SBX/MBT组合捕收剂对硫化蓝铜矿的浮选行为与共吸附机制研究

针对硫化-黄药法浮选氧化铜矿存在硫化膜易脱落、药剂成本高等问题，研究人员采用黄药(SBX)与螯合剂(2-巯基苯并噻唑/MBT)组合捕收剂体系，通过微浮选、表面张力、LEIS、ToF-SIMS等多技术联用，揭示其通过形成混合配体络合物实现协同吸附的化学本质，为碳酸盐型氧化铜矿高效回收提供新策略。

　　

随着全球经济复苏加速，铜作为制造业和新能源领域的重要原材料需求激增。然而高品质易处理的硫化铜矿资源日益枯竭，碳酸盐型氧化铜矿如蓝铜矿(Cu₃(CO₃)₂(OH)₂)的开发利用成为研究焦点。传统硫化-黄药浮选法存在硫化程度难控制、铜硫化膜稳定性差等瓶颈，而螯合剂虽选择性好但成本高昂。如何通过组合捕收剂协同效应实现经济高效回收，成为破解氧化铜矿浮选难题的关键。

昆明理工大学的研究团队创新性地将黄药类捕收剂丁基黄药(SBX)与杂环螯合剂2-巯基苯并噻唑(MBT)联用，通过系统实验与先进表征技术，揭示了该组合捕收剂对硫化蓝铜矿的协同作用机制。研究发现，低剂量SBX/MBT组合可使蓝铜矿回收率显著提升至90%以上，较单一捕收剂提高约15%。表面张力测试显示组合体系具有更高表面活性，泡沫稳定性增强；激光诱导击穿光谱(LEIS)和接触角分析证实组合捕收剂能在矿物表面形成更均匀的疏水膜；ToF-SIMS和XPS深度分析发现MBT通过S、N原子与硫化蓝铜矿表面Cu原子配位形成MBT-Cu表面络合物，而吸附量测试表明二者可能通过构建混合配体络合物实现共吸附，使吸附密度提升37.5%。

关键技术方法包括：采用-38 μm和-74 +38 μm粒级蓝铜矿进行微浮选测试；通过表面张力仪量化溶液表面活性；结合LEIS、SEM-EDS和接触角仪分析表面吸附形貌；运用ToF-SIMS和XPS解析表面化学组成；通过吸附容量实验验证协同吸附效应。

主要研究结果：

1. 微浮选测试：在Na₂S用量1.5×10^-4 mol/L、pH 9.5条件下，SBX/MBT(3:1)组合使回收率达91.3%，较单一SBX提高14.7%。
2. 表面性质分析：组合体系表面张力降至42.3 mN/m，接触角增大至78.5°，证实疏水性显著增强。
3. 吸附机制研究：ToF-SIMS检测到CuS_x和CuN_x特征峰，XPS显示Cu 2p_3/2结合能位移证实MBT-Cu络合物形成。
4. 协同效应验证：组合体系吸附量达2.71 mg/g，理论计算表明存在超额吸附现象。

该研究首次阐明了黄药/螯合剂组合在硫化氧化铜矿表面的共吸附本质，提出"混合配体络合物"协同作用模型，不仅为碳酸盐型氧化铜矿浮选提供了新型高效捕收剂体系，更通过多尺度表征技术建立了"宏观性能-微观机制"的完整认知链条。研究成果发表于《Journal of Environmental Chemical Engineering》，对推动复杂氧化铜矿资源的高效开发利用具有重要指导意义。