64 工程科学学报，第43卷，第1期 电偶电流较低.当在研磨过程中充入空气时，表现 体结构，矿浆氧含量，矿浆pH,金属离子和抑制剂 出较高的电流.这主要是由于铁离子和氧的还原 同时磨矿对黄铁矿的影响也很明显，主要有研磨 率增加.电偶电流和铜离子的加入对黄铁矿回收 介质的形状及材料，研磨气氛和离子活化影响黄 率有一定的提高作用，主要原因是空气进入增加 铁矿电化学.在未来研究过程中应充分考虑黄铁 了矿浆电位，导致黄药的吸附增加.在充入氧时， 矿的自身性质和研究的条件，由于黄铁矿与其他 发现在黄铁矿表面形成的硫化铜被氧化，同时黄 硫化矿物伴生，电化学相互作用并不是均匀地发 铁矿表面的铁氧化物的数量也增加了，这导致黄 生黄铁矿表面，即使在相邻的点之间，它们的强度 铁矿的可浮性随电流的增大而降低.Peng和 也可能存在很大的差异.因此在实验研究中，应充 Grano9通过乙二胺四酸(EDTA)萃取测定磨矿介 分考虑这些矿物的存在和相对比例的影响.同时 质在单刊矿物和混合矿物体系中产生的铁氧化物来 有必要精确地研究最终产物的形成过程以及在每 测量电偶相互作用.结果表明，矿物与磨矿介质之 个过程中形成的中间产物，从而进一步优化工艺 间的电偶相互作用程度与矿物的电化学活性密切 相关 参考文献 3.4磨矿过程中过氧化氢(H,0)生成的影响 [1]Liu L.Mavrogenes J,Holden P.et al.Quadruple sulfur isotopic 除铁氧化物质外，在研磨系统中还发现了 fractionation during pyrite desulfidation to pyrrhotite.Geochim H2O2的存在.在湿磨过程中以及干磨后立即将新 Cosmochim Acta,2020,273:354 [2] Xian H Y,He H P,Zhu J X,et al.Crystal habit-directed gold 鲜干燥的黄铁矿与水混合时，在溶解分子氧存在 deposition on pyrite:Surface chemical interpretation of the pyrite 下，亚铁与黄铁矿缔合形成超氧阴离子，同时超氧 morphology indicative of gold enrichment.Geochim Cosmochim 阴离子与亚铁反应生成H2O2,反应如下50： Acta,2019,264:191 Fe2+(pyrite)+Fe(pyrite)+(2) (6) [3]Santander M,Valderrama L.Recovery of pyrite from copper tailings by flotation.J Mater Res Technol,2019,8(5):4312 Fe2+(Pyrite)+(O)ˉ+2Ht→Fe3+(Pyrite)+H2O2 (7) [4]Mikhlin Y,Tomashevich Y,Vorobyev S,et al.Hard X-ray photoelectron and X-ray absorption spectroscopy characterization Borda等研究表明，在没有分子氧的情况下， of oxidized surfaces of iron sulfides.App/Surf Sci,2016,387:796 黄铁矿也可以从水中获得电子生成羟基自由基， [5]Bulut G,Yenial U,Emiroglu E,et al.Arsenic removal from 两个羟基自由基结合形成H2O2,反应过程如下： aqueous solution using pyrite.J Clean Prod,2014,84:526 Fe3+(pyrite)+H2OHO"+H*+Fe2+(pyrite)(8) [6]Chernyshova I V.Anodic oxidation of galena(PbS)studied FTIR- spectroelectrochemically./Phys Chem B,2001,105(34):8178 2H0°→H202 (9) [7]Grano S,Ralston J,Smart R S C.Influence of electrochemical Nooshabadi等s研究了两种磨矿介质（低碳 environment on the flotation behaviour of Mt.Isa copper and lead- 钢和不锈钢)在不同研磨时间和不同研磨环境下 zinc ore.Int J Miner Process,1990,30(1-2):69 生成的过氧化氢对黄铁矿浮选的影响.研究表明， [8]Wang L,Peng Y,Runge K,et al.A review of entrainment: 低碳钢比不锈钢介质产生的H2O2多，随着H2O2 Mechanisms,contributing factors and modelling in flotation. 的增加黄铁矿被氧化从而降低了其可浮性.研磨 Miner Eng,2015,70:77 [9] 气氛研究表明，氮气气氛比空气气氛产生的HO2 Nicol M,Zhang S C,Tjandrawan V.The electrochemistry of pyrite in chloride solutions.Hydrometallurgy,2018,17:116 多，这表明过氧化氢中的氧源自水分子，另外，干 [10]Majuste D,Ciminelli V S T,Osseo-Asare K,et al.Quantitative 磨产生的HO2比湿磨产生的多.因此从浮选行为 assessment of the effect of pyrite inclusions on chalcopyrite 的角度上重新研究研磨介质与黄铁矿之间的电化 electrochemistry under oxidizing conditions.Hydrometallurgy, 学反应机理是十分必要的 2012.113-114:167 [11]Nicol M J,Miki H,Zhang S C,et al.The effects of sulphate ions 4结语 and temperature on the leaching of pyrite.1.Electrochemistry. 黄铁矿是地球上最丰富的硫化矿物，经济价 Hydrometallurgy,2013,133:188 [12]Qi X,Li X,Liang Y N,et al.Surface structure-dependent 值不高，但在浮选过程中对精矿品位影响却很大 hydrophobicity/oleophilicity of pyrite and its influence on coal 大多数金属硫化物具有半导体特性，因此黄铁矿 flotation.J Ind Eng Chem,2020,87:136 的浮选取决于发生的电化学反应.黄铁矿浮选的 [13]He H P,Xian H Y,Zhu J X,et al.Perspective of mineral reactivity 电化学反应受多种因素的影响，例如黄铁矿的品 from surfaces to crystal faces:A case study on the oxidation电偶电流较低. 当在研磨过程中充入空气时，表现 出较高的电流. 这主要是由于铁离子和氧的还原 率增加. 电偶电流和铜离子的加入对黄铁矿回收 率有一定的提高作用，主要原因是空气进入增加 了矿浆电位，导致黄药的吸附增加. 在充入氧时， 发现在黄铁矿表面形成的硫化铜被氧化，同时黄 铁矿表面的铁氧化物的数量也增加了. 这导致黄 铁矿的可浮性随电流的增大而降低 . Peng 和 Grano[49] 通过乙二胺四酸（EDTA）萃取测定磨矿介 质在单矿物和混合矿物体系中产生的铁氧化物来 测量电偶相互作用. 结果表明，矿物与磨矿介质之 间的电偶相互作用程度与矿物的电化学活性密切 相关. 3.4    磨矿过程中过氧化氢 (H2O2 ) 生成的影响 除铁氧化物质外 ，在研磨系统中还发现 了 H2O2 的存在. 在湿磨过程中以及干磨后立即将新 鲜干燥的黄铁矿与水混合时，在溶解分子氧存在 下，亚铁与黄铁矿缔合形成超氧阴离子，同时超氧 阴离子与亚铁反应生成 H2O2，反应如下[50] ： Fe2+ (pyrite)+O2 → Fe3+ (pyrite)+(O• 2 ) − （6） Fe2+ (pyrite)+(O• 2 ) − +2H+ → Fe3+ (pyrite)+H2O2 （7） Borda 等[43] 研究表明，在没有分子氧的情况下， 黄铁矿也可以从水中获得电子生成羟基自由基， 两个羟基自由基结合形成 H2O2，反应过程如下： Fe3+ (pyrite)+H2O → HO• +H + +Fe2+ (pyrite) （8） 2HO• → H2O2 （9） Nooshabadi 等[51] 研究了两种磨矿介质（低碳 钢和不锈钢）在不同研磨时间和不同研磨环境下 生成的过氧化氢对黄铁矿浮选的影响. 研究表明， 低碳钢比不锈钢介质产生的 H2O2 多，随着 H2O2 的增加黄铁矿被氧化从而降低了其可浮性. 研磨 气氛研究表明，氮气气氛比空气气氛产生的 H2O2 多，这表明过氧化氢中的氧源自水分子. 另外，干 磨产生的 H2O2 比湿磨产生的多. 因此从浮选行为 的角度上重新研究研磨介质与黄铁矿之间的电化 学反应机理是十分必要的. 4    结语 黄铁矿是地球上最丰富的硫化矿物，经济价 值不高，但在浮选过程中对精矿品位影响却很大. 大多数金属硫化物具有半导体特性，因此黄铁矿 的浮选取决于发生的电化学反应. 黄铁矿浮选的 电化学反应受多种因素的影响，例如黄铁矿的晶 体结构，矿浆氧含量，矿浆 pH，金属离子和抑制剂. 同时磨矿对黄铁矿的影响也很明显，主要有研磨 介质的形状及材料，研磨气氛和离子活化影响黄 铁矿电化学. 在未来研究过程中应充分考虑黄铁 矿的自身性质和研究的条件，由于黄铁矿与其他 硫化矿物伴生，电化学相互作用并不是均匀地发 生黄铁矿表面，即使在相邻的点之间，它们的强度 也可能存在很大的差异. 因此在实验研究中，应充 分考虑这些矿物的存在和相对比例的影响. 同时 有必要精确地研究最终产物的形成过程以及在每 个过程中形成的中间产物，从而进一步优化工艺. 参    考    文    献 Liu L, Mavrogenes J, Holden P, et al. Quadruple sulfur isotopic fractionation during pyrite desulfidation to pyrrhotite. Geochim Cosmochim Acta, 2020, 273: 354 [1] Xian H Y, He H P, Zhu J X, et al. Crystal habit-directed gold deposition on pyrite: Surface chemical interpretation of the pyrite morphology indicative of gold enrichment. Geochim Cosmochim Acta, 2019, 264: 191 [2] Santander M, Valderrama L. Recovery of pyrite from copper tailings by flotation. J Mater Res Technol, 2019, 8（5）: 4312 [3] Mikhlin Y, Tomashevich Y, Vorobyev S, et al. Hard X-ray photoelectron and X-ray absorption spectroscopy characterization of oxidized surfaces of iron sulfides. Appl Surf Sci, 2016, 387: 796 [4] Bulut G, Yenial U, Emiroglu E, et al. Arsenic removal from aqueous solution using pyrite. J Clean Prod, 2014, 84: 526 [5] Chernyshova I V. Anodic oxidation of galena (PbS) studied FTIR￾spectroelectrochemically. J Phys Chem B, 2001, 105（34）: 8178 [6] Grano S, Ralston J, Smart R S C. Influence of electrochemical environment on the flotation behaviour of Mt. Isa copper and lead￾zinc ore. Int J Miner Process, 1990, 30（1-2）: 69 [7] Wang L, Peng Y, Runge K, et al. A review of entrainment: Mechanisms, contributing factors and modelling in flotation. Miner Eng, 2015, 70: 77 [8] Nicol M, Zhang S C, Tjandrawan V. The electrochemistry of pyrite in chloride solutions. Hydrometallurgy, 2018, 178: 116 [9] Majuste D, Ciminelli V S T, Osseo-Asare K, et al. Quantitative assessment of the effect of pyrite inclusions on chalcopyrite electrochemistry under oxidizing conditions. Hydrometallurgy, 2012, 113-114: 167 [10] Nicol M J, Miki H, Zhang S C, et al. The effects of sulphate ions and temperature on the leaching of pyrite. 1. Electrochemistry. Hydrometallurgy, 2013, 133: 188 [11] Qi X, Li X, Liang Y N, et al. Surface structure-dependent hydrophobicity/oleophilicity of pyrite and its influence on coal flotation. J Ind Eng Chem, 2020, 87: 136 [12] He H P, Xian H Y, Zhu J X, et al. Perspective of mineral reactivity from surfaces to crystal faces: A case study on the oxidation [13] · 64 · 工程科学学报，第 43 卷，第 1 期