硫化矿eh-ph图形数据库系统的开发与应用

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1、，中南工业大学硕士学位论文·‘硫化矿Eh-pH图形数据库系统的开发与应用·a2000．3．166日U吾硫化矿物的浮选过程与矿浆电位、矿浆pH值及药剂浓度有密切的关系，为了对某一硫化矿体系进行较全面、深入的热力学分析，往往针对该特定体系需要绘制十几张甚至几十张不同组分活度的Eh-pH图形，此外，对于复杂体系由于组分多、影响因素多等原因，用手工绘制将极为困难。虽然Eh—DH图形在浮选电化学中将起着越来越重要的指导作用，针对选矿领域的Eh—DH图形数据库还不多见，随着计算机硬件及软件工程的飞速发展，Eh—pH图形数据库应将发挥更大的作用，其发展将要朝着智能化Eh—pH图形数据

2、库系统的开发。因此，通过热力学地分析来发现Eh—pH图形的内部规律，来开发出较为通用的Eh—pH图形数据库是迫在媚睫的问题。同时，开发出的Eh～pH图形数据库不仅可以用于指导生产实践，实现矿物之间的浮选分离，也可以用于仿真、模拟未知体系的Eh—pH图形。因此，本文致力于采用～种比较通用、运算速度较快、程序又简捷的方法，来开发出智能化的硫化矿物Eh—pH图形数据库对浮选来讲有着重要的现实意义和长远意义。-中南工业大学硕士学位论文’●硫化矿Eh·pH图形数据库系统的开发与应用·62000．3．16·1文献综述有色金属硫化矿的回收利用一直是矿物浮选回收研究的重要课题。随着矿物

3、资源的不断开采利用，矿物资源向贫、细、杂、难的特点发展，有限的矿物资源变得越来越贫乏，回收利用的难度越来越大。针对多金属硫化矿的分选难题，各国的选矿工作者进行了不懈的努力，取得了许多令人瞩目的成果，其中硫化矿电化学浮选被认为是下个世纪硫化矿浮选技术发展的方向，是解决复杂多金属硫化矿分选最具优势的技术之一。1．1硫化矿浮选电化学的发展1．1．1引言自本世纪五十年代人们已经认识到，硫化矿浮选过程涉及到了电化学原理，1953年和1954年，S．G．SalamyandJ．G．Nixon依据在黄药溶液中滴汞电极极化试验的结果，发现在硫化矿浮选中存在电荷传递反应，提出了在硫化矿物表

4、面黄药与硫化矿以电化学机理而进行电化学反应的观点，并很好地解释了硫化矿浮选时氧的作用。从此，开刨了硫化矿浮选电化学这一新的研究领域【【】。60年代初，人们开始注意氧在硫化矿浮选中的重要作用，并对发生在硫化矿——液相界面上的电荷传递反应，如捕收剂和硫化矿物表面的氧化，分子氧的还原等，进行了深入的研究。随着研究的不断深入，使人们认识到硫化矿表面的疏水和亲水与矿浆电位和pH有着密切的关系。电位的调控引入到浮选过程标志着硫化矿浮选发展到了一个新的、更高的阶段——硫化矿电化学调控浮选BJ。70年代以来，硫化矿浮选电化学的进一步研究表明：在合适的矿浆电位和pH范围内，不加黄药类捕收

5、剂也能很好地浮选硫化矿，即实现了无捕收剂浮选”】。电位和pH匹配下的无捕收剂浮选，突破了浮选必须使用捕收剂的传统工艺观点，证实了捕收剂用量为零极限的存在，在理论上具有重大的意义。1．1．2基础理论，中南工业大学硕士学位论文，·硫化矿Eh—pH图形数据库系统的开发与应用·*2000．3．16"硫化矿浮选电化学的研究大大丰富了关于硫化矿浮选机理的认识，经过四十多年的研究，已经建立了浮选回收率与矿物／溶液界面电位的关系，展示了应用电位控制和电位测定来控制浮选以期得到最佳的矿物分离和回收的条件，具有广阔的应用前景【4J。硫化矿浮选与分离过程是一个硫化矿物表面亲水／疏水性质发生变

6、化的电化学过程。对硫化矿物浮选过程电化学特征的研究，形成了硫化矿浮选捕收、浮选抑制为基础的硫化矿浮选电化学理论；并初步形成了硫化矿电位调控浮选技术，为电化学浮选的工业应用奠定了基础。1．1．2．1硫化矿物浮选电化学混合电位模型[5】硫化矿物浮选过程中许多重要反应是发生在硫化矿(半导体)和溶液(电解质)的界面上，这些反应中的电化学过程决定矿物表面产物性质，也决定矿物的浮选与抑制。矿浆中各种矿物界面的电化学反应是否发生或发生的程度如何，依赖于矿物与溶液的界面电位差。硫化矿浮选体系是一个混合矿浆体系，在这种体系中，电化学反应的阴极和阳极过程在同一电位下进行。在某个电位下，阳极

7、氧化反应的速率与阴极还原反应的速率相等，该电位称为混合电位。捕收剂疏水化的混合电位机理【61对硫化矿物一黄药类捕收剂一氧浮选体系的电化学研究表明：捕收剂的疏水作用是一个表面电化学反应，其混合电位机理可用图1．1表示。大量的实验数据表明，硫化矿——黄药——氧的浮选体系可以发生两种类型的反应：第一类以黄铁矿为代表，其表面疏水物质为黄药的二聚物(犸1，机理如下：阳极氧化反应：2X'-2e—X。(吸附)阴极还原反应：O：+2H20+4e一40H’总的电池反应：2X一+0．50。+H。O—X。(吸附)+2tIO一第二类以方铅矿为代表，其表面疏水物质