黑铜矿作为典型高价氧化铜矿物,其浮选回收率普遍低于50%,是氧化铜矿浮选领域的“硬骨头”,主要表现在哪些方面?
首先,黑铜矿晶格能高),硫化时需破坏 Cu-O 键(键能 293 kJ/mol),传统硫化剂(Na₂S)在矿浆中水解生成 HS⁻/S²⁻的速度(反应活化能 Ea=65 kJ/mol)难以匹配致密表面的硫化需求,导致硫化膜(CuS)形成缓慢且结构疏松,易被矿浆中的 O₂(氧化还原电位> 0.4 V)氧化剥离;
其次,黑铜矿常以细粒嵌布于硅质脉石中,比表面积达 5~8 m²/g,导致矿浆黏度增加,气泡上升速度下降20%,碰撞概率降低;细泥表面电荷密度高(50 μC/m²),吸附80%以上的捕收剂(如消耗羟肟酸 150 g/t),形成 “药剂陷阱”;
第三,黑铜矿硫化的最佳pH 为9.0~9.5(此时HS⁻占比达 70%),但 Na₂S 水解导致pH易波动,当 pH>10 时,S²⁻氧化生成 S₂O₃²⁻(氧化速率 0.05 mol/(L・min)),硫化效率下降50%;pH<8 时,HS⁻分解产生 H₂S 气体(挥发率 > 30%),污染环境并降低有效硫化剂浓度。
如此复杂的难题,有没有破解的办法?
可以从这些方面加以尝试处理:
1、在浮选前引入脉冲电化学预处理,通过阳极氧化-阴极还原协同作用,阳极促进黑铜矿表面羟基脱附,活性位点暴露率从30%提升至60%;阴极生成原子氢,还原矿物表面氧化膜,形成纳米级硫化 “催化位点”,硫化反应速率提升2倍;
2、构建 “微泡发生器+ 载体矿物(天然石墨,粒径 50~100 μm)” 协同体系:微泡提供更大气液界面,颗粒-气泡碰撞效率提升 50%,黏附概率从30%增至70%;石墨载体表面疏水性强,通过 “疏水团聚” 作用捕获细粒黑铜矿,形成 “载体 - 目标矿物 - 气泡” 三元聚集体,上浮速度提升3倍;
3、加入中国选矿药剂网特别研制的DF388型氧化铜矿捕收剂,捕收力极强和良好选择性,有效活性达80%~85%,配合11、AT、35T型捕收剂(100g-200g)效果更佳。
DF388型氧化铜矿捕收剂该类螯合物系孤对氮结构的高效螯合作用,兼有气泡功能,呈油状液体,刺鼻性味道,用量在30g—100g/T,使用时配水3%或10%浓度,分段加入。