乙黄药在铁闪锌矿表面的吸附机理-矿业114网 
首页 >> 文献频道 >> 矿业论文 >> 正文
乙黄药在铁闪锌矿表面的吸附机理
2012-04-01
采用紫外光谱、红外光谱研究了乙黄药在铁闪锌矿表面的吸附行为及疏水机理。结果表明,铁闪锌矿表面的捕收剂的吸附量随pH的升高而降低,表面的疏水物质主要是双黄药,但弱酸性时铁闪锌矿表面有少量的EPX- 盐,弱碱性时有少量的MTC- 盐。
Series No. 342   金 属 矿 山 总 第 342 期 December   2004 METAL MINE 2004年 第 12 期 范选 矿 工 程 范 3 乙 黄 药 在 铁 闪 锌 矿 表 面 的 吸 附 机 理 余 润 兰 衡 阳 师 范 学 院 ) 邱 冠 周胡 岳 华覃 文 庆 (中 南 大 学 ) ( 摘 要 采 用 紫 外 光 谱 、红 外 光 谱 研 究 了 乙 黄 药 在 铁 闪 锌 矿 表 面 的 吸 附 行 为 及 疏 水 机 理 。 结 果 表 明 ,铁 闪 锌 矿 表 面 的 捕 收 剂 的 吸 附 量 随 pH 的 升 高 而 降 低 ,表 面 的 疏 水 物 质 主 要 是 双 黄 药 ,但 弱 酸 性 时 铁 闪 锌 矿 表 面 有 少 量 的 - - EPX 盐 ,弱 碱 性 时 有 少 量 的 MTC 盐 。 关 键 词 铁 闪 锌 矿 乙 黄 药 吸 附 机 理 浮 选 Adsorption Mechanism of Ethyl Xanthate on Marmatite Yu Runlan Hengyang Normal University) Qiu Guanzhou Hu Yuehua Qin Wenqing ( Central South University)   ( Abstract   Adsorption behavior and hydrophobic mechanism of ethyl xanthate on marmatite were studied by ultraviolet and in2 frared spectra. The results showed that the collector adsorption amount on marmatite decreased with the increase of pH value and - - the hydrophobic substance on the surface was mainly diethyl dixanthogen , with a little EPX salt and MTC salt on marmatite in case of weak acidity and weak alkaline respectively. Keywords   Marmatite ,Ethyl xanthate ,Adsorption mechanism ,Flotation WWW.KY114.CN   乙 黄 药 是 浮 选 硫 化 矿 物 常 用 的 捕 收 剂 。 捕 收 剂 物 的 成 分 分 析 结 果 见 表 1。 表 1铁 闪 锌 矿 的 化 学 成 份 % 与 硫 化 矿 物 相 互 作 用 的 机 理 是 硫 化 矿 浮 选 理 论 研 究 关 注 的 主 要 问 题 。 在 过 去 的 几 十 年 中 ,黄 药 与 黄 铁 矿 、方 铅 矿 作 用 机 理 的 研 究 比 较 多 ,一 般 认 为 ,乙 黄 药 在 黄 铁 矿 表 面 的 疏 水 产 物 是 双 黄 药 ,而 在 方 铅 矿 元 素 Zn S Fe Sb Pb 总 计 含 量 47. 74 30. 13 12. 79 2. 76 1. 12 94. 54 2 实 验 方 法 [ 1 ,2] 表 面 的 疏 水 产 物 是 金 属 黄 原 酸 盐 。 最 近 ,一 些 各 1 g 铁 闪 锌 矿 矿 粉 分 别 加 入 pH 4. 0、7. 0 和 . 3 的 50 mL 溶 液 中 ,超 声 波 分 散 5 min 并 驱 除 铁 闪 学 者 提 出 了 不 同 看 法 ,认 为 黄 铁 矿 表 面 存 在 双 黄 药 9 [ [ 3~ 5] 和 亚 铁 黄 原 酸 盐 。 锌 矿 表 面 的 氧 化 物 ,再 加 入 0. 5 mL 0. 1 mol/ L 的 乙 黄 药 ,磁 力 搅 拌 10 min ,澄 清 30 min ,过 滤 ,进 行 以 下 分 析 。 6] Girczys 认 为 ,闪 锌 矿 在 乙 黄 药 的 酸 性 溶 液 中 具 有 良 好 的 可 浮 选 性 能 ,乙 黄 药 在 矿 物 表 面 形 成 了 双 黄 药 ;而 未 活 化 的 闪 锌 矿 在 中 性 或 弱 碱 性 条 件 下 ( ( 1) 测 滤 液 的 紫 外 光 谱 。 [ 7] 2) 用 10 mL 环 己 烷 萃 取 10 mL 滤 液 中 的 有 机 用 乙 黄 药 浮 选 性 能 差 ,Finkelstein 把 它 归 因 于 黄 原 酸 锌 盐 的 溶 解 度 大 。 物 ,测 紫 外 光 谱 。 ( 3) 用 10 mL 环 己 烷 萃 取 过 滤 后 的 矿 物 表 面 吸 亚 铁 离 子 以 类 质 同 像 置 换 出 闪 锌 矿 晶 格 中 的 锌 离 子 ,一 般 把 含 铁 量 超 过 6 %以 上 的 闪 锌 矿 称 为 铁 闪 锌 矿 。 本 课 题 采 用 紫 外 光 谱 、红 外 光 谱 研 究 了 乙 黄 药 在 铁 闪 锌 矿 表 面 的 吸 附 行 为 及 疏 水 机 理 。 附 的 捕 收 剂 成 分 ,测 紫 外 光 谱 。 ( 4) 用 蒸 馏 水 洗 涤 过 滤 后 的 矿 物 ,常 温 下 真 空 干 燥 ,红 外 灯 下 制 备 样 品 ,用 ATR 测 红 外 光 谱 。 1 矿 物 性 质 铁 闪 锌 矿 取 自 大 厂 100 号 矿 体 的 单 矿 物 ,经 手 3 国 家 自 然 科 学 重 点 基 金 项 目 (编 号 :50234010) 。 余 润 兰 ,衡 阳 师 范 学 院 化 学 与 材 料 科 学 系 ,副 教 授 ,博 士 ,421000 湖 南 工 挑 选 、除 杂 后 ,瓷 磨 ,干 筛 。 取 - 0. 15 mm 粒 级 矿 粉 ,充 氮 气 后 ,装 入 磨 口 的 广 口 瓶 并 蜡 封 ,备 用 。 矿 省 衡 阳 市 。 范 29 范 总 第 342 期 金 属 矿 山 2004 年 12 期 紫 外 分 析 仪 为 日 本 岛 津 UV3000 紫 外 分 光 光 度 计 。 ATR 红 外 测 试 仪 为 美 国 Nicolet 公 司 750 - FTIR 型 傅 立 叶 变 换 红 外 光 谱 仪 。 221 nm(弱 吸 收 )处 。 3 实 验 结 果 与 讨 论 3 . 1 紫 外 光 谱 铁 闪 锌 矿 与 乙 黄 药 相 互 作 用 后 ,测 得 水 溶 液 的 紫 外 光 谱 ,见 图 1。 从 图 可 见 : ( 吸 收 峰 ( 1) 301 nm 处 有 强 吸 收 峰 ,这 是 乙 黄 药 的 特 征 [8~ 10] 。 2) 随 着 pH 值 增 大 ,溶 液 中 残 留 乙 黄 药 的 量 增 图 2乙 黄 药 及 其 衍 生 物 的 摩 尔 吸 收 紫 外 光 谱 加 ,残 留 量 分 别 为 53. 8 % (pH 4. 0) 、64. 6 % (pH 7. ) 、76. 9 %(pH 9. 3) ,也 就 是 说 ,乙 黄 药 在 铁 闪 锌 矿 表 面 的 吸 附 量 随 pH 值 增 大 而 降 低 。 环 己 烷 萃 取 铁 闪 锌 矿 表 面 吸 附 物 的 紫 外 吸 收 曲 0 线 如 图 3。 可 见 ,分 别 在 约 228 nm、263 nm 和 286 nm [ 9 ,10] 处 存 在 一 个 紫 外 吸 收 峰 ,这 与 Fornasiero、龚 等 报 道 的 乙 黄 药 与 黄 铁 矿 、磁 黄 铁 矿 相 互 作 用 后 的 乙 黄 药 及 其 衍 生 物 的 紫 外 吸 收 光 谱 (图 2) 非 常 类 似 ,预 示 着 存 在 多 种 组 分 。 因 此 ,图 3 中 228 nm 处 的 紫 外 - 吸 收 峰 是 238 nm ( X2 ) 、225 nm (MTC ) 和 221 nm - ( EPX ) 三 者 的 叠 合 峰 ,263 nm 处 的 紫 外 吸 收 峰 是 - X2 和 EPX 的 中 间 小 峰 的 叠 合 峰 ,286 nm 处 的 紫 外 吸 收 峰 是 X2 的 贡 献 。 WWW.KY114.CN - pH 410 ;2 - pH 7. 0 ;3 - pH 9. 3 图 1铁 闪 锌 矿 与 乙 黄 药 作 用 后 水 溶 液 的 紫 外 光 谱 1 + - 一 般 来 说 ,矿 物 表 面 的 定 位 离 子 是 H 和 OH 离 子 。 弱 酸 性 条 件 下 ,铁 闪 锌 矿 表 面 带 正 电 ,有 利 于 - 乙 基 黄 原 酸 根 阴 离 子 (X ) 的 吸 附 ,吸 附 量 大 ;弱 碱 性 条 件 下 ,矿 物 表 面 带 负 电 ,不 利 于 乙 基 黄 原 酸 根 阴 - 离 子 (X ) 的 吸 附 ,吸 附 量 小 。 因 此 ,乙 黄 药 在 铁 闪 锌 矿 表 面 的 吸 附 量 随 pH 值 增 大 而 降 低 。 反 应 机 理 如 下 。 图 3铁 闪 锌 矿 与 乙 黄 药 作 用 后   + + 环 己 烷 萃 取 固 体 矿 物 的 紫 外 光 谱 Zn1- x Fe Zn1- x Fe x x SOH + H Zn1- x Fe x SOH2 , 1 - pH 410 ;2 - pH 7. 0 ;3 - pH 9. 3   - - SOH + OH Zn1- x Fe x SO + H2O , 图 4 是 乙 黄 药 与 铁 闪 锌 矿 相 互 作 用 后 ,环 己 烷 萃   - - + 取 澄 清 液 的 紫 外 分 光 光 度 曲 线 。 该 图 清 楚 地 显 示 X ( C2H5) 2OCSSH (C2H5) 2OCSS + H 1 [ 8] [9] 及 其 衍 生 物 在 水 溶 液 中 的 存 在 状 态 及 其 稳 定 性 。 图 当 黄 药 与 磁 黄 铁 矿 (FeS1.13) 、黄 铁 矿 (FeS2) 相 1 显 示 各 种 pH 条 件 下 溶 液 中 存 在 大 量 的 黄 药 ,但 图 4 互 作 用 时 , 矿 物 表 面 存 在 双 黄 药 X2 ( 即 - 中 301 nm 处 并 不 存 在 明 显 的 吸 收 峰 ,显 然 水 溶 液 中 ( C2H5)2OCSS SSCO(C2H5)2) 、MTC (即 (C2H5)2 OC2 - - - - - 残 留 的 乙 黄 药 不 容 易 被 环 己 烷 萃 取 ,EPX 和 MTC SO ) 和 EPX (即 (C2H5)2OCS2O ) 。 乙 黄 药 及 其 衍 生 物 的 紫 外 吸 收 曲 线 如 图 2。 可 见 ,X2 的 紫 外 吸 收 峰 位 于 238 nm(强 吸 收 )和 286 nm(弱 吸 收 )处 ,二 者 的 吸 收 峰 是 以 金 属 盐 形 式 而 被 萃 取 。 从 图 4 的 峰 高 和 峰 位 看 , - 在 pH4. 0 的 水 溶 液 中 残 留 物 是 双 黄 药 和 少 量 EPX 的 [ 10] - 金 属 盐 ;pH 9. 3 的 水 溶 液 中 残 留 物 是 双 黄 药 和 少 量 强 度 比 约 为 21∶ ;MTC 的 紫 外 吸 收 峰 位 于 225 nm(强 - - MTC 的 金 属 盐 ;但 pH 7. 0 的 水 溶 液 中 残 留 物 为 双 黄 吸 收 )处 ;EPX 的 紫 外 吸 收 峰 位 于 348 nm(强 吸 收 ) 和 范 30 范   余 润 兰 等 :乙 黄 药 在 铁 闪 锌 矿 表 面 的 吸 附 机 理 2004 年 第 12 期 - - [8 ,9] 药 ,生 成 EPX 、MTC 的 副 反 应 作 用 降 低 。 图 5与 乙 黄 药 作 用 后 铁 闪 锌 矿 的 红 外 光 谱 图 4铁 闪 锌 矿 与 乙 黄 药 作 用 后 疏 水 物 质 是 双 黄 药 ;在 弱 酸 性 时 表 面 的 疏 水 物 质 主 - 环 己 烷 萃 取 澄 清 液 的 紫 外 光 谱 要 是 双 黄 药 ,也 存 在 少 量 的 EPX 盐 ;在 弱 碱 性 时 表 1 - pH 4. 0 ;2 - pH 7. 0 ;3 - pH 9. 3 - 面 的 疏 水 物 质 主 要 是 双 黄 药 ,也 存 在 少 量 的 MTC 所 以 ,乙 黄 药 与 铁 闪 锌 矿 相 互 作 用 ,矿 物 表 面 吸 盐 。 - 附 物 主 要 是 双 黄 药 ( X2 ) ,也 存 在 少 量 的 EPX 和 - 参 考 文 献 MTC 金 属 盐 。 其 反 应 机 理 如 下 。 酸 性 条 件 下 : 1   Suoninen E ,Laajalehto K. Structure of thio collector layers on sulfide sur2 faces. 18th International Mineral Processing Congress ( IMPC ) , Parkville , Victoria , Australia , 1993 + -   Zn1- x Fe x SOH2 + X → Zn1- x Fe x S Xads + H2O , + Zn1- x Fe x S Xads +1/ 2O2 + H2O → Zn1- x Fe x SOH2 + 2 Hanson J S ,Fuerstenau D W. The mechanism of xanthate adsorption on pyrite. 18th International Mineral Processing Congress ( IMPC ) , Parkville , Victoria , Australia , 1993 - EPX (副 反 应 ) , + -     Zn1- x Fe Zn1- x Fe x S S Xads +1/ 2O2 +2 H + X → + SOH2 W + X2 (主 反 W 应 ) ; W.KY114.CN 3 Leppinen J O. FTIR and flotation investigation of the adsorption of ethyl x xanthate on activated and non2activated sulfide minerals. Int J Miner Pro2 碱 性 条 件 下 : cess , 1990 ,30 : 245~ 263 - - - -   Zn1- x Fe x S + X + OH → Zn1- x Fe x SO + MTC (副 4 Nagaraj D R ,Brinen J S. SIMS study adsorption of collectors on pyrite. Int J Miner Process , 2001 , 63 :45~ 47 反 应 ) , - 5 O’ Dea A R , Prince K E , Smart R S C , et al. Secondary ion mass spectrometry investigation of the interaction of xanthate with galena. Int J Miner Process , 2001 , 61 :121~ 143     Zn1- x Fe Zn1- x Fe x x S + 2X + 1/ 2H2O + 1/ 2O2 → - - SO + X2 + OH (主 反 应 ) 1 3 . 2 红 外 光 谱 乙 黄 药 与 铁 闪 锌 矿 相 互 作 用 后 矿 物 的 红 外 光 谱 见 图 5。 图 中 存 在 CH3 基 的 反 对 称 变 角 振 动 频 率 - 1 1 460 编 10) cm 和 对 称 变 角 振 动 频 率 (1 375 编 10) - 1 6 Girczys J , Laskowski J . Mechanism of flotation of unactivated sphalerite with xanthate. Trans Inst Min Metall ,1972 ,81 :118 ~ 127 7   Finkelstein N P. The activation of sulphide minerals for flotation : a re2 view. Int J Miner Process , 1997 , 52 :120~ 181 ( 8 Fornasiero D , Montaltl M , Ralston J . Kinetics of adsorption of ethyl xan2 thate on pyrrhotite : in situ UV and infrared spectroscopic studies. Journal of Colloid and Interface Science , 1995 ,147(1) :467~ 478 cm 这 2 个 特 征 峰 ,显 然 捕 收 剂 在 矿 物 表 面 发 生 了 - 1 - 1 吸 附 。 在 1 017 cm 和 1 268 cm 处 存 在 明 显 的 吸 收 ,这 是 双 黄 药 的 C S 和 C O C 键 的 特 征 吸 9   Montaltl M , Fornasiero D , Ralston J . Ultraviolet2visible spectroscopic study of kinetics of adsorption of ethyl xanthate on prite. Journal of Col2 loid and Interface Science , 1991 ,143(2) :440~ 450 [ 10~ 12] - 1 - 1 ;1 109 cm 和 1 170 cm 处 2 个 吸 收 [12 ,13] - 1 收 谱 带 峰 是 黄 药 基 团 的 伸 展 振 动 特 征 ; 1 486 cm 、 - 1 - 1 10 H 龚 . 硫 砷 铜 矿 在 戊 基 钾 黄 药 溶 液 中 的 电 位 和 润 湿 性 . 国 外 金 属 矿 选 矿 ,2002(12) :22~ 34 1 425 cm 和 982 cm 处 分 别 是 黄 原 酸 盐 的 - - υ as (CSS ) 、υ s (CSS ) 和 υ ( C S ) 的 吸 收 峰 ,故 吸 11 吴 瑾 光 . 近 代 傅 里 叶 变 换 红 外 光 谱 技 术 及 应 用 (上 册 ) . 北 京 :科 学 技 术 文 献 出 版 社 ,1994 附 产 物 主 要 是 双 黄 药 ,也 有 少 量 捕 收 剂 副 产 物 盐 。 1 2 Bellamy L J . 复 杂 分 子 的 红 外 光 谱 . 北 京 :科 学 出 版 社 ,1975 3 朱 玉 霜 ,朱 建 光 . 浮 选 药 剂 的 化 学 原 理 . 长 沙 :中 南 工 业 大 学 出 版 社 ,1987 这 和 紫 外 光 谱 结 果 是 一 致 的 。 1 4 结 论 以 乙 黄 药 作 捕 收 剂 时 ,铁 闪 锌 矿 表 面 的 捕 收 剂 吸 附 量 随 pH 的 升 高 而 降 低 。 pH = 7 时 矿 物 表 面 的 ( 收 稿 日 期 2004209204) 范 31 范
  • 中矿传媒与您共建矿业文档分享平台下载改文章所需积分:  5
  • 现在注册会员立即赠送 10 积分


皖公网安备 34050402000107号