表面氧化对磁黄铁矿浮选行为的影响机理研究摘要
在多金属硫化矿浮选中,磁黄铁矿的存在会对伴生铜、铅、锌等硫化矿的浮选分离造成显著影响。根据矿物性质的差异,运用表面氧化调控技术可以将不同硫化矿之间疏水性的差异放大,从而将两者分离。该技术已应用在硫化矿的浮选分离中,但是对磁黄铁矿的应用较少,此外表面氧化对磁黄铁矿浮选行为的影响机理研究较少。因此本文以单斜磁黄铁矿为研究对象,研究了其在不同捕收体系下的浮选行为,考察了表面氧化对其浮选行为的影响规律,采用吸附量测试、浮选动力学计算、红外光谱与XPS测试揭示了表面氧化对其浮选行为的影响机理。研究成果可为含磁黄铁矿硫化矿高效分选提供理论指导。浮选试验结果表明:在丁基黄药、乙硫氮和丁铵黑药体系下,随着矿浆p H值增加,单斜磁黄铁矿的浮选回收率先上升后下降。在矿浆p H值为6-10范围内矿物可浮性较好,在矿浆p H=10时可浮性最好。丁基黄药对单斜磁黄铁矿的捕收能力比其他捕收剂更强。高锰酸钾、次氯酸钠和过氧化氢可抑制单斜磁黄铁矿上浮,最佳浮选条件下抑制能力依次减弱。次氯酸钠+高锰酸钾和次氯酸钠+过氧化氢组合氧化剂中,浮选回收率变化规律与次氯酸钠单一作用时类似,且比次氯酸钠单一使用时更低,以次氯酸钠抑制为主。高锰酸钾+过氧化氢组合氧化剂中,浮选回收率变化规律与过氧化氢单一使用时相似,以过氧化氢抑制为主,两者可能发生氧化还原反应,协同抑制效果较差。三种组合氧化剂中,仅有次氯酸钠+过氧化氢浮选抑制效果比单独的氧化剂作用效果更好。吸附量、浮选动力学和红外光谱测试结果表明:矿物与丁基黄药作用后可能形成了疏水性的双黄药,在矿物表面产生吸附作用使得矿物疏水性增强。但是氧化剂会削弱两者间的吸附作用,表现为与氧化剂作用后的矿物对丁基黄药的吸附量有不同程度的减少,矿物的浮选速率大大降低,矿物中丁基黄药的吸收峰消失不见或者发生了偏移等。XPS检测结果表明:矿物与丁基黄药作用后表面可能生成了金属黄原酸铁。矿物被氧化后产生了多种氧化产物(氢氧化铁和硫酸盐等),导致其与丁基黄药作用变弱而受抑制。矿物被氧化后表面元素结合能发生位移,氧化剂按位移值大小可排序为:次氯酸钠>高锰酸钾>过氧化氢,次氯酸钠+高锰酸钾>次氯酸钠+过氧化氢>高锰酸钾+过氧化氢,与相同p H条件下氧化剂的氧化能力大小相似。矿物被氧化后表面Fe2p、S2p的含量降低表示其可能发生了溶解。矿物与丁基黄药或氧化剂作用后表面硫铁原子摩尔比发生改变是其可浮性变化的原因。
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