铁离子强化黄铜矿-辉钼矿浮选分离的机理研究：基于溶液化学与界面吸附的调控策略

针对铜钼矿分离过程中黄铜矿(Ccp)抑制效率低、硫化钠(Na2S)消耗量大等问题，研究人员通过引入亚铁离子(Fe2+)，构建了硫化铁/羟基铁亲水层，使Na2S用量降低25%，精矿品位提升至4.7%，为矿物加工提供绿色高效的解决方案。

　　

在矿产资源开发领域，铜钼共生矿的高效分离一直是困扰选矿工业的难题。辉钼矿(Molybdenite)作为重要的战略金属资源，其天然品位极低且多与黄铜矿(Chalcopyrite, Ccp)伴生。传统分离工艺依赖大剂量硫化钠(Na₂S)抑制黄铜矿，但这种强还原剂易被空气氧化，不仅造成药剂浪费，还会产生有毒硫化氢气体，给选厂带来安全和环保双重压力。更棘手的是，硫化矿物表面的催化作用会加速Na₂S分解，导致实际用量远超理论需求——工业中每吨矿石往往需消耗17.7公斤Na₂S，而氮气保护等现有优化方案又面临成本高昂的瓶颈。

针对这一行业痛点，研究人员开展了一项创新性研究。通过系统筛选金属离子，发现亚铁离子(Fe²⁺)能在强碱性矿浆(pH>12)中与硫离子协同作用，在黄铜矿表面构建三重防护机制：首先快速消耗溶解氧(DO)降低矿浆电位，其次形成硫化铁/羟基铁复合亲水层，同时生成的多硫化物还能延缓硫离子氧化。这种"堵疏结合"的策略，使Na₂S用量从12.0 kg/t降至9.0 kg/t，降幅达25%。

研究团队采用X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)证实，Fe²⁺处理后黄铜矿表面出现FeS_x、FeOOH等新相，接触角从78°锐减至35°；而辉钼矿的天然疏水性(001)晶面保持稳定。工业试验显示，添加3.5 kg/t FeSO₄后，钼精矿品位从3.5%提升至4.7%，回收率稳定在86%。

这项研究的突破性在于：

1. 首次阐明Fe²⁺-S^2-协同调控界面化学的机理
2. 开发出"以废治废"新工艺——利用选厂常见的FeSO₄副产品实现药剂循环
3. 为复杂硫化矿分离提供普适性方案，据估算可降低处理成本15-20元/吨矿

研究团队特别指出，该方法在江西某铜钼矿的工业验证中表现出显著优势：无需改造现有设备，仅通过药剂制度优化就实现年减排硫化氢气体3.2吨，减少废水处理费用约80万元。这些发现为《"十四五"矿产资源规划》中提出的绿色选矿目标提供了切实可行的技术路径。