在现有经济技术条件下,具有工业价值的氧化铜矿物主要包括孔雀石、硅孔雀石和赤铜矿等,其中,赤铜矿是理论含铜量最高的氧化铜矿物,常与孔雀石等含铜矿物伴生。通过常规的硫化浮选法,对赤铜矿、硅孔雀石等难选氧化铜矿物的捕收效果并不理想,难以保证氧化铜矿物资源的有效回收,这对铜资源的高效综合回收利用造成了严重的阻碍。对于伴生有赤铜矿的氧化铜矿石,由于缺乏针对赤铜矿的有效回收手段,大量的赤铜矿损失在尾矿中,导致铜精矿的回收率显著降低,企业经济效益低。因此,针对赤铜矿在工业生产中难以充分硫化、回收困难的问题,提出了“赤铜矿预氧化-强化硫化黄药浮选”的技术思路。本论文以赤铜矿为研究对象,通过量子化学计算、电感耦合等离子体质谱测定、Zeta电位测定、表面吸附量测定、红外光谱表征、X射线光电子能谱表征、飞行时间二次离子质谱表征、扫描电子显微镜-能谱表征与微浮选试验相结合,多角度、多尺度地研究了硫组分与捕收剂在赤铜矿表面的吸附特性、理想赤铜矿晶体与表面电子结构特征、直接硫化体系中赤铜矿表面的硫化产物存在形式、硫离子在赤铜矿矿浆中的衰减规律、硫化对赤铜矿表面黄药吸附行为的影响、直接硫化体系中赤铜矿表面的硫化特性及浮选机理及氧化剂对赤铜矿表面性质的影响。最后,研究了氧化剂类型与氧化剂浓度对赤铜矿浮选行为的影响、预氧化对赤铜矿表面硫化作用的影响、预氧化-硫化技术对赤铜矿表面黄药吸附行为的影响。所得创新性研究结果如下:与直接黄药浮选相比,硫化-黄药浮选可以获得更高的赤铜矿浮选回收率。赤铜矿表面经硫化处理后,黄原酸盐在矿物表面的吸附能力得到增强。在获得相近的赤铜矿浮选回收率情况下,硫化后所需的捕收剂用量更低。硫化作用后,赤铜矿表面检测到多种S组分,说明在赤铜矿表面存在硫化铜组分,这是促进后续捕收剂在赤铜矿表面吸附的主要因素。量子化学计算结果进一步表明,HS^–能够与赤铜矿(1 1 1)面Cu原子自发进行反应,且HS^–能够以化学吸附的形式作用在赤铜矿(1 1 1)面。然而,直接硫化-黄药浮选体系下仍有接近40%的赤铜矿损失于尾矿中。相比于直接硫化-黄药浮选,使用次氯酸钠进行预氧化处理能够获得更为理想的赤铜矿浮选回收率。微浮选试验结果表明,在硫化钠和黄药浓度相同的条件下,赤铜矿在预氧化-硫化-黄药浮选体系中的浮选回收率超过85%,预氧化-硫化技术显著改善了赤铜矿的浮选行为,浮选回收率较直接硫化-黄药浮选提高24.97%。赤铜矿表面由Cu(I)组分与氧组分组成,与孔雀石与硅孔雀石相比,赤铜矿表面的铜原子浓度更高。然而,赤铜矿表面的Cu(I)组分与硫离子的亲和力弱于孔雀石与硅孔雀石表面的Cu(II)组分,这使得赤铜矿表面难以被充分硫化。赤铜矿(1 1 1)面Cu(I)组分被氧化后,Cu原子中费米能级附近的态密度明显增加,Cu原子的反应活性得到增强。在预氧化处理后,赤铜矿表面Cu(II)组分在总铜组分中的占比从46.92%增加到64.77%,新生成的Cu(II)组分更容易通过氧化还原反应与矿浆中的硫离子发生作用,为硫离子在矿物表面的作用和硫化铜组分的生成创造了有利条件。赤铜矿表面经预氧化-硫化处理后,矿物表面出现更多的硫化铜颗粒,且硫化铜颗粒呈现致密、均匀的特征,元素半定量分析结果表明矿物表面硫元素的原子浓度从15.96%升高至19.54%,即新生成的Cu(II)组分与矿浆中的硫离子表现出更强的化学亲和力,从而促进赤铜矿表面硫化铜组分的生成。此外,量子化学计算结果进一步表明,赤铜矿(1 1 1)面Cu(I)组分被氧化为Cu(II)组分后,HS^–在赤铜矿(1 1 1)面的吸附能从-117.91 k J/mol降低至-465.36 k J/mol,Cu–S键由2.34(?)变为2.27(?),即赤铜矿表层Cu–S结构的稳定性得到有效增强。预氧化-硫化处理后,随着赤铜矿表面硫化铜组分含量得到增加,黄原酸盐组分在赤铜矿表面的吸附量也随之增加,赤铜矿表面出现了更明显的黄药基团特征吸收峰,即黄原酸盐组分在赤铜矿表面的吸附行为得到改善,从而有效增强了赤铜矿表面的疏水性,获得了更加理想的赤铜矿浮选回收率。因此,预氧化处理能够促进赤铜矿表面Cu(I)组分转变为Cu(II)组分,增强铜组分与硫离子的反应活性,从而实现赤铜矿的强化硫化浮选。常规硫化-黄药浮选赤铜矿体系中,赤铜矿表面的硫化程度不充分,捕收剂难以有效作用在矿物表面;而预氧化-硫化-黄药浮选赤铜矿体系中,赤铜矿表面可以被充分硫化,从而增强了黄原酸盐在赤铜矿表面的吸附能力,极大地改善了赤铜矿的浮选行为。以上研究结果为含赤铜矿的氧化铜矿资源的高效浮选回收提供了理论与技术支撑。