木质素磺酸钙选择性抑制黄铁矿浮选分离的界面化学机制与分子动力学研究

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Selective depression mechanism: surface chemistry and molecular dynamics study on the flotation separation of chalcopyrite and pyrrhotite

　　本综述系统阐述了木质素磺酸钙（CL）作为绿色抑制剂在黄铜矿与磁黄铁矿浮选分离中的选择性抑制机制。通过表面化学分析（FT-IR、XPS、ToF-SIMS）与分子动力学（MD）模拟，揭示了CL通过羧基/羟基与磁黄铁矿表面Fe活性位点配位形成FeOH+亲水物种，增强固液界面分子层稳定性（水分子垂直距离缩短0.42 ?），为实现铜铁硫化矿高效分离提供新策略。

　　

Highlight

CL在磁黄铁矿表面形成独特的岛状吸附结构，伴随C₆H₃O^–和FeOH⁺特征离子信号增强，并通过稳定界面水分子层（垂直距离减少0.42 ?）显著增强亲水性。

Section snippets

纯矿物与试剂

本实验所用黄铜矿与磁黄铁矿样品均采自中国云南省。样品经提纯后切片用于接触角与原子力显微镜（AFM）分析，不同粒径颗粒分别用于微浮选实验（+0.074 –0.037 mm）与XPS、ToF-SIMS分析（–0.037 mm）。

微浮选实验

当矿浆pH值为8时，添加100 mg/L CL后，黄铜矿回收率高达91.44%，而磁黄铁矿仅9.25%。CL通过选择性吸附抑制磁黄铁矿对丁基黄药（SBX）的捕获能力，形成"岛状吸附屏障"。

Discussion

与传统抑制剂（氰化物、石灰等）相比，CL兼具环境友好性与高效选择性。其羧基/羟基与磁黄铁矿表面铁位点的配位反应主导了亲水物种FeOH⁺的生成，如同在矿物表面构筑"水分子锁"结构。

Conclusion

CL作为选择性抑制剂成功实现黄铜矿与磁黄铁矿浮选分离，其机制源于对磁黄铁矿表面Fe活性位点的特异性锚定，进而强化界面水化膜稳定性，为绿色选矿药剂设计提供分子级见解。