研究内容1、研究复杂多金属矿中铟、锗、银含量不同的主要载体矿物如铁闪锌矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿等单矿物的表面性质与可浮性的差异。2、研究不同类型载体矿物选择性浮选的最佳工艺、药剂制度与作用机理。3、研究载体矿物与硫化铁和硅酸盐矿物高效分离的选择性新型药剂。4、研究载体矿物与药剂的吸附与作用机理。意义我国探明的铟储量1万多吨,居世界第一,而云南和广西分别居全国前两位;云南华联锌铟公司铟储量为3968吨铟,居全国第一,占云南保有储量的85%。云南锗储量达2000多吨,其中临沧超大型锗矿床锗储量800吨、最高品位1470克/吨,会泽铅锌矿锗平均含量为35.7克/吨、储量600吨;云南银储量上万吨,保有储量居全国第四。这些稀贵金属几乎都是与有色金属铜、铅、锌、锡多金属矿共伴生。因此,研究含铟、锗、银载体矿物的高效回收具有重要的理论意义和实际价值。
sphalerite;indium;germanium;surface configuration;flotation theory
被广泛应用于电子、半导体等高科技领域、被称为“高科技”元素的稀缺、有限、不可再生的稀贵金属铟和锗等是重要的战略资源,广泛共伴生在(铁)闪锌矿、方铅矿等有色金属矿物中,可称为“载铟闪锌矿和载锗闪锌矿”等。然而,在选矿过程中,人们通常考虑主金属矿物例如有色金属矿物的回收,磨矿细度、矿浆pH值、充气量、搅拌强度、浮选药剂用量和浮选时间等参数也是根据主金属矿物的回收情况而制定。然而,这些载体矿物的物性特殊,常规的纯矿物研究,通常把载铟和载锗闪锌矿当成普通闪锌矿或铁闪锌矿来研究,忽视了晶格中铟和锗对矿物的表面构型、电子结构及可浮性等的影响,缺乏对共伴生稀贵金属的载体矿物(载铟和载锗闪锌矿)的浮选理论的充分认识,导致在复杂、难选、含稀贵金属的多金属矿分选过程中,浮选参数的制订缺乏充分的理论依据,致使主金属与共伴生的稀贵金属回收率低、资源损失严重,选矿指标存在较大的提升空间。针对以上问题,本项目以载锗闪锌矿、载铟闪锌矿以及普通闪锌矿为研究对象,采用量子化学计算模拟与现代分析检测手段相结合,首先研究了载铟、载锗闪锌矿与普通闪锌矿的元素分布、矿物形貌、疏水性和电子结构等物理化学性质差异;然后通过单矿物浮选试验,系统研究了pH、活化剂(硫酸铜)、捕收剂(丁黄药、丁胺黑药和乙硫氮)、起泡剂(松醇油)等对3种闪锌矿浮选行为的影响规律;再采用扫描电镜、能谱仪、红外光谱仪、紫外分光光度计等现代分析测试手段,揭示了各种浮选药剂在3种闪锌矿表面作用机理的异同;通过量子化学计算构建其相互作用模型,从原子、分子角度深入研究了闪锌矿晶格中的In、Ge、Fe等元素取代对各种药剂作用的影响;在此基础上,研发了低碱条件下闪锌矿的高效新型活化剂X-43,并在获得成功应用,不仅降低了石灰用量,同时还提高了闪锌矿及稀贵金属的品位和回收率。项目创建了载铟和载锗闪锌矿浮选的初步理论体系,发明了取代应用100多年的经典活化剂硫酸铜的新型活化剂,构建了一种新型的活化方法,丰富和发展了复杂硫化矿选择性浮选的基础理论,为研发高效、新型的载铟和载锗闪锌矿浮选药剂以及稀贵金属载体矿物的综合利用等提供了重要的理论与技术支撑。出版专著4部、发表论文13篇,获授权发明专利5件、实用新型专利7件,获省部级二等奖2项、其它出版物一等奖1项。