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为解决传统捕收剂浮选方铅矿（PbS）和闪锌矿（ZnS）时选择性或收集效率有限的问题，研究人员开展以 5 - 庚基 - 1,3,4 - 噻二唑 - 2 - 硫酮（HPSDT）为捕收剂分离方铅矿和闪锌矿的研究，发现 HPSDT 在 pH10 时对二者分离效果好，意义重大。
在矿产资源领域，铅和锌这两种有色金属发挥着至关重要的作用。它们广泛应用于电池、电缆护套、辐射屏蔽以及军事等众多行业，是推动社会发展不可或缺的关键材料。而铅锌硫化矿，作为铅和锌的主要来源，其中的方铅矿（PbS）和闪锌矿（ZnS）常常紧密共生。为了获取高纯度的铅和锌，从矿石中有效分离这两种矿物就显得尤为重要。目前，泡沫浮选法是应用最为广泛的分离手段，但传统的捕收剂，像黄药、二硫代磷酸盐和二硫代氨基甲酸盐等，在浮选过程中存在明显的不足，它们的选择性或收集效率有限，难以实现方铅矿和闪锌矿的高效分离。例如，在特定条件下，不同传统捕收剂对方铅矿和闪锌矿的回收率差异并不理想，无法满足工业生产对高纯度矿物的需求。因此，开发新型高效的捕收剂迫在眉睫。
在此背景下，研究人员开展了相关研究。虽然文中未明确研究机构，但他们以 5 - 庚基 - 1,3,4 - 噻二唑 - 2 - 硫酮（HPSDT）为研究对象，探究其作为新型捕收剂对方铅矿和闪锌矿浮选分离的效果及吸附机制。该研究成果发表在《Applied Surface Science》上，为矿物浮选领域带来了新的突破。
研究人员采用了多种关键技术方法。微浮选实验用于探究 HPSDT 对方铅矿和闪锌矿浮选性能的影响；原位原子力显微镜（AFM）分析 HPSDT 在矿物表面的吸附状态；紫外光谱（UV）进一步确认 HPSDT 的选择性吸附情况；傅里叶变换红外光谱（FTIR）和 X 射线光电子能谱（XPS）则用于分析 HPSDT 与矿物表面原子的相互作用。
下面来看具体的研究结果：
- 浮选回收率与 pH 的关系：研究人员使用 1×10-6mol/L、3×10-6mol/L 和 5×10-6mol/L 的 HPSDT 捕收剂，研究 pH 值对方铅矿和闪锌矿可浮性的影响。结果发现，方铅矿回收率在 pH4 时为 99.11%，在 pH10 时略微下降至 97.97% ，到 pH12 时大幅降至 8.58%；而闪锌矿回收率在 pH4 时为 89.88%，随后逐渐下降，在 pH12 时仅为 4.88%。这表明在碱性矿浆中，HPSDT 对方铅矿的浮选性能更优。
- HPSDT 的选择性和吸附机制：微浮选研究显示，HPSDT 在碱性矿浆中对闪锌矿表现出优异的浮选选择性。随着 HPSDT 用量增加，方铅矿的接触角和浮选回收率升高。AFM 图像表明，在 pH10 时，HPSDT 对方铅矿的亲和力更强，其聚集体覆盖在方铅矿表面，而闪锌矿表面无明显残留物。UV 光谱再次证实 HPSDT 对方铅矿有选择性吸附。HPSDT 在方铅矿表面的吸附符合准二级模型和 Langmuir 等温线，是一个自发的放热化学吸附过程。
- HPSDT 与方铅矿表面的相互作用：FTIR 和 XPS 分析表明，HPSDT 通过表面 Pb 原子与 HPSDT 的 N 和 S 原子相互作用，在方铅矿表面形成 HPSDT-Pb 络合物。这些络合物使 HPSDT 的庚基向外定向，从而附着气泡，使方铅矿疏水并浮出。
研究结论和讨论部分指出，HPSDT 作为一种新型硫代二唑硫酮表面活性剂，在方铅矿浮选方面表现出色。在 pH10 时，其对方铅矿的浮选回收率可达 99%，而对闪锌矿表面的吸引力在 pH10 时显著降低，回收率仅为 22%。接触角测量也显示 HPSDT 对方铅矿表面的吸引力大于闪锌矿。温度升高时，方铅矿和闪锌矿的接触角和浮选回收率均下降。该研究揭示了 HPSDT 对方铅矿的疏水机制，为矿物浮选领域提供了新的理论依据和实践指导。其重要意义在于，HPSDT 有望成为一种高效的方铅矿浮选捕收剂，应用于实际工业生产中，提高方铅矿和闪锌矿的分离效率，降低生产成本，推动矿产资源的高效利用，对整个矿物加工行业的发展具有积极的促进作用。
