1、黄铁矿浮选活化机理研究进展李诗浩，马强，王龙，杨旭（武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉430070）摘 要：黄铁矿是自然界中储量最丰富的硫化矿之一，常与铅、锌、铜等价值较高的硫化矿共生。针对被高碱抑制的黄铁矿，常使用活化剂改善其可浮性，从而活化选硫，而活化剂对黄铁矿表面性质的影响是研究其作用机理的关键。本文详细阐述了黄铁矿晶体性质，包括其微观晶体结构、能带结构、态密度、Mulliken布局、电化学性质等；以黄铁矿表面物种演变为切入点，介绍了表面杂质掺杂、空位缺陷和表面氧化对其可浮性的影响。综述了离子活化和活化药剂的作用机理：铜、铅离子活化会在黄铁矿表面形成吸附活性位点，促进捕收剂吸附；酸
2、类活化剂会清除黄铁矿表面亲水沉淀和氧化产物；盐类活化剂则会与黄铁矿表面原子反应，改变黄铁矿表面性质和水化层结构，从而促进浮选。加强对活化剂作用过程中黄铁矿表面性质的观察、表征、精确计算和模拟，可为黄铁矿的高效清洁活化剂研发、资源合理利用和环境保护提供一定科学依据。关键词：黄铁矿；表面性质；活化剂；浮选；密度泛函理论doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2023.02.021中图分类号:TD951文献标志码:A文章编号:1000-6532（2023）02012407 黄铁矿（FeS2）是复杂金属硫化矿中常见的伴生矿物，具有良好导电性，其可浮性与半导体特性、硫铁比、热电势和矿浆
3、pH值等有很大关系1。黄铁矿与黄铜矿等目的矿物可浮性相近，因此，常常需要抑制黄铁矿来优先浮选目的矿物。工业上常用的黄铁矿抑制方法有：氰化物工艺、石灰高碱工艺、电化学调控浮选工艺、无机抑制剂工艺、有机抑制剂工艺，其中，石灰高碱工艺使用最广泛。石灰的抑制机理为：在黄铁矿表面生成亲水性物质（CaSO4、Ca(OH)2、CaO等），降低矿物可浮性；引入大量OH-和捕收剂竞争吸附；降低黄铁矿表面氧化电位，加速其表面氧化，阻碍捕收剂吸附。但是，深度抑制的黄铁矿会给尾矿处理和环境保护带来许多问题。例如，尾矿中黄铁矿会被水中铁离子和溶解氧迅速氧化，生成酸性很强的矿山废水（AMD），严重威胁生态环境和人类健康。
4、被高碱深度抑制的黄铁矿因其表面覆盖大量亲水物质，难以通过浮选方法回收。黄铁矿的活化可以清除其表面亲水层，恢复其可浮性，实现黄铁矿的浮选捕集。因此，活化并浮选回收黄铁矿对缓解环境问题和提高经济效益具有重要意义。黄铁矿活化剂的研究已经非常广泛和深入，但很少有研究将黄铁矿的活化与其表面性质联系起来。黄铁矿浮选本身是一个电化学过程，黄铁矿的硫铁比、半导体类型、晶格参数和表面氧化2等表面性质和现象是影响黄铁矿表面与药剂、气泡之间的电子转移、静电吸引等反应过程的关键因素，也是影响黄铁矿表面亲疏水性和活化浮选性能的根本原因。本文系统介绍了黄铁矿晶体结构和表面性质对其天然可浮性及药剂吸附的影响，总结了典型活化剂与黄铁矿表面的作用机理，并展望了模拟计算在黄铁矿浮选相关表面性质研究方面的应用前景，旨在为黄铁矿高效抑制与活化提供理论指导。收稿日期:2021-03-13基金项目:国家大学生创新创业训练计划创新训练项目（S202210497334）。作者简介:李诗浩（2001-），男，研究方向为矿物加工工程。通信作者:杨旭（1997-），男，硕士，研究方向为矿物加工工程。矿产综合利用124 MultipurposeUtilizationofMineralResources2023年
