氧化銅礦石處理過程中硫化的必要性

1、氧化銅礦石處理過程中硫化的必要性=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合的，在水涪液中扱易離解F礦物衰面存在著相當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.在礦物表面產生定向、密卑的有序排列.即產生強的表面水化性，另外.加上氧化銅礦中的含氧陰離子或離子團禺和水分子形成氮鍵結舍.對水的親合力大，水化作用更加強列，導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，另通過疏水皓團的形響，使擴物表面疏水，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.捕收刑的疏水基團必鎮(zhèn)非當大也即疏水基團的燒輕鎖校長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，便其疏水*而報據(jù)捕收劑的特點又可feig.捕收捌的燒鏈過檢”將使其溶解度降低，另又會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.如長的脂肪酸直接浮選氧化銅礦，不僅藥刑消耗itflj當大，而且會愷一些礦泥上浮.我們所常用的短牲黃藥類捕收劑，則無法克服水牝能的作用而不能對其捕收。稍能克服一點水化能作用的高級黃藥，對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，產生疏松多孔的結構，極易脫落：二是高級

3、黃藥的分子非極性特征較大，炷鏈較長，在極性的水溶液中難以溶解，故導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，捕收能力強的特點,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化之后，礦石表面性質將極大的變化.硫化鈉能與礦物農面的銅區(qū)子反應形成硫化銅薄脫，是礦物表面由極性的氧化銅離子鍵轉化為極性減弱、共價性增強的硫化礦，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，與黃藥類捕收劑的鍵合力也徊到加強，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，有實驗證明，捕收劑的吸附速率將加

4、快，并能促進吸附層中的雙黃原酸的形成并穩(wěn)定了礦物表面，由于以上預因，構成了硫化劑對氧化銅礦物有著極其有效的活化作用.因此，預先硫化是必要的。2.3礦物表面的不均勻性對硫化過程的影響硫化作用可以看成是在孔雀石表面進行化學反應，也可以說成是一種化學吸附。由于礦物表面的極不均勻性，在化學吸附中必有笫一批的吸附質首先吸附在龜活潑的區(qū)域，這部分的吸附強度也相對較大，所形成的硫化膜不易脫落，接著便會有第二批吸附在相對活潑的區(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.關于這種吸附過程e在測量其吸附熱時可以詳細描述出來.因為在吸附過程時，應該

5、放出熱屋。具體原因如下：ah=AF4.TAS(2.1)因吸附質分子的固著是由于利用補償吸附劑分子外層所存在的自由不飽和鍵的結果-所以在此過程中AF為負，另吸附分子在吸附之前具有三維空間無序移動的自由度，而吸附的結果，吸附劑以某種方式相對茨面層定向，失去這種自由度，故吸附過程應伴隨炳降低。由于以上兩個原因，在反應的過程當中，焙應小于零,也就是說過程中間將會有熱放出.在測址吸附熱時，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減少.這種情況在研究捕收劑對煤的吸附時已得到了證實。因此，本文作者便拿這個模型來推測孔雀石硫化過程，孔雀石的硫化必然是不均勻的.另按B

6、ustamante竽g的意見，硫化過程可表示為,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)域實現(xiàn)輕基化，硫氫根離子又使羥基化區(qū)域變成硫化區(qū)域，同時又發(fā)生碳酸鹽的部分溶解，導致新的輕基化區(qū)域的形成.這一反應將不停留在礦物表面.而是向礦粒內部深入，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，在硫化過程中，由于攪拌時的氧的作用，會引起一綿分硫化膜氧化生成硫酸鹽，此部分區(qū)域也是強極性的，其性質如同氣化礦.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)域或質點.2.4軟硬酸堿理論的引入3軟硬酸堿理論(SHBA)是在Lewis酸菠理論的基礎上建立的，Lewis酸堿理論于1923年提出，它對酸和堿的定義為：凡是具有可以提供給其它原子的孤對電子對使其完成穩(wěn)定的電子構型的原子團或分子稱為堿；凡是能夠接受其它原子團或分子的孤電子對使其自身的原子完成穩(wěn)定的電子溝型的原子團或分子稱為酸。即堿就是電子對的給予體，酸是電子對的受體.實踐農明酸緘反應是否容易發(fā)生，不僅依賴于酸和堿的強度，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.軟堿給電子的原子足電負性低、可極化性高，并且是容易被氧化的。它們對其價電子的約束是松殖的.碩堿硬緘給電子的原子的電負性高，可極化性低，芥且是難以氧化的。它們對其價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，并且其在價電子層有未共用的電子對。它們的可極化性是高的，電負性是低的.硬酸硬酸接受電子的原子是小的，具有高的正電荷，并且在其價電子層沒有未共用的電子對。它們的可極化性是低的、電負性是髙的。一般說來，對堿而言，電負性越高，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.一旦強和堿力為軟和怏，則有一個規(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.這個規(guī)則與酸或堿的強度無關，而只要A或B二者都是碩的，或都是軟的，則絡合物A-B具有額外的穩(wěn)定性。SHBA原理考慮了結構對酸或堿的強度的影響，軟與硬的強度足相對的，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)接的原子或基團的影響.如果聯(lián)接原子或呈團較軟，則可以增加該酸或破的軟度，反Z，聯(lián)接原子或基團較硬則

11、可以提高該酸或堿的硬度，這-效應稱為共生效應（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時，由于氧或含氧.宮能團的硬度較大，致使銅的硬度較大；而銅與硫等聯(lián)接原子相連時，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選用復合浮選藥劑的機理及原因曰十礦物表血的小均勻性，加上硫化過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)域這就需要選用復合捕收劑,利用不同電負性的捕收劑捕捉各自的活性點發(fā)揮著各自的作用，提高整體的疏水性，從而提高其回收率。此即為復合藥劑產生協(xié)同效應的共吸附機理。其具體過程可以描述如下

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)價鍵理論“可知硫化銅中由于硫的電負性小，共價半徑較大。又根據(jù)軟硬酸堿理論可知，硫因其電負性低，可極化性高，并且是容易被氧化的，它們對其價電子的約束也是松迪的，所以屬于軟軟的堿。于迪它對其聯(lián)結原子產生了影響，增加了聯(lián)結原子的軼度，也就是說，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性高，可極化性低，并且難以被氧化，它對其價電子的約束是緊密的。

13、這樣氧離子較碩的堿通過其吸電子誘導效應，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)域或質點，因其是軟輟，便可以與較軟的黃藥類軟堿緊密配合在一起而沒有硫化好的區(qū)域或質點，因其硬度較大，易與碩堿水作用，親水性較強.另外，因碩酸一般與軟彼配位性差，即軟堿的黃藥對其配位不好，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該是硬度較大的堿，鍵合原子應以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，以克服其水化能的影響.而介于中間的硫化不完全的區(qū)域或質點，其軟硬度應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軟硬適中，介于0與S之間。如有兩個鍵合原子螯合劑，應該可以以0,N,或S,N,或S,0還有N,N形式出現(xiàn).這樣，可以設想，浮選藥劑的混合