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第４９卷
第】期有色金屬
ⅷ４９ ｎｏ
】９ ９ ７年２月
盯ａｌｓ
用ｆｔｉｒ研究丁銨黑藥浮選黃鐵礦
的作用機理．／
松全元．陳秀枝張曉峰
ｚ·ｊ（北京科技大學，北京 １０００８３）摘要
／』／－黃鐵礦有
定的自然疏術性，】銨黑藥能有數地提高黃鐵礦的可浮
性，硫酸銅可明顯地降低捕收劑用量．起活化作用。傅利葉轉換紅外光譜
研究表明：騎著丁銨黑藥濃度的增加，其在礦物表面吸附量增加．吸附產物為正二丁基二硫代磷酸亞銑，硫酸銅也在礦物表面生成正二丁基二硫ｔｔ碡酸銅，促進丁黃鐵礦的浮選。
關鍵詞苧！＿ｒ旦塾片ｊ．生￡ｉ
在『八五攻關專案攀枝花鈦精礦降硫研究工作中，以硫酸銅為活化劑用丁黃藥和丁銨黑藥為捕收劑浮選黃鐵礦和磁黃鐵礦，達到了要求的攻關指標。黃藥浮選黃鐵礦的作用機理，已被國內外學者研究，丁
的光譜資料足一致的。每次試驗前用濃度為
的鹽酸處理表面，之後再用去
離子水洗至恢復原來的ｐｈ值。
１．２藥劑
丁銨黑藥（正二丁基二硫代磷酸銨）為
銨黑藥雖在國內選礦廠應用很廣。但其作用
機理被研究的很少。本項研究有兩個內容：用丁銨黑藥為捕收劑。黃鐵礦基本可浮性行為的研究；丁銨黑藥浮選黃鐵礦的作用機理研究。
級品。所用化學試劑均為分析純。試驗用
水為去離子水。１＿３試驗方法
１．３．１浮選試驗。浮選試驗在ｘｆｇｃ一８０型充氣掛槽浮選機中進行，浮選槽容積為５００ｍ１．每次試樣量為１．瞻，試驗溫度為２５．０℃。用硫酸或氫氧化鈉溶液調整ｐｈ值，
１試驗材料、藥劑和方法
１．１試樣
黃鐵礦取自地質掉物館，經錘碎，用鑷子排除雜質，放入瓷球磨機幹磨，乾式篩分，濕式篩分，低溫乾燥，分為
加入活化劑硫酸銅後攪拌３ｍｉｎ，加入丁銨黑
藥後攪拌２ｍｉｎ，浮選時間為２ｍｉｎ。
１．３２ 機理研究。稱取０．５ｇ試樣放入燒杯中，藥劑溶液為１００ｍｌ，攪拌１ｈ後使溶液與試樣離心分離；活化試樣時，試樣與硫酸銅溶液作用０５ｈ後固液分離，再放入丁ｊ銨黑藥溶液作用試樣經低溫乾燥，用ｂｒｕｋｅｒ
和一０．０４５ｍｍ兩個級別，
作為純礦物浮選及機理研究用。試樣經化學
分析知含硫４９．６０％，黃鐵礦的紅外光譜圖表
明其特徵吸收峰在４１０ｃｍ－。處，與文獻「 提供
松生元：教授、北京科技＾學４４棟１ｏｌ號
１１３ｖ型傅利葉轉換紅外光譜儀進行分析測
試，以特徵吸收峰的毫克光密度值考查吸附
有色金屬第４９卷
後的定量變化。
進行上述兩類研究前，均需對試樣進行特殊處理。
提高，『ｎ】且最佳浮選ｐｈ值從強酸性問弱酸性偏移，硫酸銅提高了黃鐵礦的可浮性。
２用丁銨黑藥為捕收劑時，黃鐵
礦的基本可浮性行為
２．１ 黃鐵礦可浮性與礦漿ｐｈ值的關係
圖ｉ黃鐵礦可浮性與ｐｈ值的關係
在未加硫酸銅和丁銨黑藥時，不同ｐｈ值條件下，黃鐵礦的可浮性試驗結果示於圖１，從圖ｌ可看出，ｐｈ值為２時**率是４ｏ．ｏ％；ｐｈ值為３～５時，**率曲線出現近似平台狀的最大值約７ｏ＿０％：ｐｈ值大於５時，隨著ｐｈ值的增大，**率逐漸降低，至ｐｈ值為ｌ１時，只有４．０％。
２，２硫酸銅濃度固定，黃鐵礦可浮性與礦
漿ｐｈ值的關係
未加捕收劑但加入硫酸銅，硫酸銅的濃度為１．０×１０一ｍ、５．０×１０一ｍ，不同ｐｈ值條件下，黃鐵礦的可浮性試驗結果見圖２。圖２結果表明，加硫酸銅和未加硫酸銅的曲線形狀基本相似，隨著ｐｈ值的增大，曲線前段顯示**率公升高，曲線後段表明**率下降，且下降的梯度比前段曲線增大當ｃｕｓｏ，濃度為時，**率的峰值達７５．ｏ％左右：當濃度為時，峰值達到８５．ｏ％，不僅在ｐｈ值範圍為５～７時，和未加ｃｕｓｏ，時相比**率顯然
圖２ 硫酸銅作活化劑．黃鐵礦可浮性與
ｐｈ值的關係
ｃｔ６０，讒度
２．３ 丁銨黑藥濃度固定，黃鐵礦可浮性與
礦漿ｐｈ值的關係
丁銨黑藥濃度為時，圖３為試驗結果，
可以看出，在ｐｈ值為５～７間，任何濃度魯釜
置ｐ＿僵
圖３ 丁銨黑藥作捕收劑．黃鐵礦的可浮
性與ｐｈ的關係
丁銨篇藥旅度
３ ｉ１６ｘｔ０
ｔｉｅｄｔｉｏｎ
第１期松全元等：用ｉ￣ｔｉｒ研究丁銨黑藥浮選黃鐵礦的作用機理
３５的捕收劑時**率數值都最佳。濃度為１０９×１０一ｏｌ／ｌ時，鹼性ｐｈ值範圍內，隨著ｐｈ
何藥劑時，黃鐵礦具有一定的自然可浮性，浮選最佳ｐｈ值為３０；加入硫酸銅後。提高了．其可浮性，最佳浮選ｐｈ值向弱酸性介質偏移；只加入丁銨黑藥時，浮選最佳ｐｈ值範圍為５～７，其濃度在５２５×１０ ⅵ時．黃鐵礦**率即可達９０．０％以上；使用非常低濃度的硫酸銅就可使捕收劑用量明顯減少，而起到了活化作用。
值的增大，**率迅速下降；而濃度為２７４
×１０。。、和幾時，在酸性範圍內，隨著ｐｈ值的減小**率逐漸下降；隨著丁銨黑藥濃度的增大。**率逐漸增大。２＿４ 礦漿ｐｈ值固定，黃鐵礦的可浮性與
丁銨黑藥用量的關係
由圖３的曲線可以看出．以丁銨黑藥為捕收劑時浮選的最佳ｐｈ值為５～７，故本試驗固定礦漿的ｐｈ值為５．０，試驗結果表明，隨著ｒ銨黑藥濃度的增大，**率逐漸增大，當丁銨黑藥的濃度為５．２５×１０
１幾時，**率達到最大為９０．０％以上，繼續增大ｒ銨黑藥的濃度時，同收率基本保持不變。因此，在上述條件下，丁銨黑藥的濃度
３丁銨黑藥浮選黃鐵礦作用機理
用傅利葉轉換紅外光譜儀（ｆｆｉｒ）進行機理研究。黃鐵礦的紅外光譜圖表明其特徵吸收峰在４１０ｃｍ 處．與文獻 ，提供的光譜資料一致。
丁銨黑藥紅外光譜圖示於圖４ 丁銨黑藥的分子式為ｎ—ｃ４ｈ９０
ｓ．從以５．２５×１０一ｈｎｏ１／ｌ為宜。
２５ 固定丁銨黑藥的用量，最佳ｐｈ值時
黃鐵礦可浮性與硫酸銅用量的關係
ｒ銨黑藥用量定為幾、ｐｈ值為５．０時，試驗結果表明，隨著硫酸銅濃度的增大，黃鐵礦的**率逐漸增大，當硫酸銅的濃度為時，**率達９００％，繼續增大硫酸銅濃度時，**率基本保持不變。因此，在上述條件下。硫酸銅的雖佳濃度為幾
、ｐ譜圖中可看到，主要吸收峰譜帶位置為
３１２５ｃｒａ 的強寬峰是ｎ—ｈ的伸縮振動，２９６ｉｃｍ 處的強吸收峰為甲基的伸縮振動，２９２４ｃｍ 處的弱吸收峰是烷烴的亞甲
基不對稱伸縮振動，１４００ｃｍ 處的強吸收峰是ｎ—ｈ的彎曲振動一１
處的強吸收雙峰是ｐ—ｏ—ｃ的伸縮振動處的一強一弱吸收峰是
黃鐵礦純礦物可浮性研究說明：未加任
ｐ—ｓ：的伸縮振動由於低波數吸收峰在研：ｌ璺
圖４ 丁銨黑藥的紅外光譜圖！屏
聊有色金屬第４９卷
究中與黃鐵礦譜圖上峰重疊不易辨識，所以
取高波數處吸收峰表徵丁銨黑藥在黃鐵礦表面上的吸附情況。
３．１丁銨黑藥在黃鐵礦表面吸附性質
用光密度定量法研究丁銨黑藥在黃鐵礦表面的吸附規律。光密度法進行定量分析的依據為：。 由定律知消光與吸
收輻射的物質之濃度和吸收層的厚度成正
比，在試驗條件不變的情況ｆ，本研究中消光應與藥劑吸附量成正比，由於是比較同一體系中不同藥劑濃度時礦物對其吸附量，所
取單位為毫克光密度。
稱取一定量的已吸附藥劑的礦物，重量為ｗ（ｍｇ）得到其紅外譜圖量出所得紅外
譜圉縱座標相鄰兩點長度及光密度差值，知
單位長度光密度值ｅ；在藥劑特徵吸收峰譜
帶兩翼透過率最大之點引一切線，作為該吸收譜峰的基線，可量出基線至吸收峰值渡數
處高度ｆ，從下式可得出：
…ｒ（毫克光密度）＝
在ｐｈ值為５時，黃鐵礦分別在１．１６ｘ １０一丁銨
黑藥溶液中進行吸附後攝製紅外光譜圖，取特徵吸收峰處譜線圖示姍硼
１２１１￣
圖５黃鐵礦吸附丁銨黑藥後特徵吸收峰
譜圖（原圖大小）
丁銨黑藥一
血於圖５ 由特徵吸收峰進行定量計算，計算結果列於表１。表１中的資料說明隨著丁銨黑藥濃度的增大，毫克光密度也逐漸增大．即礦物表面吸附量增大，這表明黃鐵礦表面丁銨黑藥的吸附量隨藥劑濃度增大而增大圖６是三種濃度條件下黃鐵礦吸附丁銨黑藥
後的紅外光譜差譜圖，該圖說明吸附後的產
物特徵吸收峰相同，即反應產物相同，差譜峰的強弱反映了與表１相同的吸附量大小依濃度而變化的規律。
表１吸附量與丁銨黑藥濃度的關係慨鋤
姍ａ。』
圖６ 黃鐵礦吸附丁銨黑藥後紅外特徵吸
收峰差譜圖（原圖大小）
ｔ『銨黑藥
３ ｌｉ６×１０：
３．２丁銨黑藥在黃鐵礦表面吸附產物的研究
由於丁銨黑藥較穩定，不易被氧化而易與重金屬離子反應生成沉澱，為了檢測丁銨黑藥在黃鐵礦表面上的吸附產物，丁銨黑藥
第１期松仝几等：用ｆｆｉｒ研究ｒ銨黑藥浮選黃鐵礦的作用機理３７
與氯化亞鐵進行反應，反應物是沉澱，拍攝其紅外譜圖（圖７），可看出，其主要吸收
極性基結合緊密，致使處特徵峰位置、強度有所變化：前面已敘述奉研究取高波數處吸收峰表徵丁銨黑藥在黃鐵礦表面上的吸附情況，把圖７與圖６相比，不難看出，耐圖的主要官能團吸收位置
譜帶為：２９６２ｃｍ 處的強吸收峰是甲基的
伸縮振動，２９３５￣一處的弱吸收峰是亞甲基不對稱的伸縮振動．２８７４ｃｍ 處的崩
峰是甲基的對稱伸縮振動，表徵烷烴中甲
基、亞甲基的特徵吸收峰與圖４丁銨黑藥譜圖中相關譜峰位置相近，只是強度弱一些；由於鐵鹽與銨鹽性質不同．在鐵鹽中亞鐵
致，同時在吸附強度試驗中證明水洗不能
改變特徵吸收峰的位置和強度，因而可確定黃鐵礦的吸附產物為正二丁基二硫代磷酸亞鐵．｜
霹，／『蓍
圖７正二丁基二硫代磷酸亞鐵的紅外光譜圖
、２８５４ｃｍ。。特徵吸
３．３硫酸銅活化後，丁銨黑藥在黃鐵礦表
面吸附性質的研究
黃鐵礦用硫酸銅處理後，再在皿丁銨黑藥溶液中進行吸附，取２９２２￣
收峰處譜線及差譜圖示於圖８，由特徵吸收
峰進行計算得出毫克光密度數值為ｌ６ｌ
×１０，與相同丁銨黑藥濃度而沒用硫酸銅活化的情況相比提高了２０ｌ９％，表明丁鍍黑藥的吸附量增加，由此說明硫酸銅對黃鐵礦具有活化作用，比較圖６與圖８的差譜可以清楚地看出兩個譜圖的特徵吸收峰位置相同，即硫酸銅活化後，】銨黑藥在黃鐵礦表面的吸附產物也足正二丁基二硫化磷酸鹽為了確定其吸附生成物，把丁銨黑藥與硫酸銅反應生成的沉澱進行紅外光譜測試，圖９為其紅外光譜圖比較圖９與圖７可以看
圖８ 硫酸銅活化後的黃鐵礦吸附丁銨黑藥的紅外光譜及差譜圖（原圖大小）
出，兩種化合物的特徵吸收峰位置基本相同，說明金屬陽離子對有機官能團特徵吸收峰位置沒有影響。用ｅｓｃａ研究表明，硫酸銅與黃鐵礦表耐作用生成銅的硫
有色金屬第４９卷
化物，因而通過紅外光譜研究可以確定用硫鐵礦時，在其表面上生成了正二ｒ基二硫代
酸銅為活化劑，丁銨黑藥為捕收劑，浮選黃
磷酸銅及鐵的鹽。因而疏水被浮起。
圖９ ｉｅ－－ｔ基二硫代磷酸銅的紅外光譜圖
４ 結語
捕收劑的用量
（２）隨著藥劑濃度的增加，其在礦物（１）黃鐵礦具有一定的自然可浮 ，
表ｌ自】的哦附量增大；吸附產物為正二ｊ『基二硫酸銅可提高其可浮性，最佳浮選ｐｈ值向
硫代磷酸亞鐵；硫酸銅在礦物表面 ｌ成正二弱酸性介質轉移；丁銨黑藥可有效地浮選黃丁基二硫代磷酸銅，促進了黃鐵礦的浮選
鐵礦，硫酸銅具有活化作用，可明顯地降低
參考文獻
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壬宗明，何欣翔，孫殿卿．實用紅外光譜學．北京：石油』：業出版社，１９８ｚ３６５
松全元，張曉峰．用ｅｓｃａ研究丁銨黑藥浮選黃鐵礦的作用機理（待發表）
有色金屬第４９卷
ａｂｓｔｒａｃｔ
ｄｎ哪咖ⅲ
丁用花強化管理重塑形象
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