曹永丹等：C山()、Ni()离子在蛇纹石表面的吸附及对其浮选的影响 ·465 表3蛇纹石对C2·和N2·离子的吸附自由能 的影响.可以看出，N·离子对蛇纹石浮选的影响规 Table 3 Gibbs free energy for Cuand Ni adsorption on serpentine 律与C2*离子相似，但其活化能力比Cu2·离子弱，主 金属离子 pH值 △Gh/(kJmol-l） 要是由于C2·离子在蛇纹石表面的吸附作用大于 6 -35.04 N·离子且黄原酸铜的溶度积大于黄原酸镍 Cu2+ 9 -37.56 50 6 -34.95 ·一无N已 Ni2. Ni 0.05 mmol L 9 -35.88 40 Ni-0.1 mmol.L \产0.5mmd-L.1 ←N1.0mml-.t 般在-80~-400k·mol1之间四，表3中△G.介于 30 二者之间，表明C2·和N2·离子在蛇纹石表面的吸附 20 为物理吸附和化学吸附的共同作用；Cu2·的△G绝对 值大于N2·,表明Cu2·离子在蛇纹石表面的吸附作用 比N2·强；pH值升高，吸附常数K,、饱合吸附量Q和 自由能△G.绝对值都随之增大，表明pH值升高有利 8 10 于C2·和N2+离子在蛇纹石表面的吸附，这与文献 H 04]一致. 图11蛇纹石上浮率与pH及N2+离子浓度的关系曲线 2.2纯矿物浮选 Fig.11 Relationship curves of serpentine recovery with pH values and Ni2+concentration 图10为丁基黄药用量1.2×104molL-、2号油 15mgL时，不同pH值及Cu2·离子浓度对蛇纹石纯 2.3红外光谱分析 矿物浮选的影响.结果表明：溶液中无C2·离子时，整 图12为蛇纹石被Cu2·和N2+活化前后与黄药作 个实验pH值范围内蛇纹石上浮率都不到10%：溶液 用的红外光谱.图12(a)为丁黄药的红外光谱.1178 有C+离子时，浮选上浮率起始时随pH升高而增加， cm和1155cm两处的吸收峰对应于黄药中C一0一 pH9时得到最大上浮率.在相同pH条件下，蛇纹石 C键的非对称伸缩振动，1105cm对应于C一0一C键 上浮率先随Cu2+离子的浓度增加而增大，C2·离子的 的对称伸缩振动，1071cm1为黄药分子中C一S键的 浓度为5×l0-4molL时上浮率取得最大值，Cu2离 伸缩振动峰.图12(b)为黄原酸铜的红外光谱.1125 子的浓度继续增加蛇纹石上浮率反而会下降，表明 cm和1110cm分别对应于黄原酸铜分子中C一0一C C2·离子在蛇纹石表面达到饱和吸附后，存在于溶液 键的非对称伸缩振动和对称伸缩振动，1020cm'为 中的过量C·离子会额外消耗捕收剂，降低蛇纹石上 C=S键的伸缩振动吸收峰.图12(c)为蛇纹石被 浮率.可见，Cu2·离子在适宜浓度和pH值范围内对蛇 C2·离子活化后，再与黄药作用的红外光谱曲线.曲 纹石浮选具有较强的活化作用 线中出现黄原酸铜中C一O一C键的非对称和对称伸 80 一无 缩振动峰（分别红移至1125cm'和1085cm1)以及 -Gu 0.05 mmol I. C=S键伸缩振动峰（红移至1042cml),表明黄药与 Cu 0.I mmol.L 60 蛇纹石表面的铜离子作用后，黄药分子中C一S键振 动吸收峰由1071cm移动至1042cm,峰值红移，振 40 动频率降低，C一$键减弱，即黄药与蛇纹石表面铜离 子发生化学反应生成黄原酸铜.图12(d)为黄原酸镍 Cur 0.5 mmol.L 的红外光谱图.1280cm对应于黄原酸镍中C一0一C ←(1.0mml-L 键的非对称伸缩振动，1125cm对应于C一0一C键的 对称伸缩振动，1040cm对应于黄原酸镍中C一S键 8 10 p 的伸缩振动.图12(e)为蛇纹石被N2+离子活化 图10蛇纹石上浮率随pH值及C2*离子浓度的关系曲线 后，与丁黄药反应的红外光谱曲线.曲线中出现黄原 Fig.10 Relationship curves of serpentine recovery with pH values 酸镍中C一0一C键的非对称伸缩振动峰和对称伸缩 振动峰及C=s键的伸缩振动峰(1040cml),表明黄 药与蛇纹石表面的镍离子发生化学反应生成黄原酸 图11为丁基黄药1.2×10-4mol·L、2号油15 镍.图12()为蛇纹石的红外光谱.图12(g)为蛇纹石 mgL时，不同pH值和N2+离子浓度对蛇纹石浮选 与丁黄药反应后的红外光谱.光谱中只有蛇纹石的红曹永丹等: Cu( II) 、Ni( II) 离子在蛇纹石表面的吸附及对其浮选的影响 表 3 蛇纹石对 Cu2 + 和 Ni2 + 离子的吸附自由能 Table 3 Gibbs free energy for Cu2 + and Ni2 + adsorption on serpentine 金属离子 pH 值 ΔGads /( kJ·mol － 1 ) Cu2 + 6 － 35. 04 9 － 37. 56 Ni2 + 6 － 34. 95 9 － 35. 88 般在 － 80 ～ － 400 kJ·mol － 1之间［13］，表 3 中 ΔGads介于 二者之间，表明 Cu2 + 和 Ni2 + 离子在蛇纹石表面的吸附 为物理吸附和化学吸附的共同作用; Cu2 + 的 ΔGads绝对 值大于 Ni2 + ，表明 Cu2 + 离子在蛇纹石表面的吸附作用 比 Ni2 + 强; pH 值升高，吸附常数 KL、饱合吸附量 Qm和 自由能 ΔGads绝对值都随之增大，表明 pH 值升高有利 于 Cu2 + 和 Ni2 + 离子在蛇纹石表面的吸附，这与文献 ［14］一致． 2. 2 纯矿物浮选 图 10 为丁基黄药用量 1. 2 × 10 － 4 mol·L － 1、2 号油 15 mg·L － 1时，不同 pH 值及 Cu2 + 离子浓度对蛇纹石纯 矿物浮选的影响． 结果表明: 溶液中无 Cu2 + 离子时，整 个实验 pH 值范围内蛇纹石上浮率都不到 10% ; 溶液 有 Cu2 + 离子时，浮选上浮率起始时随 pH 升高而增加， pH 9 时得到最大上浮率． 在相同 pH 条件下，蛇纹石 上浮率先随 Cu2 + 离子的浓度增加而增大，Cu2 + 离子的 浓度为 5 × 10 － 4 mol·L － 1时上浮率取得最大值，Cu2 + 离 子的浓度继续增加蛇纹石上浮率反而会下降，表明 Cu2 + 离子在蛇纹石表面达到饱和吸附后，存在于溶液 中的过量 Cu2 + 离子会额外消耗捕收剂，降低蛇纹石上 浮率． 可见，Cu2 + 离子在适宜浓度和 pH 值范围内对蛇 纹石浮选具有较强的活化作用． 图 10 蛇纹石上浮率随 pH 值及 Cu2 + 离子浓度的关系曲线 Fig． 10 Ｒelationship curves of serpentine recovery with pH values and Cu2 + concentration 图 11 为丁基黄药 1. 2 × 10 － 4 mol·L － 1、2 号油 15 mg·L － 1时，不同 pH 值和 Ni2 + 离子浓度对蛇纹石浮选 的影响． 可以看出，Ni2 + 离子对蛇纹石浮选的影响规 律与 Cu2 + 离子相似，但其活化能力比 Cu2 + 离子弱，主 要是由于 Cu2 + 离子 在 蛇 纹 石 表 面 的 吸 附 作 用 大 于 Ni2 + 离子且黄原酸铜的溶度积大于黄原酸镍． 图 11 蛇纹石上浮率与 pH 及 Ni2 + 离子浓度的关系曲线 Fig． 11 Ｒelationship curves of serpentine recovery with pH values and Ni2 + concentration 2. 3 红外光谱分析 图 12 为蛇纹石被 Cu2 + 和 Ni2 + 活化前后与黄药作 用的红外光谱． 图 12( a) 为丁黄药的红外光谱． 1178 cm － 1和 1155 cm － 1两处的吸收峰对应于黄药中 C—O— C 键的非对称伸缩振动，1105 cm － 1对应于 C—O—C 键 的对称伸缩振动，1071 cm － 1为黄药分子中 C S  键的 伸缩振动峰． 图 12( b) 为黄原酸铜的红外光谱． 1125 cm－ 1和1110 cm－ 1分别对应于黄原酸铜分子中 C—O—C 键的非对称伸缩振动和对称伸缩振动，1020 cm － 1 为 C S  键的伸缩振动吸收峰［15］． 图 12( c) 为蛇纹石被 Cu2 + 离子活化后，再与黄药作用的红外光谱曲线． 曲 线中出现黄原酸铜中 C—O—C 键的非对称和对称伸 缩振动峰( 分别红移至 1125 cm － 1 和 1085 cm － 1 ) 以及 C S  键伸缩振动峰( 红移至 1042 cm － 1 ) ，表明黄药与 蛇纹石表面的铜离子作用后，黄药分子中 C S  键振 动吸收峰由 1071 cm － 1移动至 1042 cm － 1，峰值红移，振 动频率降低，C S  键减弱，即黄药与蛇纹石表面铜离 子发生化学反应生成黄原酸铜． 图 12( d) 为黄原酸镍 的红外光谱图． 1280 cm － 1对应于黄原酸镍中 C—O—C 键的非对称伸缩振动，1125 cm － 1对应于 C—O—C 键的 对称伸缩振动，1040 cm － 1对应于黄原酸镍中 C S  键 的伸缩振动［15］． 图 12 ( e) 为蛇纹石被 Ni2 + 离子活化 后，与丁黄药反应的红外光谱曲线． 曲线中出现黄原 酸镍中 C—O—C 键的非对称伸缩振动峰和对称伸缩 振动峰及 C S  键的伸缩振动峰( 1040 cm － 1 ) ，表明黄 药与蛇纹石表面的镍离子发生化学反应生成黄原酸 镍． 图12( f) 为蛇纹石的红外光谱． 图12( g) 为蛇纹石 与丁黄药反应后的红外光谱． 光谱中只有蛇纹石的红 · 564 ·