黄铜矿海水浮选中二价离子的影响机理研究开题报告

全文总字数：6139字

1. 研究目的与意义（文献综述）

作为世界上分布最广的含铜矿物，黄铜矿（cufes₂）约占全世界铜资源的70%^[1]。尽管有80%-85%的含铜矿物采用火法冶金工艺处理，但由于黄铜矿采出品位逐年下降，使得火法冶金工艺成本高、污染严重等弊端更加突出，因此，越来越多的研究者开始关注环境友好、操作简便的湿法冶金工艺^[2]。由于其具有良好的天然可浮性，浮选成为黄铜矿选矿中最为重要的方式^[3]。

此外，随着淡水资源的日益匮乏和选矿工业废水排放标准的日益提高，越来越多选矿厂重复利用含大量杂质离子的海水、循环水及地下水等多种水资源作为浮选媒介^[4-5]。例如，1975年，andacollo选矿厂报道了在海水中浮选硫化铜矿的中试试验，发现海水在ph 9.5矿浆中拥有良好的起泡性能，即使不添加任何起泡剂，粗选槽回路依然运行很好^[6]；智利las luces选矿厂利用36%的海水配上64%的尾矿坝选矿回水进行磨矿-浮选^[7]；最近，智利的esperanza选矿厂计划使用70%的选矿回水来浮选铜-金矿^[8]；澳大利亚西部地区的镍矿厂使用高离子强度的钻井水进行浮选^[9]。但是，由于各种各样离子的存在（例如，k ，na ，ca ，mg ，cl^-和so₄^2-），使得海水的浮选过程变得非常复杂。这也吸引了很多学者对其进行研究，例如romero等人^[10]发现无机电解质能够压缩矿物颗粒的双电层；del castillo等人^[11]发现杂质离子能抑制气泡聚合，减小气泡尺寸，从而提高气泡的稳定性并提供足够的起泡性能，这与quinn等人^[12]的研究结果一致。其中，ca² ，mg² 离子能显著降低黄铜矿和辉钼矿的可浮性,从而影响浮选^[13]。

suyantara等人^[14]研究发现，在10^-2 m mgcl₂溶液中，由于生成的mg(oh)₂沉淀在矿物表面，使得黄铜矿表面由疏水变成亲水。当溶液ph大于9时，hirajima等人^[15]研究发现，高浓度的二价阳离子（例如，ca² 和mg² ）能够降低辉钼矿和黄铜矿的可浮性，而且对黄铜矿的抑制作用更加明显，这是因为生成的mg(oh)₂和caco₃沉淀物覆盖在矿物表面。ramos等人^[16]用海水浮选黄铜矿时，观察到在碱性条件下，黄铜矿在海水中的可浮性比在淡水中略低。jeldres等人^[17]用cao-na₂co₃混合物预先处理海水，去除了海水中大量的ca² 和mg² ，用该预处理海水浮选铜钼硫化矿时，发现黄铜矿和辉铜矿的浮选回收率得到了提升。

2. 研究的基本内容与方案

研究目标：

本研究以黄铜矿为原料，研究二价水解离子（ca² 和mg² ）对黄铜矿浮选回收率、矿物颗粒的zeta电位、表面接触角的影响，并结合显微镜分析，xps分析，物相组分图，化学方程式及dlvo理论对不同条件下的黄铜矿表面物相进行分析。进而从分子，原子水平上研究在浮选条件下水解钙、镁离子对黄铜矿典型晶面的作用机制。

研究内容：

3. 研究计划与安排

第01~02周了解国内外研究现状，包含海水浮选研究、黄铜矿浮选研究等；

第03~04周通过查阅资料了解钙镁离子对黄铜矿作用的机理以及当前主要

的理论研究方法，制定试验方案；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 国土资源部. 2017中国矿产资源报告[r]. 北京：地质出版社，2017.

[2] 祁忠旭. 高硫难选铜矿石的浮选研究[d].中南大学, 2010.

[3] 王亮，李育彪，李万青.不同价态杂质离子对黄铜矿浮选的影响机理研究[j].金属矿山，2018（12）：84-88.