基于晶面各向异性的铜钼硫化矿浮选分离基础研究

The flotation of Cu-Mo sulfides (predominantly chalcopyrite and molybdenite) is the critical strategy to obtain Cu and Mo, however the separation efficiency has always been an issue, mainly attributed to similar inherent floatability of these two minerals. To date, different crystal properties due to metallogenic factors and the reacting mechanisms between the flotation reagents and anisotropic crystal faces of these two minerals have not been well understood. This proposed project will investigate the lattice parameters of chalcopyrite and molybdenite formed under typical metallogenic conditions, using a variety of techniques especially synchrotron-based strategies. In addition, the molecular modelling will be applied to establish the unit cells with the reacting mechanisms between flotation reagents/ions and different crystal faces being investigated based on the density functional theory (DFT). Moreover, high resolution and high speed camera will be used to investigate the capture laws between the bubbles and crystal faces of two minerals, revealing the most different crystal faces between chalcopyrite and molybdenite. The above research work will provide theoretical evidence for the enhenced differentiation between these crystal faces via some strategies such as grinding and solution control, which is beneficial to better understanding the high efficient flotation separation of chalcopyrite and molybdenite.

铜钼硫化矿（主要为黄铜矿和辉钼矿）浮选分离是获取钼和铜的重要途径，但是两种矿物的高效分离一直以来都是一个世界性难题，目前主要认为是黄铜矿和辉钼矿较接近的天然可浮性造成的。但是，不同成矿成因造成的黄铜矿和辉钼矿晶体性质差异以及具有晶面各向异性的两种矿物不同晶面与浮选药剂之间的作用机理并未得到充分理解。本课题将采用多种测试技术特别是同步辐射技术对几种典型成矿成因的黄铜矿和辉钼矿晶体结构进行精确测定，利用分子模拟软件建立相应晶胞并结合密度泛函理论对浮选药剂以及矿浆中难免离子在两种矿物不同晶面上发生的反应机理进行系统研究，并结合高分辨率高速摄像机研究气泡对两种矿物不同晶面的捕获概率，揭示两种矿物界面性质差异最大的晶面，为将来通过磨矿、溶液调控等方式进一步扩大这些晶面的性质差异提供理论依据，对黄铜矿和辉钼矿的高效浮选分离有着重要的科学意义。

浮选是获取黄铜矿和辉钼矿的重要途径，但两种矿物的高效分离一直以来都是世界性难题，主要是由于黄铜矿和辉钼矿较接近的天然可浮性造成。但黄铜矿和辉钼矿各向异性的晶面与浮选药剂之间的作用机理并未得到充分理解。本项目采用多种测试技术，特别是同步辐射技术对几种典型成矿成因的黄铜矿和辉钼矿晶体结构进行精确测定，利用分子模拟软件建立相应晶胞并结合密度泛函理论对浮选药剂以及矿浆中难免离子在两种矿物不同晶面上发生的反应机理进行系统研究，揭示两种矿物界面性质差异最大的晶面，为将来通过磨矿、溶液调控等方式进一步扩大这些晶面的性质差异提供理论依据，对黄铜矿和辉钼矿的高效浮选分离有着重要的科学意义。..本课题较系统的研究了黄铜矿与辉钼矿的各项异性晶面性质，创新性的从理论上证明了黄铜矿（112）和（001）晶面分别为最稳定与最活跃晶面，初步建立了基于同步辐射技术与密度泛函理论的表界面性质分析方法、从原子/分子水平阐明了黄铜矿典型晶面性质差异、系统地揭示了矿浆中“难免离子”对黄铜矿及辉钼矿表面性质的影响机理、建立了镁沉淀物结晶度与硫化矿浮选抑制的量化关系、深化了硅酸钠与六偏磷酸钠消除“难免离子”抑制硫化矿浮选的作用机制，为矿浆中“难免离子”对硫化矿浮选分离的调控机理研究提供了新思路，有助于推进选矿回水、苦咸水或海水在铜钼硫化矿浮选中的广泛应用，具有非常重要的现实及科学意义。