黄铜矿浮选影响的分析4.3 溶液中金属阳离子对方铅矿浮选的影响+离子浓度对方铅矿浮选的影响'>4.3.1 Cu+离子浓度对方铅矿浮选的影响2+离子浓度对方铅矿浮选的影响'>4.3.2 Cu2+离子浓度对方铅矿浮选的影响2+离子浓度对方铅矿浮选的影响'>4.3.3 Zn2+离子浓度对方铅矿浮选的影响2+离子浓度对方铅矿浮选的影响'>4.3.4 Fe2+离子浓度对方铅矿浮选的影响3+离子浓度对方铅矿浮选的影响'>4.3.5 Fe3+离子浓度对方铅矿浮选的影响2+离子浓度对方铅矿浮选的影响'>4.3.6 Ca2+离子浓度对方铅矿浮选的影响2+离子浓度对方铅矿浮选的影响'>4.3.7 Mg2+离子浓度对方铅矿浮选的影响3+离子浓度对方铅矿浮选的影响'>4.3.8 Al3+离子浓度对方铅矿浮选的影响4.3.9 主要阳金属离子浓度对PbS浮选影响的分析4.4 本章小结第五章 几种化合物对黄铜矿和方铅矿浮选效果的影响研究2SO3对黄铜矿和方铅矿浮选的影响'>5.1 Na2SO3对黄铜矿和方铅矿浮选的影响3对黄铜矿和方铅矿浮选的影响'>5.2 NaHSO3对黄铜矿和方铅矿浮选的影响2S2O3对黄铜矿和方铅矿浮选的影响'>5.3 Na2S2O3对黄铜矿和方铅矿浮选的影响2SO4对黄铜矿和方铅矿浮选的影响'>5.4 Na2SO4对黄铜矿和方铅矿浮选的影响4对黄铜矿和方铅矿浮选的影响'>5.5 ZnSO4对黄铜矿和方铅矿浮选的影响5.6 本章小结第六章 新型抑制剂对黄铜矿和方铅矿浮选效果的影响研究6.1 弱酸性条件下应用的新型抑制剂PPD对铜铅浮选的影响6.2 碱性条件下应用的新型抑制剂DDT对方铅矿浮选的影响6.3 弱碱性条件下应用的新型抑制剂PDA对方铅矿浮选的影响6.4 方铅矿在新型抑制剂抑制后不同捕收剂的捕收性能研究6.5 本章小结第七章 黄铜矿和方铅矿人工混合矿的浮选分离试验研究7.1 矿浆pH对铜铅分离的影响4对铜铅人工混合矿浮选分离的影响'>7.2 ZnSO4对铜铅人工混合矿浮选分离的影响2SO3对铜铅人工混合矿浮选分离的影响'>7.3 Na2SO3对铜铅人工混合矿浮选分离的影响7.4 新型抑制剂对铜铅分离的影响7.4.1 PPD对铜铅人工混合矿分离的影响7.4.2 DDT对铜铅人工混合矿分离的影响7.4.3 PDA对铜铅人工混合矿分离的影响7.5 本章小结第八章 实际铜铅锌矿石分离浮选的验证试验研究8.1 铜铅锌矿石中铜铅优先浮选试验研究4用量对铜铅分离的影响'>8.1.1 ZnSO4用量对铜铅分离的影响2SO3用量对铜铅分离的影响'>8.1.2 Na2SO3用量对铜铅分离的影响8.1.3 PPD用量对铜铅分离的影响8.1.4 DDT用量对铜铅分离的影响8.1.5 PDA用量对铜铅分离的影响8.2 铜铅混合精矿中的铜铅浮选分离试验研究8.2.1 PMA用量对铜铅分离的影响8.2.2 PPD用量对铜铅分离的影响8.2.3 DDT用量对铜铅分离的影响8.2.4 PDA用量对铜铅分离的影响8.3 本章小结第九章 黄铜矿和方铅矿浮选分离机理探讨9.1 乙硫氨酯对黄铜矿和方铅矿浮选的捕收机理探讨9.1.1 乙硫氨酯在黄铜矿和方铅矿表面的吸附量测量9.1.2 红外光谱分析9.1.3 分子力学计算9.1.4 乙硫氨酯对黄铜矿的捕收模型9.2 抑制剂对方铅矿的抑制机理研究2SO3作用后方铅矿表面产物的鉴定'>9.2.1 用Na2SO3作用后方铅矿表面产物的鉴定2SO3抑制剂对黄铜矿和方铅矿浮选效果影响的红外光谱分析'>9.2.2 Na2SO3抑制剂对黄铜矿和方铅矿浮选效果影响的红外光谱分析9.2.3 XPS分析9.2.4 方铅矿抑制剂的静电荷、电子云密度计算结果9.2.5 方铅矿抑制剂的分子力学计算2SO3对方铅矿的抑制模型探讨'>9.2.6 Na2SO3对方铅矿的抑制模型探讨第十章 结论参考文献攻读博士学位期间发表的论文攻读博士学位期间获得的科技奖励致谢作者简介附录
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