黄铁矿是自然界常见的一种硫化矿物,通常利用浮选法回收。浮选体系中药剂与矿物作用之前,药剂间会产生复杂的交互作用。已有的研究主要从单一或同类药剂的角度,按照先加调整剂后加捕收剂等的分步加药顺序研究药剂间的交互作用,与实际生产中常见的调整剂、捕收剂和起泡剂等同步加药的现状不匹配,导致药剂参数的制订缺乏充分的理论支撑,致使选矿回收率不理想。论文以黄铁矿浮选过程中活化剂硫酸铜和捕收剂丁基黄药为研究对象。通过单矿物浮选试验,从宏观角度研究了硫酸铜和丁基黄药分步加药和同步加药时药剂之间的交互作用对黄铁矿浮选的影响。试验结果表明,随矿浆p H值增加,药剂分步添加时黄铁矿的回收率呈现出先增大后下降的趋势,药剂同步添加时黄铁矿的回收率逐渐降低,强碱性条件下药剂同步添加时的回收率高于分步添加。采用接触角、Zeta电位、扫描电镜、红外光谱和X射线光电子能谱等表面分析测试手段,从微观角度研究了药剂交互作用前后黄铁矿表面电性、润湿性、表面形貌及原子化学态等变化规律。测试结果表明,药剂交互作用后主导黄铁矿表面疏水性的物质主要为黄原酸亚铜,同时存在黄原酸铜、双黄药和黄原酸铁等化合物。吸附在黄铁矿表面的产物可以改变其表面电性和润湿性。随着p H值的增加,黄铁矿表面电位的绝对值增大,接触角增大。药剂分步作用时Zeta电位高于同步作用,且黄铁矿在酸性溶液中表现出的疏水性优于碱性溶液。电化学测试结果表明,药剂分步作用比同步作用时黄铁矿的开路电位低,分步作用时黄铁矿腐蚀电流密度是同步作用时的两倍,腐蚀电压也高于同步作用。最后结合分子模拟和EDLVO理论研究了药剂交互作用对黄铁矿界表面作用能和颗粒间相互作用的影响,从分子水平和界面势能的角度研究了丁基黄药和硫酸铜之间的交互作用对黄铁矿可浮性的影响。计算结果表明,药剂分子与黄铁矿表面作用后,体系总能量都在减少,药剂分步作用时与黄铁矿表面相互作用的能力强于同步作用。浮选药剂能够改变黄铁矿颗粒间的相互作用势能,药剂间的交互作用能极大地降低黄铁矿颗粒界面静电排斥势能,增大了矿粒界面间的疏水吸引势能,有利于浮选。本文系统地研究了硫酸铜和丁基黄药间的交互作用对黄铁矿表面性质和浮选行为的影响。初步建立了硫酸铜和丁基黄药同步加药的浮选理论体系,为实际生产中异类药剂同步添加时药剂参数的精细化制订提供科学依据,对丰富和完善黄铁矿浮选分离基础理论、促进黄铁矿资源高效利用具有重要理论和实践意义。