提高锌浸出渣中银浮选回收率的工艺与理论研究（周国华，中南大学2002博士）NH和pdf

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论文标题：提高锌浸出渣中银浮选回收率的工艺与理论研究
Technology and Theory Studies of Upgrading Silver Recovery of Flotation from Zinc Leaching Residues
论文作者：周国华
论文导师：何伯泉 薛玉兰 蒋玉仁
论文学位：博士
学位授予年份：2002
论文专业：矿物加工工程
论文单位：中南大学
论文页数：131
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摘要：
       为了在不影响锌冶炼主系统生产条件下提高湿法炼锌浸出渣中银的浮选回收率，在进行新型捕收剂研制及组合调整剂研究基础上开发出的新药剂制度使锌浸出渣中银浮选的回收率由50％提高到84％。为进一步认识浮选药剂结构与性能的关系，研究了绝对硬度最小原则浮选判据。通过腐蚀极化图(Evans图)等电化学原理与实验方法等手段，建立硫化矿物浮选体系的Evans图理论，阐明了锌浸渣中银矿物浮选体系的电化学作用机理。主要研究结果如下： 1．提高了锌浸出渣中银浮选的回收率 对含银的锌浸出渣浮选银工艺进行了系统研究。研制出环己酮缩氨基硫脲等几种新型捕收剂，开发出银的特效浮选捕收剂H-4及活化剂NS-6。以H-4为捕收剂、NS-6活化剂为主的用药制度下的闭路实验结果表明，银回收率达84.5％，银精矿品位为0.46％。浮选指标超过合同规定的银回收率为75％的要求。 研究表明，新的用药制度抗矿浆中锌离子影响能力强，银精矿中的锌含量比原厂家使用的用药制度少；而且新的用药制度不改变矿浆pH。因此，它不会改变锌生产系统中的酸碱平衡。另外，从新的用药组成及结构看，新的用药制度不会影响锌的电解生产。因此，新的浮选工艺有工业应用前景。 2．进行了银矿物的浮选研究 天然的Ag2S、Ag及合成的银浸染闪锌矿、AgCl、Ag2SO4、Ag2O的单矿物浮选实验表明，这些矿物在pH≤5.5(锌浸渣浮选银的pH)都具有很好的可浮性。锌离子对银浸染闪锌矿浮选有活化作用，而对AgCl、AgSO4、Ag2O浮选起抑制作用。 3．提出绝对硬度最小原则浮选新判据 绝对硬度最小原则浮选新判据研究表明，当捕收剂绝对硬度ηF和矿物中金属离子的绝对硬度ηM之和为最小时，捕收剂优先与该矿物作用，即△nmin=ηF+ηM。该判据与溶度积肠判据、基团电负性判据xe、能量判据△肠成正比的对 应关系。rtF反映了捕收剂对矿物作用的反应活性及其电化学活性。nF越小，捕 收剂越易氧化，对矿物的反应活性高，而且与矿物作用的腐蚀电流越大。该判据 可预测硫化矿物新捕收剂的浮选性能。对锌浸渣浮选银的应用研究表明，捕收剂 H并可把银矿、方铅矿从闪锌矿中分离出来。 4.提出硫化矿物一捕收剂浮选体系的腐蚀极化图(Evans图)理论 硫化矿物一捕收剂浮选体系的Ev田招图可以非常直观地分析硫化矿物表面氧 化速度大小或硫化矿物一捕收剂反应速度及反应速度控制因素及控制程度，并可 判断添加剂的电化学作用机理。 从电化学角度研究了捕收剂的结构与性能关系。硫化矿(方铅矿、黄铁矿) 与捕收剂作用的Evans图研究发现，矿物与捕收剂作用的腐蚀电流强度与捕收剂 的结构有关。捕收剂的极性基团的反应活性越大，则捕收剂与矿物作用的电流越 强。该电流可作为浮选剂结构活性的电化学参数，值得进一步研究。 银矿物一捕收剂的Evans图研究表明，银矿物一捕收剂作用受氧气阴极还原控 制。银矿物一捕收剂作用的腐蚀电流随捕收剂浓度的增加或捕收剂的极性基增强 而增大。 5.探讨浮选抑制剂及浮选活化剂的电化学作用模型 从电化学观点出发，依据参与了矿物电化学反应的浮选抑制剂对矿物浮选体 系腐蚀电化学过程发生的主要影响，认为该抑制剂可分成三类:阳极型抑制剂、 阴极型抑制剂、混合型抑制剂(阳极、阴极都抑制)。 通过研究锌离子对自然银一捕收剂作用的影响，发现锌离子起阴极型抑制作 用。 依据参与了矿物电化学反应的浮选活化剂对矿物浮选体系腐蚀电化学过程 的影响，将该活化剂分成三类:阴极型活化剂、阳极型活化剂、混合型活化剂(阴 极、阳极都活化)。 研究表明，银浸染闪锌矿中的银离子对闪锌矿的浮选起混合型活化作用，调 中南大学博士学位论文 整剂NS一6对银矿物浮选起阳极型活化剂作用。 6.阐明了银矿物与捕收剂作用的表面琉水产物及电化学反应机理 热力学计算、半导体能带理论分析、红外光谱实验证明银矿物与捕收剂作用 的疏水产物是捕收剂金属盐。伏安法、恒电位、恒电流以及交流阻抗法的研究结 果表明，银矿物与捕收剂反应是一个不可逆过程。银矿物表面的疏水膜在银矿物 表面吸附牢固，且还原时存在较大的过电位，还原速率低。 辉银矿与捕收剂作用的微分电容与电位关系研究表明:当用乙基黄药作为捕 收剂时，最适宜的电位区间为0.2一0.4v;而采用H碑的适宜区间为一0.2一0. 6V。
关键词：锌浸出渣; 浮选; 捕收剂; 银矿物; 电化学; 腐蚀

目录：
  目录   
  第一章  文献综述
  1.1  硫化矿浮选工艺发展的简要回顾
  1.2  硫化矿浮选理论的发展
  1.2.1  化学反应理论
  1.2.2  硫化矿浮选电化学理论
  1.2.3  硫化矿浮选半导体电化学机理研究概况
  1.3  腐蚀电化学在浮选机理研究中的应用概述
  1.3.1  电化学腐蚀简介
  1.3.2  金属腐蚀的电化学历程
  1.3.3  电偶电池与微电池
  1.3.4  腐蚀电化学理论在硫化矿浮选研究中的应用
  1.4  对硫化矿浮选电化学研究的几点思考
  1.5  浮选剂的结构与性能关系研究概述及研究方向展望
  1.6  浮选工艺回收湿法炼锌浸出渣中银的研究
  1.6.1  锌浸出渣中浮选银的研究现状
  1.6.2  湿法炼锌浸出渣浮选银的研究发展方向
  1.7  课题研究的目的及主要内容
  1.7.1  研究目的及意义
  1.7.2  主要研究内容
  第二章  锌浸出渣浮选银工艺研究
  2.1  前言
  2.2  试验器材及实验误差
  2.2.1  试样
  2.2.2  仪器与试剂
  2.2.3  实验误差
  2.3  提高锌浸出渣中银浮选回收率的技术路线分析
  2.4  单因素试验
  2.4.1  磨矿对浮选指标影响
  2.4.2  捕收剂种类及用量试验
  2.4.3  调整剂种类及用量试验
  2.4.4  pH值对浮选指标的影响
  2.5  综合条件调优和精选试验
  2.5.1  综合条件调优试验
  2.5.2  精选试验
  2.6  药剂制度对Zn〓浓度的适应性与浮选机对比试验
  2.6.1  药剂制度对Zn〓浓度的适应性
  2.6.2  浮选机对比试验
  2.7  闭路流程试验
  2.7.1  矿浆自然pH值下的闭路流程试验结果
  2.7.2  调整矿浆pH值的闭路流程试验
  2.7.3  两种浮选回收银工艺的比较
  2.8  本章小结
  第三章  硫化矿物浮选体系腐蚀极化图（Evans图）理论研究
  3.1  Evans图简介
  3.2  实验材料及实验方法
  3.2.1  矿物试样
  3.2.2  药剂
  3.2.3  电化学测试方法
  3.2.4  腐蚀极化图（Evans图）的实验测定
  3.3  Evans图的电化学理论基础
  3.3.1  单电极反应的电化学极化方程式
  3.3.2  活化极化控制下的腐蚀速度表达式
  3.3.3  活化极化控制下腐蚀体系的极化曲线
  3.4  硫化矿浮选体系Evans图探讨
  3.5  硫化矿物-捕收剂浮选体系腐蚀速度控制因素讨论
  3.6  浮选调整剂电化学作用模型探讨
  3.6.1  抑制剂电化学作用模型研究
  3.6.2  活化剂电化学作用模型研究
  3.7  硫化矿浮选体系的Evans图实验研究
  3.7.1  方铅矿、黄铁矿表面氧化及方铅矿、黄铁矿与捕收剂作用的Evans图的热力学基础
  3.7.2  黄铁矿、方铅矿表面氧化的Evans图研究
  3.7.3  方铅矿、黄铁矿与捕收剂作用的Evans图研究
  3.7.4  pH对硫化矿-捕收剂作用影响的Evans图
  3.7.5  氧气浓度对黄铁矿、方铅矿与乙硫氮作用影响的Evans图研究
  3.8  本章小结
  第四章  锌浸出渣中银矿物浮选体系腐蚀电化学Evans图应用研究
  4.1  实验材料及实验方法
  4.1.1  矿物试样
  4.1.2  药剂
  4.1.3  电化学测试方法
  4.2  锌浸渣中主要矿物浮选体系腐蚀电化学Evans图的热力学基础
  4.3  银矿物电极与常见硫化矿物捕收剂作用的腐蚀极化图（Evans图）研究
  4.4  辉银矿电极与不同浓度的乙基黄药及丁铵黑药反应的腐蚀极化图（Evans图）研究
  4.5  氧气浓度对银矿物-捕收剂体系腐蚀极化图（Evans图）影响研究
  4.6  锌离子对银矿物及银矿物—捕收剂浮选体系腐蚀电化学影响的Evans图研究
  4.7  银浸染闪锌矿物腐蚀极化图（Evans图）研究
  4.8  调整剂NS-6对银矿物-捕收剂作用的腐蚀Evans图研究
  4.9  调整剂(NS-6+CuSO〓)活化银矿物浮选作用模型分析
  4.10  本章小结
  第五章  锌浸渣中主要银矿物与捕收剂作用的电化学基础研究
  5.1  实验材料与实验方法
  5.2  银矿物表面捕收剂疏水膜类型研究
  5.2.1  热力学分析
  5.2.2  半导体能带理论分析
  5.2.3  银矿物与捕收剂反应的红外光谱研究
  5.3  银矿物-捕收剂相互作用的循环伏安曲线
  5.3.1  银矿物-捕收剂循环伏安曲线
  5.3.2  闪锌矿及银浸染闪锌矿与捕收剂作用的循环伏安法研究
  5.4  银矿物与捕收剂作用的恒电位、恒电流法研究
  5.4.1  银矿物与乙基黄药作用的恒电位法研究
  5.4.2  银矿物电极表面捕收剂产物的电化学还原动力学研究
  5.5  银矿物与捕收剂反应的交流阻抗研究
  5.5.1  辉银矿与乙基黄药作用的交流阻抗研究
  5.5.2  辉银矿与H-4反应的交流阻抗研究
  5.6  银矿物与捕收剂作用的微分电容研究
  5.7  本章小结
  第六章  绝对硬度最小原则判据在浮选剂结构与性能关系的应用研究
  6.1  绝对硬度η和绝对软度σ概念及计算公式
  6.1.1  绝对硬度η及绝对软度σ
  6.1.2  绝对硬度η与分子前线轨道的关系
  6.2  常见金属离子、常见硫化矿物及硫化矿物捕收剂离子的绝对硬度、绝对软度计算
  6.3  绝对硬度最小原则浮选判所与其它浮选判据关系研究
  6.3.1  绝对硬度最小原则浮选判据
  6.3.2  绝对硬度最小原则判据△η〓与溶度积判据K〓、基团电负性判据(x〓—x〓)、能量判据△E〓关系研究
  6.3.3  绝对硬度最小浮选原则△η〓与电化学反应参数的对应关系
  6.4  几种新捕收剂捕收性能的预测
  6.5  本章小结
  第七章  银单矿物浮选实验
  7.1  硫化矿物浮选临界pH的热力学计算原理
  7.1.1  自然银浮选临界pH计算
  7.1.2  辉银矿浮选临界pH计算
  7.2  银矿物单矿物浮选实验
  7.2.1  实验方法
  7.2.2  辉银矿及自然银可浮性研究
  7.2.3  银盐可浮性研究
  7.2.4  银浸染闪锌矿可浮性研究
  7.3  本章小结
  第八章  结论
    参考文献
    攻读博士学位期间公开发表的论文