蓝铜矿铵盐强化硫化浮选的机理初探摘要
蓝铜矿是重要的氧化铜矿物之一,其与孔雀石具有相似的结构和化学成分,但由于它的分布不如孔雀石广泛,对它的研究不如孔雀石的多。本文以蓝铜矿为研究对象,探究其铵盐强化硫化蓝铜矿的微观机制,必将成为氧化铜矿浮选理论的重要补充,更好地指导工业实践。文中系统的研究了蓝铜矿的浮选行为及铵盐作用下蓝铜矿的强化硫化机制,并借助现代分析检测手段证实了铵盐强化硫化作用,同时通过溶液化学计算明确了铵根离子的迁移路径。浮选试验表明,采用黄药直接浮选蓝铜矿,尽管将将黄药用量从1×10-5mol/L扩大20倍至2×10-4mol/L,上浮率也仅能达到9.36%,天然可浮性较差,虽添加Na2S能显著提高蓝铜矿的浮游性能,但易受到硫化钠用量的限制,硫化钠用量过量时,会产生抑制作用。但使用硫酸铵预先处理的矿浆体系,同等黄药用量下,硫化钠用量为1×10-4mol/L时,蓝铜矿在硫酸铵-硫化钠-黄药浮选体系中的上浮率为81%,较硫化钠-黄药体系中的上浮率62.9%高出近10个百分点,活化效果显著。蓝铜矿浮选中的硫化机理研究结果表明,硫化钠在蓝铜矿和铜蓝溶解度差异的驱动力下,通过S2-与蓝铜矿表面发生固液多相反应,生成Cu S晶体来达到硫化的目的。相关的分析检测和溶液化学计算的结果表明,直接硫化的矿物表面生成的硫化产物为铜蓝晶体(syn-Cu S),该晶体未经铵离子预先处理时,结晶较差,稳定性不高,易脱落于矿浆当中,这是蓝铜矿直接硫化浮选效果难以达到预期的直接原因。添加铵根离子后,在蓝铜矿硫化过程中,铵根离子在矿浆中将矿物表面溶解的Cu2+络合至[Cu(NH3)n]2+中,随后与HS-反应释放出S2-和Cu2+,并在矿物表面范德华力的吸引力下通过氧化还原反应向蓝铜矿表面聚集形成铜蓝晶体,相比直接硫化,经铵根离子预处理的矿浆体系能减缓S2-的直接冲击,创造更适宜Cu S晶体的生长环境,使硫化产物的覆盖层更大、更稳定、结晶更好,从而减少了残余液体中胶体硫化铜的形成。
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