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        云南省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng):新技術(shù)顯著提高銅鉛鋅氧化礦的浮選回收率

        2021-12-02 09:08:30高月英
        農(nóng)村實(shí)用技術(shù) 2021年7期
        關(guān)鍵詞:黃藥插層孔雀石

        近日,《云南省人民政府關(guān)于2020年度科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)的決定》發(fā)布,揭曉獲2020年度省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的項(xiàng)目和個(gè)人。其中,在自然科學(xué)獎(jiǎng)中,由昆明理工大學(xué)申報(bào)的“銅鉛鋅氧化礦物強(qiáng)化硫化浮選理論”項(xiàng)目成果獲一等獎(jiǎng)。

        銅鉛鋅是國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)重要的有色金屬材料。我國銅鉛鋅年消耗量巨大,但自給率不足,對(duì)外依存度過高。銅鉛鋅氧化礦主要存在于硫化礦礦床的氧化帶,是全省礦產(chǎn)資源的重要組成部分。由于選冶回收難度大,嚴(yán)重影響了資源的回收利用效率,同時(shí)也影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

        近10年來,昆明理工大學(xué)銅鉛鋅氧化礦物強(qiáng)化硫化浮選理論項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開展創(chuàng)新性基礎(chǔ)理論研究,形成了以“礦物晶體與表面電子密度分布規(guī)律—強(qiáng)化硫化反應(yīng)路徑—礦物表面硫化產(chǎn)物精細(xì)識(shí)別”為核心的強(qiáng)化硫化浮選理論,豐富發(fā)展了有色金屬氧化礦浮選理論體系。

        昆明理工大學(xué)發(fā)規(guī)處處長(zhǎng)、省部共建復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任文書明介紹,以項(xiàng)目中的某一項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)為例,大量試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明,銅鉛鋅氧化礦需硫化形成硫化物表面,才能通過黃藥類捕收劑獲得較好的浮選效果。但表面硫化技術(shù)存在硫化效率低、硫化程度弱、硫化層不穩(wěn)定等缺點(diǎn),導(dǎo)致捕收劑在礦物表面難以穩(wěn)定吸附,浮選指標(biāo)較差。

        針對(duì)表面硫化技術(shù)存在的問題,項(xiàng)目提出了“銨胺耦合插層硫化孔雀石”“氯離子強(qiáng)化硫化白鉛礦”“氨組元催化硫化菱鋅礦”的技術(shù)思路,從固體物理、表面化學(xué)、溶液化學(xué)角度,結(jié)合多種先進(jìn)檢測(cè)手段和量子化學(xué)模擬計(jì)算,開展強(qiáng)化硫化理論研究。通過銅鉛鋅氧化礦硫化過程強(qiáng)化,改變了常規(guī)硫化的化學(xué)反應(yīng)路徑,降低硫離子表面反應(yīng)能壘,提高硫離子與礦物表面的反應(yīng)速率,增加了礦物硫化物的厚度和穩(wěn)定性,為后續(xù)的黃藥吸附反應(yīng)創(chuàng)造良好的條件。

        此外,該項(xiàng)目首次發(fā)現(xiàn)氧化銅礦物孔雀石的層狀分子結(jié)構(gòu),獲得了系統(tǒng)的銅鉛鋅碳酸鹽礦物晶體與表面的電子密度分布規(guī)律和化學(xué)成鍵性質(zhì);首次發(fā)現(xiàn)氧化銅礦物孔雀石插層硫化現(xiàn)象,揭示來銨胺耦合硫化孔雀石、氯離子強(qiáng)化硫化白鉛礦、氨組元催化硫化菱鋅礦的化學(xué)機(jī)制;首次發(fā)現(xiàn)銅鉛鋅碳酸鹽礦物表面硫化產(chǎn)物為多元硫化物的復(fù)合晶形三維表層結(jié)構(gòu),揭示了黃藥類捕收劑與強(qiáng)化硫化表面的作用機(jī)理。

        文書明表示,通過銅鉛鋅氧化礦物強(qiáng)化硫化過程深入的理論研究,項(xiàng)目形成了系統(tǒng)的銅鉛鋅氧化礦物強(qiáng)化硫化浮選理論。以此理論為依據(jù),開發(fā)了氧化銅礦胺銨耦合插層硫化浮選等新技術(shù),并在云南、西藏等省區(qū)的礦山企業(yè)獲得廣泛應(yīng)用,顯著提高銅鉛鋅氧化礦的浮選回收率。新理論的形成和新技術(shù)的實(shí)施,推動(dòng)了我國有色金屬選礦行業(yè)的科技進(jìn)步。

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