氧化銅礦石處理過(guò)程中硫化的必要性

1、氧化銅礦石處理過(guò)程中硫化的必要性=grWp;p-.p丁rp氧化銅礦由于礦石中的銅蔦子與碳酸根離子及氫氧根離子均是以離于健結(jié)合的，在水涪液中扱易離解F礦物衰面存在著相當(dāng)大的不飽和力和極性B由于這些不飽和鍵力和覆性的影響，促極水分子將受苴吸引.在礦物表面產(chǎn)生定向、密卑的有序排列.即產(chǎn)生強(qiáng)的表面水化性，另外.加上氧化銅礦中的含氧陰離子或離子團(tuán)禺和水分子形成氮鍵結(jié)舍.對(duì)水的親合力大，水化作用更加強(qiáng)列，導(dǎo)致礦物非常親水而難以上浮捕收削加入的主變作用是捕收劑能與獷物表面形成一定的讎合力吸附在礦物表面，另通過(guò)疏水皓團(tuán)的形響，使擴(kuò)物表面疏水，從而降低礦物的親水效用.使礦物上浮由于含城礦物表面的水化作用很大，捕

2、收劑如要克服水化能的作用，使水化膜變薄或消去.捕收刑的疏水基團(tuán)必鎮(zhèn)非當(dāng)大也即疏水基團(tuán)的燒輕鎖校長(zhǎng)情收劑的單位熔液的分子濃度也須較大才能改變礦物表面的性質(zhì)，便其疏水*而報(bào)據(jù)捕收劑的特點(diǎn)又可feig.捕收捌的燒鏈過(guò)檢”將使其溶解度降低，另又會(huì)與一些不必變的離子有較小的溶度積.引起其討厭的上浮.使浮選分離困難.如長(zhǎng)的脂肪酸直接浮選氧化銅礦，不僅藥刑消耗itflj當(dāng)大，而且會(huì)愷一些礦泥上浮.我們所常用的短牲黃藥類(lèi)捕收劑，則無(wú)法克服水牝能的作用而不能對(duì)其捕收。稍能克服一點(diǎn)水化能作用的高級(jí)黃藥，對(duì)其捕收的效果也不好，其原因有二，一是它與氧化銅礦石表面生成的鍵并不牢固，產(chǎn)生疏松多孔的結(jié)構(gòu)，極易脫落：二是高級(jí)

3、黃藥的分子非極性特征較大，炷鏈較長(zhǎng)，在極性的水溶液中難以溶解，故導(dǎo)致水溶液中的黃藥分子濃度很低，難以形成致密的捕收利薄膜。現(xiàn)在研究較多的螯合捕收劑，雖然有選擇性好，捕收能力強(qiáng)的特點(diǎn),但因藥刊昂貴，且要克服水化能，用量也須較多.氧化銅礦物加入舔化劑號(hào)化之后，礦石表面性質(zhì)將極大的變化.硫化鈉能與礦物農(nóng)面的銅區(qū)子反應(yīng)形成硫化銅薄脫，是礦物表面由極性的氧化銅離子鍵轉(zhuǎn)化為極性減弱、共價(jià)性增強(qiáng)的硫化礦，表面的不飽和鍵力將極大地減弱，與水的水化作用大為降低，礦物的疏水性則大大增強(qiáng)，與黃藥類(lèi)捕收劑的鍵合力也徊到加強(qiáng)，通常少量的黃藥便可克服剩余的水化能，使礦物上浮.另外，礦化后，有實(shí)驗(yàn)證明，捕收劑的吸附速率將加

4、快，并能促進(jìn)吸附層中的雙黃原酸的形成并穩(wěn)定了礦物表面，由于以上預(yù)因，構(gòu)成了硫化劑對(duì)氧化銅礦物有著極其有效的活化作用.因此，預(yù)先硫化是必要的。2.3礦物表面的不均勻性對(duì)硫化過(guò)程的影響硫化作用可以看成是在孔雀石表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，也可以說(shuō)成是一種化學(xué)吸附。由于礦物表面的極不均勻性，在化學(xué)吸附中必有笫一批的吸附質(zhì)首先吸附在龜活潑的區(qū)域，這部分的吸附強(qiáng)度也相對(duì)較大，所形成的硫化膜不易脫落，接著便會(huì)有第二批吸附在相對(duì)活潑的區(qū)域，所生成的硫化膜也較牢固。如此下去，到吸附質(zhì)吸附在不太活潑的區(qū)域所生成的硫化膜極易脫落，露出新鮮的原礦表面.關(guān)于這種吸附過(guò)程e在測(cè)量其吸附熱時(shí)可以詳細(xì)描述出來(lái).因?yàn)樵谖竭^(guò)程時(shí)，應(yīng)該

5、放出熱屋。具體原因如下：ah=AF4.TAS(2.1)因吸附質(zhì)分子的固著是由于利用補(bǔ)償吸附劑分子外層所存在的自由不飽和鍵的結(jié)果-所以在此過(guò)程中AF為負(fù)，另吸附分子在吸附之前具有三維空間無(wú)序移動(dòng)的自由度，而吸附的結(jié)果，吸附劑以某種方式相對(duì)茨面層定向，失去這種自由度，故吸附過(guò)程應(yīng)伴隨炳降低。由于以上兩個(gè)原因，在反應(yīng)的過(guò)程當(dāng)中，焙應(yīng)小于零,也就是說(shuō)過(guò)程中間將會(huì)有熱放出.在測(cè)址吸附熱時(shí)，最活潑的區(qū)域單位放出的吸附熱多，所生成的膜也穂定.在不活潑的區(qū)域，單位放出的熱量將會(huì)減少.這種情況在研究捕收劑對(duì)煤的吸附時(shí)已得到了證實(shí)。因此，本文作者便拿這個(gè)模型來(lái)推測(cè)孔雀石硫化過(guò)程，孔雀石的硫化必然是不均勻的.另按B

6、ustamante竽g的意見(jiàn)，硫化過(guò)程可表示為,xCuC(kyCu(0H)尹20W=(x-l)CuCQ,.yCu(OH)Cu(OH)，+CO,2-(2.2)(x-1)CuCO,.yCu(OH)八Cu(OH)2+HS*=(x-l)CuCO,.yCu(OH)CuS+OKH,0(2.3)式(2.2)、(2.3)的意義是，在有氫氧根離子存在的情況下，礦物表面一部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)輕基化，硫氫根離子又使羥基化區(qū)域變成硫化區(qū)域，同時(shí)又發(fā)生碳酸鹽的部分溶解，導(dǎo)致新的輕基化區(qū)域的形成.這一反應(yīng)將不停留在礦物表面.而是向礦粒內(nèi)部深入，這樣，視欣化鈉初始濃度的不同，形成不同序度的硫化銅薄膜。還有人把有色金展氧化銅礦物的陰

7、離子ca、soF和oh-等和硫化鈉的陰離子HS-、S1-的半徑作了比較.這些離子半徑是(以nm表示)：CO=0.257sSO.-0.182；Off=0.153S=0.182；HS=0.200這樣，取代的S和HS與被取代的離子的半徑有的相差很大，也就認(rèn)為可能鑲嵌性不好，從而一部分氧化礦表面的硫化膜不穂定，容易脫落，其性質(zhì)如同氧化礦.而半徑相差不大的一部分生成的硫化膜較為穩(wěn)定，可近似地看作為硫化礦.另外，在硫化過(guò)程中，由于攪拌時(shí)的氧的作用，會(huì)引起一綿分硫化膜氧化生成硫酸鹽，此部分區(qū)域也是強(qiáng)極性的，其性質(zhì)如同氣化礦.這樣在硫化之后，我們初步可以得到硫化膜或牢固憲好的可以近似看成為硫化礦，一部分不完全

8、硫化的礦，其性質(zhì)介于磕化礦和氣化礦之間的礦石和一部分硫化不好的性質(zhì)完全如同氧化礦的礦石這種情況也可以想象成在同一礦物顆粒表面存在著完全硫化，不充全硫化和完全不磚化的不同區(qū)域或質(zhì)點(diǎn).2.4軟硬酸堿理論的引入3軟硬酸堿理論(SHBA)是在Lewis酸菠理論的基礎(chǔ)上建立的，Lewis酸堿理論于1923年提出，它對(duì)酸和堿的定義為：凡是具有可以提供給其它原子的孤對(duì)電子對(duì)使其完成穩(wěn)定的電子構(gòu)型的原子團(tuán)或分子稱(chēng)為堿；凡是能夠接受其它原子團(tuán)或分子的孤電子對(duì)使其自身的原子完成穩(wěn)定的電子溝型的原子團(tuán)或分子稱(chēng)為酸。即堿就是電子對(duì)的給予體，酸是電子對(duì)的受體.實(shí)踐農(nóng)明酸緘反應(yīng)是否容易發(fā)生，不僅依賴于酸和堿的強(qiáng)度，還取決

9、子酸和堿的軟度或酸度的特征，Pearson于1963年提出了軟陵酸堿的槪念，把酸和堿都定性分為兩類(lèi).軟堿給電子的原子足電負(fù)性低、可極化性高，并且是容易被氧化的。它們對(duì)其價(jià)電子的約束是松殖的.碩堿硬緘給電子的原子的電負(fù)性高，可極化性低，芥且是難以氧化的。它們對(duì)其價(jià)電子的約束是緊密的.軟酸軟酸接受電子的原子是大的，具有低的正電荷，并且其在價(jià)電子層有未共用的電子對(duì)。它們的可極化性是高的，電負(fù)性是低的.硬酸硬酸接受電子的原子是小的，具有高的正電荷，并且在其價(jià)電子層沒(méi)有未共用的電子對(duì)。它們的可極化性是低的、電負(fù)性是髙的。一般說(shuō)來(lái)，對(duì)堿而言，電負(fù)性越高，離子半徑越小，可極化程度越小，堿的碩度越大；相反則軟

10、度越大.對(duì)酸而言，正電荷越高，半徑越小，極化能力越小,酸的便度越大；相反則軟度越大.一旦強(qiáng)和堿力為軟和怏，則有一個(gè)規(guī)則：酸親嶼，軟親軟，軟酸交界都不管。即碩酸優(yōu)先與硬堿配位，軟酸優(yōu)先與軟堿配位.這個(gè)規(guī)則與酸或堿的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，而只要A或B二者都是碩的，或都是軟的，則絡(luò)合物A-B具有額外的穩(wěn)定性。SHBA原理考慮了結(jié)構(gòu)對(duì)酸或堿的強(qiáng)度的影響，軟與硬的強(qiáng)度足相對(duì)的，并且，酸堿的軟硬度在一定條件下可以改變。如提高Lewis酸的氧化態(tài)可以提高其硬度或降低其軟度。如Fe”的酸度較Fe的酸度軟。酸戚的軟度還受與之聯(lián)接的原子或基團(tuán)的影響.如果聯(lián)接原子或呈團(tuán)較軟，則可以增加該酸或破的軟度，反Z，聯(lián)接原子或基團(tuán)較硬則

11、可以提高該酸或堿的硬度，這-效應(yīng)稱(chēng)為共生效應(yīng)（中間酸受其影響最大，與硬堿聯(lián)接則變便，與軟堿聯(lián)接則變軟）。如銅與聯(lián)接原子氧或含氣宮能團(tuán)時(shí)，由于氧或含氧.宮能團(tuán)的硬度較大，致使銅的硬度較大；而銅與硫等聯(lián)接原子相連時(shí)，由于硫的原子半徑較大，可極化性大，軟度較大，于是增加了銅的軟度。2.5選用復(fù)合浮選藥劑的機(jī)理及原因曰十礦物表血的小均勻性，加上硫化過(guò)程中礦石表面硫化不均勻及不完全，還有完全硫化，不完全硫化，完全不硫化的不同區(qū)域這就需要選用復(fù)合捕收劑,利用不同電負(fù)性的捕收劑捕捉各自的活性點(diǎn)發(fā)揮著各自的作用，提高整體的疏水性，從而提高其回收率。此即為復(fù)合藥劑產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的共吸附機(jī)理。其具體過(guò)程可以描述如下

12、：因前己述的孔雀石硫化之后，由于其不均勻性或其他原因，可以產(chǎn)生完全硫化，不完全硫化和完全不硫化的表面。這樣，在礦的表面完全硫化的區(qū)域便可看成是硫化銅礦，不完全硫化的區(qū)域可以看成是介于硫化銅礦和氧化銅礦之間，而完全不硫化的區(qū)域可以看成是氧化銅礦.根據(jù)價(jià)鍵理論“可知硫化銅中由于硫的電負(fù)性小，共價(jià)半徑較大。又根據(jù)軟硬酸堿理論可知，硫因其電負(fù)性低，可極化性高，并且是容易被氧化的，它們對(duì)其價(jià)電子的約束也是松迪的，所以屬于軟軟的堿。于迪它對(duì)其聯(lián)結(jié)原子產(chǎn)生了影響，增加了聯(lián)結(jié)原子的軼度，也就是說(shuō)，硫化鋼中的銅離子是較軟的酸。而氧化銅礦中由于氧的電負(fù)性高，可極化性低，并且難以被氧化，它對(duì)其價(jià)電子的約束是緊密的。

13、這樣氧離子較碩的堿通過(guò)其吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)，使得與其犍中的銅離子硬度變大，即氣化銅礦中銅離子是硬度較大的酸.根據(jù)軟喚酸堿理論規(guī)定：碩酸優(yōu)先與破礙配位，軟酸優(yōu)先與軟堿配位。硫化好了的區(qū)域或質(zhì)點(diǎn)，因其是軟輟，便可以與較軟的黃藥類(lèi)軟堿緊密配合在一起而沒(méi)有硫化好的區(qū)域或質(zhì)點(diǎn)，因其硬度較大，易與碩堿水作用，親水性較強(qiáng).另外，因碩酸一般與軟彼配位性差，即軟堿的黃藥對(duì)其配位不好，還有黃藥一般婭鏈較短，也難以克服水化能的作用，使礦物疏水.因此，這部分礦物所襦要的捕收刊應(yīng)該是硬度較大的堿，鍵合原子應(yīng)以0或N等硬度較大的原子為佳。況且，捕收劑的炫基要足夠長(zhǎng)，以克服其水化能的影響.而介于中間的硫化不完全的區(qū)域或質(zhì)點(diǎn)，其軟硬度應(yīng)介于軟酸與硬漲之間.這部分礦物所需要的捕收劑的鍵合原子也應(yīng)軟硬適中，介于0與S之間。如有兩個(gè)鍵合原子螯合劑，應(yīng)該可以以0,N,或S,N,或S,0還有N,N形式出現(xiàn).這樣，可以設(shè)想，浮選藥劑的混合