616 工程科学学报，第43卷，第5期 著不同.未经任何药剂处理的闪锌矿表面Zn、 用有利于增加海藻酸钠在闪锌矿表面的吸附量， S元素的原子数分数分别为36.46%和32.95%，另 从而强化海藻酸钠对闪锌矿的抑制作用. 外含有原子数分数分别为14.40%和14.99%的 表2药剂作用前后闪锌矿表面元素的原子数分数 C元素和O元素，其中C元素主要来源于测试时 的有机污染物，O元素主要来源于闪锌矿表面的 Table 2 Atomic content of elements on the surface of sphalerite before and after its interaction with reagents 自然氧化产物.海藻酸钠单独作用后，闪锌矿表 Sample Zn 2p S2p 01s 面Zn、S元素的原子数分数分别降为14.92%和 Sphalerite 36.4632.9514.4014.99 15.70%,而C元素和0元素的原子数分数分别增 Sphalerite+sodium alginate 14.9215.7039.08 30.30 至39.08%和30.30%，说明海藻酸钠在闪锌矿表面 Sphalerite+KMnO 20.7517.0527.2534.95 发生了吸附，这与浮选试验中海藻酸钠对闪锌矿 Sphalerite+KMnO+sodium alginate 11.98 11.65 38.82 37.56 存在一定的抑制作用结果一致.高锰酸钾单独作 用后的闪锌矿表面的元素含量也发生了明显的变 研究表明，多糖中的羧酸基团容易和矿物表 化，尤其是0元素的原子数分数从氧化前的14.99% 面的阳离子质点发生化学键合，产生化学吸附四， 增加为氧化后的34.95%，说明在高锰酸钾的作用 据此推测海藻酸钠通过与闪锌矿表面的Z元素 下，闪锌矿表面有大量氧化产物生成.在此基础上 发生作用而吸附，由于氧化作用下的闪锌矿表面 添加海藻酸钠，O元素的原子数分数继续增大至 Zn元素存在多种化学状态，为确定海藻酸钠在闪 37.56%,而Zn、S元素的原子数分数分别降至11.98% 锌矿表面的吸附结合位点，对闪锌矿表面Zn元素 和11.65%.可见，高锰酸钾对闪锌矿的预先氧化作 进行了XPS窄区扫描分析，结果如图6所示 (a) (b) Experiment line 1021.14 Experiment line ZnS ZnS 1021.09 ZnO/Zn(OH) ZnO/Zn(OH) Background Background Fitting line Fitting line 1022.76 1022.20 1030 1025 1020 1015 1030 1025 1020 1015 Binding energy/eV Binding energy/eV (c) (d) Experiment line 1021.11 Experiment line 1021.11 ZnS ZnS ZnSO. ZnSO: Background Background -Fitting line Fitting line 022.65 1023.90 1030 1025 1020 1015 1030 1025 1020 1015 Binding energy/eV Binding energy/eV 图6闪锌矿表面锌元素的窄区扫描谱图.(a)闪锌矿：(b)闪锌矿+海藻酸钠：(c)闪锌矿+高锰酸钾：()闪锌矿+高锰酸钾+海藻酸钠 Fig6 Resolved narrow-scan Zn 2p spectra:(a)sphalerite:(b)sphalerite with sodium alginate,(c)sphalerite with KMnO:(d)sphalerite with KMnO and sodium alginate 由图6(a)可知，添加药剂前，闪锌矿Zn2p32 征峰分别位于1021.09eV和1022.20eV,可知未氧 窄区扫描谱图出现的特征峰位于1021.14eV和 化的Z的特征峰没有发生偏移，而氧化了的 1022.76eV处，分别为ZnS中Zn的特征峰和自然 Zn的特征峰发生了0.56eV的偏移，这表明海藻酸 氧化产生的Zn(OH)2或Zn0中Zn的特征峰2-2： 钠与闪锌矿表面自然氧化产生的氧化锌或氢氧化 海藻酸钠作用后（图6(b)),Zn2p3/2轨道的Zn特 锌发生了化学吸附.图6（©）为添加高锰酸钾后闪著不同. 未经任何药剂处理的闪锌矿表面 Zn、 S 元素的原子数分数分别为 36.46% 和 32.95%，另 外含有原子数分数分别 为 14.40% 和 14.99% 的 C 元素和 O 元素，其中 C 元素主要来源于测试时 的有机污染物，O 元素主要来源于闪锌矿表面的 自然氧化产物. 海藻酸钠单独作用后，闪锌矿表 面 Zn、 S 元素的原子数分数分别降为 14.92% 和 15.70%，而 C 元素和 O 元素的原子数分数分别增 至 39.08% 和 30.30%，说明海藻酸钠在闪锌矿表面 发生了吸附，这与浮选试验中海藻酸钠对闪锌矿 存在一定的抑制作用结果一致. 高锰酸钾单独作 用后的闪锌矿表面的元素含量也发生了明显的变 化，尤其是 O 元素的原子数分数从氧化前的 14.99% 增加为氧化后的 34.95%，说明在高锰酸钾的作用 下，闪锌矿表面有大量氧化产物生成. 在此基础上 添加海藻酸钠，O 元素的原子数分数继续增大至 37.56%，而 Zn、S 元素的原子数分数分别降至 11.98% 和 11.65%. 可见，高锰酸钾对闪锌矿的预先氧化作 用有利于增加海藻酸钠在闪锌矿表面的吸附量， 从而强化海藻酸钠对闪锌矿的抑制作用. 表 2 药剂作用前后闪锌矿表面元素的原子数分数 Table 2   Atomic content of elements on the surface of sphalerite before and after its interaction with reagents % Sample Zn 2p S 2p C 1s O 1s Sphalerite 36.46 32.95 14.40 14.99 Sphalerite+sodium alginate 14.92 15.70 39.08 30.30 Sphalerite+KMnO4 20.75 17.05 27.25 34.95 Sphalerite+KMnO4+sodium alginate 11.98 11.65 38.82 37.56 研究表明，多糖中的羧酸基团容易和矿物表 面的阳离子质点发生化学键合，产生化学吸附[21] ， 据此推测海藻酸钠通过与闪锌矿表面的 Zn 元素 发生作用而吸附. 由于氧化作用下的闪锌矿表面 Zn 元素存在多种化学状态，为确定海藻酸钠在闪 锌矿表面的吸附结合位点，对闪锌矿表面 Zn 元素 进行了 XPS 窄区扫描分析，结果如图 6 所示. 1030 1025 1020 1015 1022.76 1021.14 (a) Binding energy/eV 1030 1025 1020 1015 Experiment line ZnS ZnO/Zn(OH)2 Background Fitting line Experiment line ZnS ZnO/Zn(OH)2 Background Fitting line 1022.20 1021.09 (b) Binding energy/eV 1030 1025 1020 1015 Experiment line ZnS ZnSO4 Background Fitting line Experiment line ZnS ZnSO4 Background Fitting line 1023.90 1021.11 (c) Binding energy/eV 1030 1025 1020 1015 1022.65 1021.11 (d) Binding energy/eV Relative intensity Relative intensity Relative intensity Relative intensity 图 6    闪锌矿表面锌元素的窄区扫描谱图. （a）闪锌矿；（b）闪锌矿+海藻酸钠；（c）闪锌矿+高锰酸钾；（d）闪锌矿+高锰酸钾+海藻酸钠 Fig.6    Resolved narrow-scan Zn 2p spectra: (a) sphalerite; (b) sphalerite with sodium alginate; (c) sphalerite with KMnO4 ; (d) sphalerite with KMnO4 and sodium alginate 由图 6（a）可知，添加药剂前，闪锌矿 Zn 2p3/2 窄区扫描谱图出现的特征峰位于 1021.14 eV 和 1022.76 eV 处，分别为 ZnS 中 Zn 的特征峰和自然 氧化产生的 Zn(OH)2 或 ZnO 中 Zn 的特征峰[22−24] ； 海藻酸钠作用后（图 6（b）），Zn 2p3/2 轨道的 Zn 特 征峰分别位于 1021.09 eV 和 1022.20 eV，可知未氧 化 的 Zn 的特征峰没有发生偏移 ，而氧化了 的 Zn 的特征峰发生了 0.56 eV 的偏移，这表明海藻酸 钠与闪锌矿表面自然氧化产生的氧化锌或氢氧化 锌发生了化学吸附. 图 6（c）为添加高锰酸钾后闪 · 616 · 工程科学学报，第 43 卷，第 5 期