青蒿胶(ASKG)在黄铜矿浮选中选择性抑制黄铁矿的作用机制与应用研究

【编辑推荐】针对铜硫分离中传统无机抑制剂环境污染严重的问题，中南大学团队创新性采用青蒿胶(ASKG)作为生物相容性黄铁矿抑制剂。研究发现ASKG通过-OH基团与黄铁矿表面Fe(OH)3 化学螯合，在pH 8条件下使黄铜矿回收率较黄铁矿提高60.46%，为绿色选矿提供了新策略。

　　

铜作为支撑可再生能源和电气化交通的关键资源，其80%产量依赖黄铜矿(CuFeS₂
)冶炼。然而自然界中黄铜矿常与黄铁矿(FeS₂
)共生，传统无机抑制剂如石灰和氰化物虽成本低廉，但易造成管道结垢、重金属流失及生态毒性等问题。面对全球绿色矿业发展需求，开发高效环保的有机抑制剂成为研究热点。

中南大学研究人员在《Applied Surface Science》发表论文，首次将青蒿胶(Artemisia sphaerocephala Krasch gum, ASKG)应用于铜硫分离体系。通过微浮选实验结合多种表征技术，证实ASKG在pH 8条件下可选择性抑制黄铁矿：当ASKG与丁基黄药(SBX)浓度均为60 mg/L时，泡沫产品中黄铜矿回收率显著高于黄铁矿60.46%。分子机制研究表明，ASKG的-OH基团优先与黄铁矿表面的氢氧化铁形成化学螯合，阻碍SBX吸附，而其对黄铜矿表面几乎无影响。

研究采用单矿物/混合矿物浮选实验评估分离效果，结合接触角测量、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)分析界面作用机制，并运用分子动力学(MD)模拟验证吸附构型。所有矿物样品均采自中国湖北大冶，经X射线衍射(XRD)验证纯度>95%。

【单矿物浮选】结果显示，ASKG浓度增至100 mg/L时黄铜矿回收率仍保持87.61%，而黄铁矿在20 mg/L ASKG时回收率即骤降至9.37%，证实ASKG的选择性抑制效应。

【混合矿物浮选】在1:1质量比的矿样中，pH 8条件下60 mg/L ASKG使精矿铜品位提升至25.31%，铜回收率达85.72%，实现高效分离。

【界面作用机制】FTIR检测到ASKG在黄铁矿表面形成特征吸收峰（1045 cm^-1
），XPS证实Fe 2p_3/2
结合能位移(+0.82 eV)，表明Fe-O键形成。MD模拟显示ASKG在黄铁矿表面的吸附能(-287.6 kJ/mol)显著高于黄铜矿(-76.3 kJ/mol)。

【讨论与结论】该研究突破性地揭示了多糖类抑制剂通过金属羟基络合作用选择调控硫化矿物浮选行为的机制。相比传统淀粉类抑制剂，ASKG在更低用量下即可实现更优选择性，其生物可降解特性完美契合碳中和目标。该成果为清洁铜矿开发提供了新型绿色药剂方案，对推动矿物加工可持续发展具有重要实践价值。