掺杂硫化锌的浮选行为及机理研究

• 作 者: 曾冬丽
• 机 构: 广西大学
• 出 处: 广西大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 掺杂硫化锌 杂质 浮选行为 吸附 红外光谱 前线轨道理论

闪锌矿在成矿过程中，经常出现铜、铁、锰、镉等以类质同像的方式替代晶格中的锌的现象，且由于杂质类型、浓度和赋存状态的不同，使闪锌矿表面表现出不相同的物理化学性质，导致其浮选行为差异。本文选取天然闪锌矿中常出现的铜、铁、锰、镉四种杂质，人工合成掺杂硫化锌样品，通过浮选试验、药剂吸附试验考察四种杂质类型和掺杂浓度对硫化锌浮选行为的影响，采用红外光谱分析药剂在掺杂硫化锌表面的吸附作用，并采用前线轨道理论分析掺杂杂质对闪锌矿与黄药、闪锌矿与氧气作用反应活性的影响。主要研究结果如下：　　
XRD衍射图谱表明，人工合成的掺杂硫化锌样品均具有立方闪锌结构，掺杂离子未在宏观上独立成相。　　
浮选试验结果表明，与纯硫化锌相比，未加硫酸铜时，掺铜、掺镉硫化锌浮选回收率提高，可浮性变好；掺铁、掺锰硫化锌回收率变化不明显，可浮性较差；加入硫酸铜后，掺铜、掺镉硫化锌的浮选回收率明显提高，可浮性好，掺铁、掺锰硫化锌的浮选回收率降低。　　
药剂吸附试验结果表明，铜、镉杂质的存在有利于黄药在硫化锌表面的吸附，铁、锰杂质的存在不利于黄药、硫酸铜在硫化锌表面的吸附作用。硫化锌表面只发生微弱的吸附，而黄药在掺铜、镉硫化锌表面生成了双黄药。加入硫酸铜后，黄药在纯硫化锌、掺铜及掺镉硫化锌表面吸附作用加强，表面作用产物主要是双黄药。硫酸铜的存在对掺铁、锰硫化锌与黄药的吸附作用没有明显的影响，表面作用产物是黄药。　　
前线轨道理论分析表明，铜、铁、镉原子较大程度地影响闪锌矿与黄药的相互作用。含铜闪锌矿与黄药反应的活性最大，其次是含铁（锰）闪锌矿，含镉闪锌矿，最后是理想闪锌矿。计算结果与浮选与药剂吸附试验结果相一致。此外，理想闪锌矿的与氧气间反应活性很小，含铁闪锌矿与氧气的反应活性最大，杂质的存在提高了闪锌矿与氧气的反应活性。