氰尿酸三钠盐在黄铜矿浮选中选择性抑制黄铁矿：表面表征与DFT机理揭示

本综述系统探讨了环保型抑制剂氰尿酸三钠盐（Na3CA）在低碱度条件下，使用双异丁基二硫代磷酸钠（DIDTP）作为捕收剂，实现黄铜矿与黄铁矿高效浮选分离的机理。通过微浮选实验、表面表征技术（接触角、Zeta电位、AFM、ToF-SIMS）及密度泛函理论（DFT）计算，揭示了Na3CA通过Fe–O/Fe–N键优先化学吸附于黄铁矿表面（吸附能-246.33 kJ/mol），显著增强其亲水性并阻碍捕收剂吸附，为清洁生产高品位铜精矿提供了新策略。

　　

Highlights

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  微浮选试验证实，Na₃CA是一种有效且选择性强的黄铁矿抑制剂。在pH 8.5的人工混合矿物浮选中，使用1.2 × 10^?4 mol/L Na₃CA，可获得铜品位29.90%的铜精矿，黄铜矿回收率高达94.35%，而黄铁矿回收率仅为7.59%。
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  表面表征（包括接触角、Zeta电位、原子力显微镜(AFM)和飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)）表明，Na₃CA选择性吸附在黄铁矿表面，增强了其亲水性，并阻止了DIDTP的吸附。
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  密度泛函理论（DFT）计算模拟了pH 8.5下的主要物种（源自Na₃CA的NaH₂CA），进一步证实其通过Fe–O和Fe–N键优先在黄铁矿表面发生化学吸附，吸附能为?246.33 kJ/mol，显著强于在黄铜矿上的吸附能（?144.42 kJ/mol）。

Conclusions

本研究探讨了在低碱度条件下，使用双异丁基二硫代磷酸钠（DIDTP）作为捕收剂，氰尿酸三钠盐（Na₃CA）作为环保型抑制剂，用于黄铜矿与黄铁矿选择性浮选分离的性能与机理。主要结论如下：

(1) 微浮选试验证实，Na₃CA是一种有效且选择性强的黄铁矿抑制剂。在pH 8.5的人工混合矿物浮选试验中，使用1.2 × 10^?4 mol/L Na₃CA，可获得铜品位为29.90%的铜精矿，黄铜矿回收率达94.35%，而黄铁矿回收率仅为7.59%。

(2) 表面表征（接触角、Zeta电位、AFM、ToF-SIMS）揭示，Na₃CA选择性吸附在黄铁矿表面，增强了其亲水性，并阻止了DIDTP的吸附。

(3) DFT计算（模拟pH 8.5下的主要物种NaH₂CA）进一步证实了其通过Fe–O和Fe–N键优先在黄铁矿表面发生化学吸附，吸附能为?246.33 kJ/mol，显著强于在黄铜矿上的吸附能（?144.42 kJ/mol）。

本研究凸显了Na₃CA作为一种前景广阔、环境友好的抑制剂，可用于实现高效的黄铜矿-黄铁矿分离。