受氰化抑制的铜锌硫硫化矿活化浮选行为及机理研究摘要
氰化提金产生的氰化尾渣含有大量未被回收的铜、铅、锌及金银等有价金属,具有很高的回收利用价值。国内外对氰化渣中铜铅锌硫活化回收的研究较少,机理研究还不够充分。对于氰渣中有用矿物的回收,传统的活化药剂存在成本高、用量大、活化效果差等不足,需要开发新型活化药剂。本文通过浮选试验,系统研究了双氧水、过硫酸盐、高铁酸盐、焦亚硫酸盐、硫酸铜及其组合药剂对受氰化抑制的铜锌硫硫化矿的活化作用。通过电化学方法从理论上分析抑制和活化的可行性,利用红外光谱、XPS、Zeta电位和EPR检测方法分析了活化剂对受氰化抑制硫化矿的活化机理。浮选试验表明,黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿均能被氰化钠深度抑制,pH=8.5-9.5时,三种矿物回收率降至10.5%以下。单一和组合药剂可活化三种被抑硫化矿,回收率可恢复至80%-95%。其中强氧化剂需控制用量,防止过度氧化矿物。组合药剂可大大减小药剂用量,推荐双氧水+硫酸铜+焦磷酸盐、过硫酸盐+硫酸亚铁和焦亚硫酸盐+硫酸铜这三种组合药剂作活化剂,用量较小,活化效果更好。Eh-pH图和热力学计算结果表明,硫化矿被氰化钠抑制的组分为金属氰络合物。活化剂的还原电位均高于CN-的氧化电位,活化剂与CN-发生反应的吉布斯自由能变化值均小于零,且均比活化剂与矿物反应的吉布斯自由能变化值小,说明活化剂均能自发与CN-反应,且优先与CN-反应,当双氧水、过硫酸盐和高铁酸盐过量后,会进一步氧化矿物。焦亚硫酸盐与矿物反应的吉布斯自由能变化值大于0,说明不能与矿物反应,有利于硫化矿的活化。Zeta电位分析表明,Na CN会使黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿表面的电位大幅下降,说明Na CN化学吸附在矿物表面,降低了矿物的可浮性,而活化剂会破坏CN-的吸附,恢复矿物表面电位,从而活化矿物。红外光谱和XPS结果表明,氰化钠加入后,黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿表面均出现了相应的金属氰络合物的峰,CN-在黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿表面发生了化学吸附。而活化剂活化后,金属氰络合物峰减弱或消失,其中焦亚硫酸钠活化后,矿物表面的CN-变成SCN-,减弱CN-的抑制作用。氧化性强的活化剂活化后,矿物表面有部分Fe被氧化成Fe2O3和Fe3O4,部分S被氧化成高价的SO42-。EPR表明黄铁矿和过硫酸盐、过硫酸盐+硫酸亚铁、双氧水体系构成的高级氧化体系,产生的SO4-·和HO·自由基有助于破坏氰化钠在黄铁矿上的吸附。
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