内容简介
《氧化锌矿物硫化浮选过程强化》以典型的氧化锌矿物为研究对象，系统介绍其高效活化浮选方法，并从宏观和微观层面阐述氧化锌矿物表面活化、硫化、疏水、浮选之间的耦合关系。通过精准解析矿物表面的反应产物，查明多元活化体系中矿物表面的硫化历程和疏水性演变规律，揭示表面硫化调控与浮选过程强化机制，从而建立氧化锌矿物强化硫化浮选理论体系，为复杂难选锌矿资源的高效回收提供理论基础。
目录
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前言
第1章 锌矿资源概况 1
1.1 锌的性质和用途 1
1.2 锌矿资源分布 2
1.2.1 世界锌矿资源分布 2
1.2.2 中国锌矿资源分布 3
1.3 锌矿物类型及特点 4
1.3.1 硫化锌矿物 4
1.3.2 氧化锌矿物 5
1.4 氧化锌矿资源概况 6
参考文献 7
第2章 氧化锌矿选矿技术 9
2.1 氧化锌矿难选的原因 9
2.2 氧化锌矿浮选工艺 10
2.2.1 脂肪酸类捕收剂直接浮选法 10
2.2.2 螯合捕收剂浮选法 11
2.2.3 絮凝浮选法 11
2.2.4 硫化胺浮选法 12
2.2.5 硫化黄药浮选法 13
2.3 氧化锌矿物强化硫化浮选 14
2.3.1 金属离子强化硫化浮选 15
2.3.2 铵盐强化硫化浮选 15
2.3.3 其他强化硫化浮选 16
参考文献 17
第3章 氧化锌矿物硫化浮选理论 21
3.1 硫组分的分布规律 21
3.2 氧化锌矿物硫化浮选行为 23
3.3 氧化锌矿物表面硫化特性 25
3.4 氧化锌矿物表面硫化产物解析 26
3.5 氧化锌矿物表面硫化模拟计算 34
3.6 捕收剂在氧化锌矿物表面的吸附特性 46
参考文献 49
第4章 氧化锌矿物表面强化硫化理论 52
4.1 铵盐活化体系 52
4.1.1 铵盐活性组分在溶液中的分布规律 52
4.1.2 铵盐体系硫组分在氧化锌矿物表面的吸附规律 54
4.1.3 铵盐体系氧化锌矿物表面硫组分演变规律 56
4.2 铜离子活化体系 59
4.2.1 铜离子对氧化锌矿物表面特性的影响 59
4.2.2 铜离子-硫化钠体系氧化锌矿物表面硫化机理 70
4.2.3 硫化钠-铜离子体系氧化锌矿物表面硫化机理 75
4.3 铅离子活化体系 76
4.3.1 铅离子对氧化锌矿物表面特性的影响 76
4.3.2 铅离子-硫化钠体系氧化锌矿物表面硫化机理 91
4.3.3 硫化钠-铅离子体系氧化锌矿物表面硫化机理 104
4.3.4 铅离子-硫化钠-铅离子体系氧化锌矿物表面硫化机理 114
4.4 铜铅双金属离子活化体系 125
4.4.1 铜铅双金属离子对氧化锌矿物表面特性的影响 125
4.4.2 铜铅双金属离子-硫化钠体系氧化锌矿物表面硫化机理 127
4.4.3 硫化钠-铜铅双金属离子体系氧化锌矿物表面硫化机理 134
4.5 铜铵协同活化体系 143
4.5.1 铜铵活性组分在溶液中的分布规律 143
4.5.2 铜铵协同活化对氧化锌矿物表面特性的影响 145
4.5.3 铜铵协同活化体系氧化锌矿物表面硫化机理 154
参考文献 164
第5章 氧化锌矿物表面疏水性强化机制 165
5.1 铵盐活化体系 165
5.2 铜离子活化体系 166
5.2.1 铜离子对氧化锌矿物表面黄药吸附量的影响 166
5.2.2 铜离子活化体系黄药在氧化锌矿物表面的吸附特性 167
5.2.3 铜离子活化体系氧化锌矿物表面润湿性变化规律 169
5.3 铅离子活化体系 169
5.3.1 铅离子对氧化锌矿物表面黄药吸附量的影响 169
5.3.2 铅离子活化体系黄药在氧化锌矿物表面的吸附特性 171
5.3.3 铅离子活化体系氧化锌矿物表面润湿性变化规律 175
5.4 铜铅双金属离子活化体系 178
5.4.1 铜铅双金属离子对氧化锌矿物表面黄药吸附量的影响 178
5.4.2 铜铅双金属离子活化体系黄药在氧化锌矿物表面的吸附特性 180
5.4.3 铜铅双金属离子活化体系氧化锌矿物表面润湿性变化规律 183
5.5 铜铵协同活化体系 185
5.5.1 铜铵协同活化对氧化锌矿物表面黄药吸附量的影响 185
5.5.2 铜铵协同活化体系黄药在氧化锌矿物表面的吸附特性 186
5.5.3 铜铵协同活化体系氧化锌矿物表面润湿性变化规律 188
第6章 氧化锌矿物强化硫化浮选 190
6.1 铵盐活化体系 190
6.2 铜离子活化体系 193
6.3 铅离子活化体系 196
6.4 铜铅双金属离子活化体系 199
6.5 铜铵协同活化体系 203
参考文献 207
试读
第1章 锌矿资源概况
1.1 锌的性质和用途
锌是一种银白色略带蓝灰色的有色金属，呈典型的金属光泽，熔点为419.58℃，沸点为906.97℃，熔沸点都较低。在常温条件下，锌的延展性欠佳，表现出脆性金属的特性；当加热至100～150℃区间时，其延展性会显著改善，材质变得相对柔软且易于加工；然而，一旦加热温度超过250℃，锌的延展性急剧下降，再次呈现脆性状态。在化学性质方面，锌不溶于任何浓度的硫酸或盐酸，于干燥环境中具有较高的化学稳定性，不易发生化学反应。但在潮湿的空气环境中，锌金属表面会发生化学反应，生成碱式碳酸锌（ZnCO3？3Zn(OH)2）薄膜，该薄膜能够有效阻止内部锌的进一步氧化，从而保护锌金属基体［1］。
锌是不可或缺的基础性金属原料，在众多领域发挥着重要作用。在钢铁行业中，锌主要应用于钢铁制品表面镀锌处理，凭借其优良的防腐蚀性能，可长时间保护钢材表面不受侵蚀，显著延长钢材的使用寿命［2］。锌能够与铝、铜、铅等多种金属形成具有*特性能的锌合金（图1.1），其强度和硬度均可大幅度提升，这些合金广泛应用于机械制造业、建筑行业、运输工业及电气工业等行业［3-7］。在机械制造领域，锌合金零件因其卓越的力学性能，能够承受更高的应力与磨损，确保机械设备的高效稳定运行；在建筑领域，锌合金制品兼具美观与耐用的特性，同时展现出良好的耐候性，可有效抵御自然环境的侵蚀；在运输工业中，无论是汽车零部件还是航空航天部件，锌合金均发挥着重要作用，其应用范围涵盖了整个运输产业；在电气工业领域，锌合金凭借良好的导电性和稳定性，为电气设备的可靠运行提供坚实保障。此外，锌金属基于*特的抗磁性，在非磁性材料领域得以应用；同时，锌金属由于在与其他金属碰撞摩擦时不产生火花的特性，成为防爆器材生产制造领域的关键原材料，为安全生产以及特殊环境作业提供保障。
图1.1 锌金属及锌合金
1.2 锌矿资源分布
1.2.1 世界锌矿资源分布
锌作为一种具有重要战略意义的有色金属，在全球经济建设进程中发挥着不可或缺的关键作用。现阶段，锌金属主要通过对锌矿石进行提炼而获取。据相关统计数据，全球总计有58个巨型铅锌矿床，以各国分布数量进行排序依次为：澳大利亚（10个）、美国（7个）、加拿大（6个）、中国（5个）、哈萨克斯坦（4个）［8］。当前，世界范围内开采较为广泛的铅锌矿类型主要包括海相沉积岩容矿SEDEX型、MVT型（密西西比河谷型）、夕卡岩型、砂页岩型、热源交代型以及黄铁矿型等，其中，SEDEX型铅锌矿床在储量规模上占据显著优势，为储量*大的铅锌矿类型［9］。图1.2为世界各国锌资源储量分布图，2023年全球锌储量（经济可采储量）为2.2亿金属吨，其分布呈现出一定的集中性，主要分布于澳大利亚、中国、俄罗斯、墨西哥、秘鲁等国家。
1.2.2 中国锌矿资源分布
目前，国内已有27个省市针对铅锌矿资源展开了勘探工作，勘探结果表明，铅锌矿资源在我国的分布呈现出明显的地域特征，主要集中于中西部地区。截至2022年，我国已探明的锌储量约为4.61亿金属吨，然而，受地域环境因素的制约，矿石开采难度大，目前部分锌资源仍需进口以满足国内需求。我国锌矿资源的分布具有不均衡性，主要集中在云南、内蒙古、甘肃、新疆等省区，其中云南、内蒙古和甘肃三省区的锌储量合计占全国锌储量的半数以上。储量分布的不均衡，直接影响了我国锌矿资源的开采与冶炼布局，目前我国锌矿资源的开采与冶炼活动主要集中于西南和西北地区。据相关数据统计，2022年我国锌产量达到680.2万t；同年，国内锌矿砂及其精矿进口量为411.42万t。尽管国内锌矿维持正常生产，但我国对于锌的需求仍在不断扩大，锌精矿供不应求。随着国民经济的快速发展和下游行业的持续增长，特别是建筑、交通、电子、电力等领域对锌的需求不断增加，预计未来数年锌的消费需求仍将保持增长态势。
以2023年全球锌产量1200万金属吨计算，全球锌资源的静态可采年限为18.3年，相较之下，而我国锌资源静态可采年限仅为10年。尽管我国锌资源储量在世界范围内位居第二，但人均占有量处于较低水平。此外，我国锌矿资源主要是以铅锌伴生矿床的形式赋存，此类矿床具有以下特点：其一，中小型矿床数量多；其二，矿石类型复杂，伴生有用元素种类繁多，高达50种；其三，矿石中铅少锌多，铅锌比为1∶2.5；其四，贫矿多，富矿少，选矿难度较大，多数矿石的铅锌品位之和为5%～10%［10-11］。
1.3 锌矿物类型及特点
1.3.1 硫化锌矿物
在自然界中，锌主要以硫化物及氧化物的形态存在，其中硫化锌矿占据较大比例，而氧化锌矿占比较小。具有工业价值的常见硫化锌矿物主要包含闪锌矿、铁含量较高的铁闪锌矿以及闪锌矿同质异象变体的纤维锌矿。由于铅原子与锌原子的外层电子结构具有相似性，锌在自然界中常与铅共生，通常情况下，硫化锌矿床中伴生有大量的硫化铅矿，同时还
