本文主要研究内容
作者牛晓鹏（2019）在《方铅矿、黄铜矿和黄铁矿表面氧化与可浮性研究》一文中研究指出：纵观整个浮选流程,硫化矿始终处于水和溶解氧的环境中,氧化后的表面才是真实的表面,氧化是影响矿物可浮性的重要因素,然而氧化在目前的浮选研究和理论计算中经常被忽视,对表面氧化与药剂吸附,可浮性关联的认识不明确。本论文利用溶液化学和表面化学研究方法,特别在高碱高钙介质条件下,研究了黄铁矿、方铅矿和黄铜矿在浮选条件下的氧化产物及其对浮选药剂在矿物表面吸附作用的影响,深入研究了药剂与氧化前后的硫化矿表面作用机理,建立了硫化矿物表面氧化与可浮性的关联,为深入理解浮选过程,调控硫化矿浮选行为,开发硫化矿高效浮选分离新技术提供借鉴。主要工作及结果如下:(1)从“吸附”和“氧化”角度揭示了高碱石灰体系下方铅矿和黄铁矿浮选分离机理。原位接触角和单泡管浮选实验结果表明高碱石灰体系下,方铅矿仍能保持良好可浮性而黄铁矿被明显抑制。离子色谱(Ion chromatography,IC)和高效液相色谱(High-performance liquid chromatography,HPLC)结果表明,高碱石灰体系下方铅矿表面硫的主要氧化产物是含氧硫化物(SxOyn-)而非单质硫(S0)。飞行时间-二次离子质谱(Time-of-flight secondary ion mass spectrometry,Tof-SIMS)结果表明pH 12.5时,捕收剂乙硫氮(Sodium diethyl dithiocarbamate,DDTC)在方铅矿表面的吸附强度是黄铁矿表面的3.9倍,而羟基钙CaOH+在黄铁矿表面的吸附强度是方铅矿表面的3.7倍,这与原位原子力成像(In-situ atomic force microscopy imaging)和密度泛函理论(Density-functional theory,DFT)计算的结果一致。高碱石灰体系下,方铅矿保持良好可浮性并非S00的疏水性贡献,方铅矿和黄铁矿能够实现高效分离的原因在于CaOH+与DDTC的竞争吸附。本章澄清了对高碱石灰体系下方铅矿和黄铁矿分离机理的认识,明确了 S0对方铅矿表面疏水性的贡献。(2)在浮选研究中,黄铁矿氧化产生的活性氧(Reactive oxygen speices,ROS)经常被忽视。以黄铁矿氧化过程中产生的含氧硫化物的量评价黄铁矿的氧化程度,通过IC/HPLC研究了黄铁矿在碱性条件下的氧化动力学,发现黄铁矿氧化速率随pH升高而加快,pH 12.5时的氧化速率是pH 4.5时的17.6倍。利用电子顺磁共振波谱(Electron paramagnetic resonance,EPR)测定了黄铁矿氧化过程中产生的ROS,结果表明pH影响ROS形式,结合电化学表征,发现黄铁矿在碱性介质中的氧化仍然遵循以“硫代硫酸盐”路径为基础的电化学机理。本章为理解黄铁矿氧化和可浮性关联,理解浮选溶液化学提供了新视角。(3)基于对黄铁矿在碱性介质中氧化的认识,研究了氧化对黄铁矿可浮性的影响机理。通过IC/HPLC研究了黄铁矿在碱性介质中不同氧化程度下的硫氧化规律,发现随着氧化程度增大,含氧硫化物的含量增多,S0占比减小;X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)结果表明,黄铁矿充分氧化后表面产物为FeOOH和SO42-。Tof-SIMS测试表明黄药在FeS2和 FeOOH表面选择性吸附。根据XPS结果建立自洽电荷密度泛函紧束缚(Self-consistent-charge density functional tight binding,SCC-DFTB)计算模型,发现黄药在FeS2表面吸附而在FeOOH和Fe203表面不吸附,根据配位化学理论,黄药在FeOOH/Fe203和FeS2表面选择性吸附的根本原因在于它们Fe离子3d轨道电子结构的差异。本章建立了一套“氧化规律、表面实证、计算模型”的评价方法。(4)基于硫化矿在浮选溶液体系中的氧化与可浮性的关联,研究了表面氧化程度和介质(Ca、Na体系)对黄铜矿和方铅矿可浮性及分离效果的影响,为进一步开发铜铅分离新技术提供借鉴。高碱Ca(OH)2体系下,黄铜矿表面主要氧化产物为S032-,S042-CuO,Cu(OH)2和FeOOH,CaOH+优先吸附在氧化后的黄铜矿表面,促进调整剂DX吸附从而“抑铜”,而方铅矿仍能保持良好可浮性从而“浮铅”,铅铜分离比为1.8;高碱NaOH体系下,新鲜的黄铜矿和方铅矿表面都能保持良好可浮性,DX能选择性的吸附在新鲜方铅矿表面从而“抑铅”,铜铅分离比为2.6;高酸H2SO4体系下,强氧化后的黄铜矿表面硫的主要氧化产物为疏水性的S0而方铅矿表面为亲水性的PbS04,从而实现“抑铅浮铜”。
Abstract
zong guan zheng ge fu shua liu cheng ,liu hua kuang shi zhong chu yu shui he rong jie yang de huan jing zhong ,yang hua hou de biao mian cai shi zhen shi de biao mian ,yang hua shi ying xiang kuang wu ke fu xing de chong yao yin su ,ran er yang hua zai mu qian de fu shua yan jiu he li lun ji suan zhong jing chang bei hu shi ,dui biao mian yang hua yu yao ji xi fu ,ke fu xing guan lian de ren shi bu ming que 。ben lun wen li yong rong ye hua xue he biao mian hua xue yan jiu fang fa ,te bie zai gao jian gao gai jie zhi tiao jian xia ,yan jiu le huang tie kuang 、fang qian kuang he huang tong kuang zai fu shua tiao jian xia de yang hua chan wu ji ji dui fu shua yao ji zai kuang wu biao mian xi fu zuo yong de ying xiang ,shen ru yan jiu le yao ji yu yang hua qian hou de liu hua kuang biao mian zuo yong ji li ,jian li le liu hua kuang wu biao mian yang hua yu ke fu xing de guan lian ,wei shen ru li jie fu shua guo cheng ,diao kong liu hua kuang fu shua hang wei ,kai fa liu hua kuang gao xiao fu shua fen li xin ji shu di gong jie jian 。zhu yao gong zuo ji jie guo ru xia :(1)cong “xi fu ”he “yang hua ”jiao du jie shi le gao jian dan hui ti ji xia fang qian kuang he huang tie kuang fu shua fen li ji li 。yuan wei jie chu jiao he chan pao guan fu shua shi yan jie guo biao ming gao jian dan hui ti ji xia ,fang qian kuang reng neng bao chi liang hao ke fu xing er huang tie kuang bei ming xian yi zhi 。li zi se pu (Ion chromatography,IC)he gao xiao ye xiang se pu (High-performance liquid chromatography,HPLC)jie guo biao ming ,gao jian dan hui ti ji xia fang qian kuang biao mian liu de zhu yao yang hua chan wu shi han yang liu hua wu (SxOyn-)er fei chan zhi liu (S0)。fei hang shi jian -er ci li zi zhi pu (Time-of-flight secondary ion mass spectrometry,Tof-SIMS)jie guo biao ming pH 12.5shi ,bu shou ji yi liu dan (Sodium diethyl dithiocarbamate,DDTC)zai fang qian kuang biao mian de xi fu jiang du shi huang tie kuang biao mian de 3.9bei ,er qiang ji gai CaOH+zai huang tie kuang biao mian de xi fu jiang du shi fang qian kuang biao mian de 3.7bei ,zhe yu yuan wei yuan zi li cheng xiang (In-situ atomic force microscopy imaging)he mi du fan han li lun (Density-functional theory,DFT)ji suan de jie guo yi zhi 。gao jian dan hui ti ji xia ,fang qian kuang bao chi liang hao ke fu xing bing fei S00de shu shui xing gong suo ,fang qian kuang he huang tie kuang neng gou shi xian gao xiao fen li de yuan yin zai yu CaOH+yu DDTCde jing zheng xi fu 。ben zhang cheng qing le dui gao jian dan hui ti ji xia fang qian kuang he huang tie kuang fen li ji li de ren shi ,ming que le S0dui fang qian kuang biao mian shu shui xing de gong suo 。(2)zai fu shua yan jiu zhong ,huang tie kuang yang hua chan sheng de huo xing yang (Reactive oxygen speices,ROS)jing chang bei hu shi 。yi huang tie kuang yang hua guo cheng zhong chan sheng de han yang liu hua wu de liang ping jia huang tie kuang de yang hua cheng du ,tong guo IC/HPLCyan jiu le huang tie kuang zai jian xing tiao jian xia de yang hua dong li xue ,fa xian huang tie kuang yang hua su lv sui pHsheng gao er jia kuai ,pH 12.5shi de yang hua su lv shi pH 4.5shi de 17.6bei 。li yong dian zi shun ci gong zhen bo pu (Electron paramagnetic resonance,EPR)ce ding le huang tie kuang yang hua guo cheng zhong chan sheng de ROS,jie guo biao ming pHying xiang ROSxing shi ,jie ge dian hua xue biao zheng ,fa xian huang tie kuang zai jian xing jie zhi zhong de yang hua reng ran zun xun yi “liu dai liu suan yan ”lu jing wei ji chu de dian hua xue ji li 。ben zhang wei li jie huang tie kuang yang hua he ke fu xing guan lian ,li jie fu shua rong ye hua xue di gong le xin shi jiao 。(3)ji yu dui huang tie kuang zai jian xing jie zhi zhong yang hua de ren shi ,yan jiu le yang hua dui huang tie kuang ke fu xing de ying xiang ji li 。tong guo IC/HPLCyan jiu le huang tie kuang zai jian xing jie zhi zhong bu tong yang hua cheng du xia de liu yang hua gui lv ,fa xian sui zhao yang hua cheng du zeng da ,han yang liu hua wu de han liang zeng duo ,S0zhan bi jian xiao ;Xshe xian guang dian zi neng pu (X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)jie guo biao ming ,huang tie kuang chong fen yang hua hou biao mian chan wu wei FeOOHhe SO42-。Tof-SIMSce shi biao ming huang yao zai FeS2he FeOOHbiao mian shua ze xing xi fu 。gen ju XPSjie guo jian li zi qia dian he mi du fan han jin shu fu (Self-consistent-charge density functional tight binding,SCC-DFTB)ji suan mo xing ,fa xian huang yao zai FeS2biao mian xi fu er zai FeOOHhe Fe203biao mian bu xi fu ,gen ju pei wei hua xue li lun ,huang yao zai FeOOH/Fe203he FeS2biao mian shua ze xing xi fu de gen ben yuan yin zai yu ta men Feli zi 3dgui dao dian zi jie gou de cha yi 。ben zhang jian li le yi tao “yang hua gui lv 、biao mian shi zheng 、ji suan mo xing ”de ping jia fang fa 。(4)ji yu liu hua kuang zai fu shua rong ye ti ji zhong de yang hua yu ke fu xing de guan lian ,yan jiu le biao mian yang hua cheng du he jie zhi (Ca、Nati ji )dui huang tong kuang he fang qian kuang ke fu xing ji fen li xiao guo de ying xiang ,wei jin yi bu kai fa tong qian fen li xin ji shu di gong jie jian 。gao jian Ca(OH)2ti ji xia ,huang tong kuang biao mian zhu yao yang hua chan wu wei S032-,S042-CuO,Cu(OH)2he FeOOH,CaOH+you xian xi fu zai yang hua hou de huang tong kuang biao mian ,cu jin diao zheng ji DXxi fu cong er “yi tong ”,er fang qian kuang reng neng bao chi liang hao ke fu xing cong er “fu qian ”,qian tong fen li bi wei 1.8;gao jian NaOHti ji xia ,xin xian de huang tong kuang he fang qian kuang biao mian dou neng bao chi liang hao ke fu xing ,DXneng shua ze xing de xi fu zai xin xian fang qian kuang biao mian cong er “yi qian ”,tong qian fen li bi wei 2.6;gao suan H2SO4ti ji xia ,jiang yang hua hou de huang tong kuang biao mian liu de zhu yao yang hua chan wu wei shu shui xing de S0er fang qian kuang biao mian wei qin shui xing de PbS04,cong er shi xian “yi qian fu tong ”。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)的牛晓鹏，发表于刊物中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文，是一篇关于表面氧化论文,硫化矿论文,可浮性论文,关联论文,中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：表面氧化论文; 硫化矿论文; 可浮性论文; 关联论文; 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文;