探究氧化铜氧化铜、碱式碳酸铜纳米矿物合成及其表面络合

论文导读：
摘要：铜是一种重要的工业原料，广泛运用于各个领域。人们对铜矿产资源的需求量越来越多，而可利用的铜矿产资源却越来越少。另外，我国铜矿资源的特点是大部分铜矿含铜量少，矿石品位低，许多氧化铜矿由于氧化率高、含泥量大而未得到合理的开发和利用。与铜的硫化物相比，铜的氧化物和碳酸盐溶解度较高，铜的有着形态和脉石的组成等的影响较大，使其浮选效率远远低于铜的硫化物。针对当前不足，探讨如何提升铜氧化矿物和碳酸盐矿物的分离浮选效率，实现对贫细铜矿物的开采利用是一个非常有作用的探讨课题。本论文以Na_2CO_3和Cu(NO_3)_2·3H_2O为原料，采取直接沉淀法制备出纯的Cu_2(OH)_2CO_3，将得到的Cu_2(OH)_2CO_3放到马弗炉中在300℃条件下煅烧3h，得到CuO固体。依据表面络合论述，分别以乙基黄药和丁基黄药为硫源，对合成的Cu_2(OH)_2CO_3、CuO进行表面络合硫化。利用粉末X射线衍射（XRD）、N2吸附/脱附、傅里叶变换红外（FIR-IR）、接触角测量等策略对硫化前后的Cu_2(OH)_2CO_3、CuO样品进行表征。测定结果表明，以黄药为硫源，对固体氧化铜和碱式碳酸铜进行表面硫化是一种可行的策略，影响硫化效果的关键因素是黄药的用量及其碳链长度。除此之外，煅烧温度和时间也有一定的影响。表面硫化后的氧化铜和碱式碳酸铜表面生成多种价态的硫化物，转变了固体表面对黄药的吸附性能，表面的润湿性和带电性质等。经过推导得出CuS表面进行适度氧化后有助于其疏水性质的提升。氧化铜和碱式碳酸铜表面酸碱性质的探讨，能够了解不同pH值环境中铜的氧化物和碳酸盐的溶解情况。另外，氧化铜和碱式碳酸铜表面的酸碱性质对其表面的吸附、解吸、配位、沉淀等反应有重要的影响作用。本论文采取自动电位滴定技术分别探讨了纳米碱式碳酸铜、表面硫化的碱式碳酸铜、氧化铜、表面硫化的氧化铜、硫化铜等样品的表面酸碱性质；依据表面络合论述恒电容模型，利用计算机软件WinSGW计算了他们的表面酸碱配位常数，计算结果依次为：并模拟出碱式碳酸铜、表面硫化的碱式碳酸铜、氧化铜、表面硫化的氧化铜、硫化铜等颗粒在溶液中不同pH值下的优势组分分布，为解释黄药捕收剂在各个铜矿物表面吸附机理的探讨提供论述依据。目前，铜氧化矿的浮选一般采取硫化钠-黄药浮选法，本论文探讨了乙基黄药和丁基黄药在纯固体碱式碳酸铜、表面硫化的碱式碳酸铜、氧化铜、表面硫化的氧化铜等颗粒表面的吸附等温线模型及溶液pH值对吸附效果的影响。由实验得出，黄药在相应固体表面的吸附比较符合BET吸附模型，依据在不同pH值条件下测得的黄药的平衡浓度，和固体表面的酸碱平衡常数，利用计算机软件WinSGW计算出乙基黄药和丁基黄药在各个固体表面的络合常数。依据各个固体的表面酸碱平衡常数及黄药在固体表面的络合常数推导得出OH-与黄药捕收剂阴离子在固体表面的离子交换平衡常数。计算结果如下：关键词：氧化铜论文碱式碳酸铜论文黄药论文表面硫化论文表面酸碱性质论文吸附论文
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Abstract11-14
第一章 绪论14-26

1.1 探讨的作用14

1.2 氧化铜、碱式碳酸铜的性质及其制备策略的探讨进展14-18

1.2.1 氧化铜的性质及用途14-15

1.2.2 纳米氧化铜的制备及特性15-17

1.2.3 碱式碳酸铜的性质及用途17-18

1.3 氧化铜矿物的浮选近况18-21

1.3.1 矿物浮选基本原理18

1.3.2 浮选药剂的探讨进展18-20

1.3.3. 浮选策略的探讨进展20-21

1.4 黄原酸盐的性质及用途21-22

1.5 表面络合论述的探讨进展22-24

1.5.1 表面络合论述22-23

1.5.2 表面络合方式23-24

1.5.3 WinSGW 计算软件24

1.6 本课题探讨的内容和革新之处24-26

第二章 Cu_2(OH)_2CO_

3、CuO 样品的制备及表征26-38

2.1 引言26

2.2 主要药品及仪器26-27

2.3 CuO、Cu_2(OH)_2CO_3样品的制备27-28

2.3.1 Cu_2(OH)_2CO_3颗粒论文导读：面硫化前后表面的Hs、Ds的计算58-604.4.5CuO、Cu_2(OH)_2CO_3表面硫化后表面酸碱平衡常数的计算60-614.4.6CuO、Cu_2(OH)_2CO_3表面硫化前后表面优势组分分布的模拟61-634.5本章小结63-64第五章CuO、Cu_2(OH)_2CO_3表面硫化前后对黄药吸附性能的探讨64-82

5.1引言642实验仪器与药品64-653实验策略65-673.1乙基

的制备27

2.3.2 CuO 颗粒的制备27-28

2.4 样品表征28-30

2.4.1 热重差热浅析（TG/DTA）28

2.4.2 粉末 X 射线衍射（XRD）28-29

2.4.3 傅里叶变换红外吸收光谱表征（FT-IR）29

2.4.4 BET 比表面积浅析（N2adsorption/desorption）29

2.4.5 Zeta 电位浅析29-30

2.5 结果与讨论30-36

2.5.1 热重差热浅析（TG/DTA）结果30-31

2.5.2 XRD 表征结果浅析31-32

2.5.3 红外表征结果浅析32-33

2.5.4 BET 比表面积测定结果浅析33-34

2.5.5 Zeta 电位结果浅析34-36

2.6 本章小结36-38

第三章 CuO、Cu_2(OH)_2CO_3的表面硫化及表征38-52

3.1 引言38

3.2 仪器与试剂38-39

3.3 实验部分39-40

3.1 表面硫化样品的制备39

3.2 表面硫化样品的 XRD 表征39

3.3 表面硫化样品的 FT-IR 表征39

3.4 表面硫化样品的比表面测定39

3.5 接触角测定39-40

3.6 样品表面硫化后 Zeta 电位的测定40

3.4 结果与讨论40-50

3.4.1 XRD 表征40-42

3.4.2 样品的 FT-IR 表征42-44

3.4.3 不同摩尔比对表面硫化效果的影响44-45

3.4.4 样品接触角表征45-48

3.4.5 样品表面硫化后 Zeta 电位的测定48-50

3.5 本章小结50-52

第四章 CuO、Cu_2(OH)_2CO_3的表面酸碱平衡常数的测定52-64

4.1 引言52

4.2 药剂与仪器52-53

4.3 实验部分53-54

4.

3.1 CuO、Cu_2(OH)_2CO_3的溶解度的测定53

4.

3.2 CuO、Cu_2(OH)_2CO_3表面硫化前后的酸碱滴定53-54

4.4 结果与讨论54-63

4.1 CuO、Cu_2(OH)_2CO_3的溶解度浅析54-55

4.2 样品的酸碱滴定数据处理55-56

4.3 CuO、Cu_2(OH)_2CO_3表面硫化前后酸碱滴定结果讨论56-58

4.4.4 CuO、Cu_2(OH)_2CO_3表面硫化前后表面的 Hs、Ds 的计算58-60
4.4.5 CuO、Cu_2(OH)_2CO_3表面硫化后表面酸碱平衡常数的计算60-61
4.4.6 CuO、Cu_2(OH)_2CO_3表面硫化前后表面优势组分分布的模拟61-63

4.5 本章小结63-64

第五章 CuO、Cu_2(OH)_2CO_3表面硫化前后对黄药吸附性能的探讨64-82

5.1 引言64

5.2 实验仪器与药品64-65

5.3 实验策略65-67

5.

3.1 乙基和丁基原酸盐的标准曲线的测定65-66

5.

3.2 黄药在固体表面吸附等温线的测定66

5.

3.3 溶液 pH 对黄药在样品表面上吸附影响的测定66-67

5.4 结果与讨论67-79
5.

4.1 吸附等温线论述67

5.4.2 CuO、Cu_2(OH)_2CO_3表面硫化前后对不同初始浓度黄药的吸附67-68
5.4.3 CuO、Cu_2(OH)_2CO_3表面硫化前后吸附黄药的吸附模型拟合68-73
5.4.4 不同 pH 值下 CuO、Cu_2(OH)_2CO_3表面硫化前后对黄药的吸附73-79

5.5 本章小结79-82

第六章 结论82-84
参考文献84-90
致谢90-92
附录92