三聚硫氰酸强化氧化铅锌矿硫化浮选的机制研究

来源 :西安建筑科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yiyong6698
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随着社会经济的快速发展,有色金属铅和锌在我国经济发展中扮演着关键角色。铅和锌越来越大的需求量,导致易选的硫化铅锌矿资源量迅速减少,大量的氧化铅锌矿因技术瓶颈而处于未利用或低效率利用的状态。硫化浮选法是回收氧化铅锌矿最常用的方法,但硫化过程局限于硫化剂用量的控制、生成的表面硫化层稳定性等。因此对新型硫化剂的开发以及氧化铅锌矿表面硫化机制的深入研究有重要的意义。本论文以白铅矿、菱锌矿为主要研究对象,初步探索缓释型有机硫化剂在氧化铅锌矿硫化浮选中的可行性。通过浮选回收率的差异,从几种常用的有机硫化剂中遴选出一种高效有机硫化剂;同时进行实验室单矿物浮选实验,分别得到白铅矿、菱锌矿最佳浮选条件。结合Zeta电位分析,红外光谱分析,X射线光电子能谱仪(XPS)分析,紫外光谱分析等方法,研究三聚硫氰酸强化氧化铅锌矿硫化浮选的机制,并揭示三聚硫氰酸的缓释硫化机理。选择三聚硫氰酸、三聚硫氰酸钠、硫代氨基脲、3-巯基-1,2,4-三唑、硫代苹果酸、硫代乙醇酸钠6种含硫有机化合物,与传统硫化剂-硫化钠的硫化性能做对比,通过浮选结果,三聚硫氰酸和硫化钠明显提高白铅矿和菱锌矿的浮选回收率。三聚硫氰酸因其用量小、硫化效果好的特点,被遴选出作为白铅矿和菱锌矿的高效新型有机硫化剂。在三聚硫氰酸浓度:3.4625×10-6mol/L,捕收剂丁基黄药浓度:1.746×10-4mol/L,浮选p H值:8,起泡剂2#油浓度:20mg/L,硫化时间:4min的条件下,白铅矿浮选回收率最高达93.25%;当矿浆p H:8,三聚硫氰酸浓度:6.925×10-7mol/L,活化剂Cu SO4用量:1.5×10-3mol/L,捕收剂丁黄浓度:2.328×10-3mol/L,起泡剂2#油的浓度:20mg/L,硫化时间:5min时,菱锌矿浮选回收率最大为91.8%;在三聚硫氰酸强化白铅矿硫化浮选过程中,三聚硫氰酸可在白铅矿表面发生化学吸附,发生化学吸附的活性基团是S-H官能团、C=N官能团和C-N官能团;三聚硫氰酸与白铅矿发生化学反应时,三聚硫氰酸分子中的一个巯基与白铅矿表面Pb原子反应生成巯基-Pb组分,另一个巯基与另一个三聚硫氰酸分子对应的巯基结合生成S-S键,生成C6N6S6H2-Pb2网状结构,部分覆盖在白铅矿表面,增强白铅矿表面的可浮性。在三聚硫氰酸强化菱锌矿硫化浮选过程中,三聚硫氰酸与Zn CO3不发生反应;加入Cu SO4后,菱锌矿表面出现N、S、Cu元素,且Zn、O含量大幅下降,活化剂铜离子与三聚硫氰酸的三个巯基反应,生成C3N3S3-Cu3组分,覆盖在菱锌矿表面,为丁黄的吸附提供了更多的活性位点,提高了菱锌矿表面的可浮性,达到了强化菱锌矿硫化浮选的目的。三聚硫氰酸溶解度低,在水中的溶解速率大于在氧化铅锌矿表面的吸附速率,可保持稳定的低浓度硫化环境,满足硫化浮选过程中需要的长时间的还原氛围。三聚硫氰酸-新型高效缓释型有机硫化剂的开发,避免硫化剂用量的影响,且生成的硫化层较稳定,改善后续捕收剂对矿物浮选产生的不利影响,为新型硫化剂在矿物加工中的开发应用提供理论支撑。
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