新型羥肟酸捕收劑的合成及其對孔雀石的捕收機理研究

孫鑫，黃凌云，胡博，張梅，李亞民

1.昆明理工大學(xué) 省部共建復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國家重點實驗室,云南 昆明 650093;2.昆明理工大學(xué) 國土資源工程學(xué)院,云南 昆明650093

引 言

銅因其優(yōu)良的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、延展性和可塑性等特性，在電子、醫(yī)藥、輕工、機械、化工、國防、建筑、電信、能源和新興產(chǎn)業(yè)[1-5]等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。硫化銅礦物是提取銅的主要礦物資源，占銅礦資源的80%[6-9]，但隨著銅消費和需求的增加，可用的硫化銅資源無法滿足市場的需求[3]，氧化銅礦的綠色高效開發(fā)利用成為必然[10]。

孔雀石[Cu2(OH)2CO3]是氧化銅礦中最重要的礦物，是最具有工業(yè)價值的氧化銅礦物，因此對其充分開發(fā)利用，可保障銅資源供應(yīng)的可持續(xù)性[11-12]。然而，孔雀石雖然儲量豐富，但由于其高溶解度和在水溶液中的水化作用，在泡沫浮選過程中表現(xiàn)出較差的可浮性[13-14]。氧化銅浮選方法大致可分為預(yù)硫化浮選法和直接浮選法兩大類[15]。孔雀石通常采用預(yù)硫化浮選法，即用硫化劑對礦物進行預(yù)處理，然后再用傳統(tǒng)的硫化礦捕收劑(如黃藥)進行捕收[16-17]。但預(yù)硫化技術(shù)仍存在硫化程度控制困難、硫化藥劑造成環(huán)境污染等關(guān)鍵缺陷[18-19]。此外，與孔雀石有關(guān)的含鈣脈石，如方解石，往往嚴(yán)重影響硫化，浮選受到抑制，導(dǎo)致孔雀石回收率不高[20]。因此，無硫化劑直接浮選氧化銅礦的捕收劑開發(fā)得到了廣泛的研究。脂肪酸[21]、磷酸酯[22]和羥肟酸[23]類捕收劑對孔雀石具有很強的捕收能力，但脂肪酸和磷酸酯類捕收劑選擇性較差，對礦石中的脈石分離能力較差，尤其是方解石等含鈣礦物，從而限制了它們的應(yīng)用[24]。羥肟酸捕收劑是氧化礦物的良好捕收劑，羥肟酸官能團基團中氧和氮含有孤對電子，可以與金屬離子螯合。羥肟酸具有良好的選擇性和捕收性能，廣泛應(yīng)用于錫石、黑鎢礦、鋁土礦等氧化礦物的浮選回收。隨著氧化銅礦的開發(fā)，羥肟酸也應(yīng)用于氧化銅礦的浮選。陳代雄[25]用苯并羥肟酸作捕收劑直接浮選孔雀石，回收率可達80%，將苯甲羥肟酸與丁基黃藥作混合捕收劑，回收率高達95%，大部分孔雀石被回收。孟慶波[26]選用辛羥肟酸鈉浮選孔雀石，丁基黃藥與辛羥肟酸鈉混合使用時，孔雀石的回收率可達79%左右，而單一使用辛羥肟酸時，回收率僅為65%左右。上述研究表明，傳統(tǒng)的羥肟酸捕收劑需要與黃藥協(xié)同捕收孔雀石，單獨使用時捕收效果較差，因此高效的羥肟酸捕收劑的開發(fā)成為研究熱點。

LU等[27]對苯甲羥肟酸捕收劑結(jié)構(gòu)進行了改造，開發(fā)出N -羥基- N -芐基乙酰胺(NHNBA)、N -羥基- N -芐基丁酰胺(NHNBB)、N -羥基- N -苯基乙酰胺(NHNPA)和N -羥基- N -苯基丁酰胺(NHNPB)系列N -羥基- N -芳基酰胺捕收劑應(yīng)用于孔雀石浮選，效果優(yōu)于苯甲羥肟酸。Yu等[28]合成了肉桂羥肟酸，并用純孔雀石進行了試驗，回收率達到95%。

本論文對苯甲羥肟酸進行了結(jié)構(gòu)修飾，設(shè)計合成了鄰苯二羥肟酸。本研究將鄰苯二羥肟酸用作孔雀石捕收劑，通過浮選試驗探索其對孔雀石礦物和石英的分選性能。此外，通過接觸角、SEM-EDS、Zeta電位、吸附量、傅里葉紅外光譜分析了鄰苯二羥肟酸對孔雀石礦物的捕收機理。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗樣品和試劑

孔雀石礦樣取自云南東川，純礦物的制備方法如下：大塊的礦樣經(jīng)人工破碎，顯微鏡下去除雜質(zhì)，超聲波清洗消除礦物表面泥質(zhì)，自然干燥確保沒有污染，破碎后用三頭研磨機磨細，干篩取-74+38 μm粒級，充分混勻放入密封袋保存，作為備用礦樣。試驗所用石英純礦物為網(wǎng)上購買，粒度-74+38 μm，純度98%。樣品的X射線衍射圖譜(XRD)如圖1，X射線熒光分析(XRF)如表1所示。XRF結(jié)果表明，孔雀石樣品中Cu的含量為55.83%，接近理論品位(57.47%)，Cu2(OH)2CO3的含量達到97.15%，滿足純礦物試驗要求。

鄰苯二羥肟酸在我們實驗室制備，步驟如下：(1)將鹽酸羥胺與氫氧化鈉按摩爾比14在去離子水溶液中30 ℃下攪拌30 min，得到羥胺離子；(2)將鄰苯二甲酸二甲酯和游離羥胺以摩爾比為12.1放入三口燒瓶中，50 ℃下反應(yīng)4 h；(3)將反應(yīng)后得到的液體倒入燒杯中，鹽酸酸化，最終pH 4～5，靜置1 d；(4)酸化后的產(chǎn)品抽濾，得到鄰苯二羥肟酸粗產(chǎn)品；用60～70 ℃的少量熱水溶解鄰苯二羥肟酸粗產(chǎn)品，冷水水浴析出鄰苯二羥肟酸晶體，抽濾，重復(fù)3次提純得到純度較高的鄰苯二羥肟酸。鄰苯二羥肟酸合成化學(xué)反應(yīng)式如(1)所示：

(1)

從圖1可以看出，3 139.18 cm-1處為O-H的伸縮振動峰；3 099.57 cm-1處為N-H的伸縮振動峰；3 044.90 cm-1處為芳環(huán)上C-H的伸縮振動峰；1 708.83 cm-1處為C=O的伸縮振動吸收峰；1 963.65、1 930.35、1 896.55和1 855.49 cm-1處為苯環(huán)的骨架振動峰；696.66 cm-1峰為1,2雙取代苯環(huán)衍生物的C-H面外彎曲振動峰；1 189.49 cm-1為C-N伸縮振動峰；976.41 cm-1處為N-O伸縮振動峰；由此可推斷合成了目標(biāo)產(chǎn)物鄰苯二羥肟酸。

圖1 鄰苯二羥肟酸的紅外光譜

從圖2可以看出，1H NMR (400 MHz，CDCl3)，7.89-7.73(4H)，7.48-6.87(2H)，1.25(2H)。核磁圖譜中 H 的位置和 H 的積分數(shù)值和鄰苯二羥肟酸上的質(zhì)子數(shù)和位置完全吻合，證明合成的產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)物。

圖2 鄰苯二羥肟酸的核磁氫譜

表1 孔雀石純礦物X射線熒光光譜分析 /%

圖3 孔雀石純礦物的X射線衍射圖

1.2 浮選試驗

采用XFG-40ML機械攪拌浮選機。將2.00 g礦物放入浮選槽中，加入35 mL去離子水。葉輪轉(zhuǎn)速1 300 r/min，用鹽酸和氫氧化鈉調(diào)漿1 min，在礦漿中加入100 mg/L的鄰苯二羥肟酸，調(diào)漿5 min。加入MIBC調(diào)漿1 min進行浮選。對精礦和尾礦進行過濾、干燥、稱量，計算浮選回收率。

混合浮選試驗采用5.00 g混合礦物(2.00 g孔雀石和3.00 g石英)作為浮選原料。捕收劑用量選擇孔雀石單礦物浮選最佳用量值，pH值選擇孔雀石單礦物浮選最佳pH值。將浮選得到的精礦和浮選后剩余的尾礦分別進行過濾、烘干、稱量，并測試銅精礦品位。根據(jù)公式(2)和公式(3)分別計算浮選產(chǎn)率和回收率。

(2)

(3)

式中：γ為浮選產(chǎn)率；K為精礦質(zhì)量，g；T為尾礦質(zhì)量，g；ε表示浮選回收率；β為浮選所得精礦品位，%；α代表原礦品位，%。每種條件下的浮選試驗重復(fù)進行3次，并記錄平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。

1.3 接觸角測定

采用ES-103HA接觸角測試儀測定礦物與試劑作用前后的接觸角。取2.0 g -38 μm孔雀石樣品，根據(jù)浮選工藝添加不同的捕收劑，用去離子水洗滌后過濾，放入真空干燥箱烘干備用。取一定數(shù)量的待用樣品，放入壓片機進行壓片，確保表面平整。進行接觸角測試，測3次，取平均值。

1.4 掃描電鏡-能譜測定

使用荷蘭飛利浦公司的XL30SEM -TM電子顯微鏡進行掃描電子顯微鏡(SEM)測試。能譜分析采用EDAX公司的能譜儀。具體操作：將不同待測試劑作用后的孔雀石樣品放入真空干燥箱進行干燥處理，干燥后取一定量樣品進行SEM-EDS分析檢測。本研究通過SEM和EDS檢測鄰苯二羥肟酸吸附前后孔雀石表面形貌和化學(xué)成分的差異。

1.5 Zeta電位測定

用JS94H電泳儀測定礦物表面Zeta電位。將低于0.05 g 5 μm的樣品加入100 mL燒杯中，加入40 mL氯化鉀溶液，反復(fù)搖勻使樣品均勻分布于溶液中。用NaOH和H2SO4將礦漿pH調(diào)節(jié)到要求的值。加入捕收劑鄰苯二羥肟酸，攪拌、靜置各5 min，取上清液，Zeta電位分析儀分析，重復(fù)測試三次，取平均值。并測試不添加捕收劑的空白對照組。

1.6 紅外光譜測定

氧化銅礦物與鄰苯二羥肟酸反應(yīng)前后的紅外光譜測試方法如下：用瑪瑙研磨機將孔雀石純礦物研磨至-5 μm，研磨后的純礦物放入干燥密封袋中備用，稱取純礦物2.00 g，放入盛有適量去離子水的燒杯中，進行浮選條件試驗，捕收劑的藥劑濃度為浮選濃度的40倍，置于磁力攪拌器上攪拌1 h，使溶液中各組分充分發(fā)揮作用。過濾，用去離子水清洗礦物2～3次，放入真空干燥箱，控制溫度在30 ℃待用。將待測樣品與KBr按1100的質(zhì)量比混合后，用瑪瑙研磨至5 μm以下，烘干壓制片狀試樣進行紅外光譜分析。

1.7 吸附容量的測定

采用UV-2700紫外光度計測定鄰苯二羥肟酸捕收劑在氧化銅礦物表面的吸附量，測定方法如下：按照一定的濃度梯度(40、60、80、100、120 mg/L)制備5組不同濃度的羥肟酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。稱取2.00 g純礦物，放入100 mL燒杯中，按浮選工藝順序添加除起泡劑外的所有試劑(起泡劑會影響紫外吸收)。攪拌后，靜置10 min。取上清液置離心管離心30 min。進行紫外光度測定。氧化銅表面的試劑吸附量計算如式(4)所示：

(4)

式中:τ為礦物吸附濃度，mg/g；C0為浮選藥劑溶液反應(yīng)前濃度，mg/L；C為浮選藥劑溶液反應(yīng)后濃度，mg/ L；V為浮選藥劑溶液體積，mL；m為孔雀石質(zhì)量，g。

1.8 XPS測量

X射線光電子能譜(XPS)是以X射線為基礎(chǔ)的。樣品制備：將孔雀石純礦物磨碎至-0.023 mm以下，每次試驗用分析天平準(zhǔn)確稱取2.00 g礦物樣品，進行浮選條件試驗，試劑在礦物表面的吸附達到穩(wěn)定狀態(tài)。反應(yīng)后的產(chǎn)品用去離子水洗滌，過濾，真空干燥箱低溫干燥，密封后將樣品進行X射線光電子能譜分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 浮選試驗

2.1.1 單礦物浮選試驗

圖4(a)為鄰苯二羥肟酸用量為100 mg/L、MIBC用量為40 mg/L時溶液pH對孔雀石和石英浮選的影響。圖4(b)為溶液pH為8.5、MIBC濃度為40 mg/L時，鄰苯二羥肟酸用量對孔雀石和石英純礦物捕收性能的影響。

(a) pH對孔雀石和石英浮選的影響; (b) 鄰苯二羥肟酸用量對孔雀石和石英純礦物捕收性能的影響

從圖4(a)可以看出，當(dāng)?shù)V漿pH小于9時，孔雀石回收率隨浮選液pH的升高而提高；浮選液pH為9時，鄰苯二羥肟酸對孔雀石的捕收性能最強，回收率最高，達到70%；當(dāng)溶液pH值大于9時，孔雀石的回收率隨溶液pH值的升高而降低；當(dāng)溶液pH為12時，回收率僅為18%。從圖中還可以看出，pH值對鄰苯二羥肟酸捕收石英影響不大，在pH 9時達到最大回收率，回收率僅為5.6%。

從圖4(b)可以看出，隨著鄰苯二羥肟酸濃度的增加，孔雀石和石英回收率先提高后趨于穩(wěn)定。將鄰苯二羥肟酸用量調(diào)整到80 mg/L后，孔雀石回收率達到70%。當(dāng)試劑濃度大于80 mg/L時，孔雀石回收率在70%左右波動。將鄰苯二羥肟酸用量調(diào)整到100 mg/L后，石英回收率也僅達到5%，當(dāng)試劑濃度大于100 mg/L時，石英回收率在5.3%左右波動。

2.1.2 人工混合礦物浮選

采用單礦物浮選的最佳藥劑用量80 mg/L進行了混合礦石浮選試驗。結(jié)果如圖5所示。

圖5 pH值對人工混合礦物浮選分離效果的影響

從圖5中可以看出，當(dāng)?shù)V漿pH小于9.0時，Cu回收率隨溶液pH的升高而提高；當(dāng)?shù)V漿pH大于9.0時，Cu回收率隨溶液pH的升高而降低；在pH 7.0～9.0范圍內(nèi)，鄰苯二羥肟酸浮選Cu性能較好，Cu回收率最高70.00%左右，而SiO2可浮性不佳，SiO2回收率最高5.00%左右。因此，鄰苯二羥肟酸是一種良好的捕收劑，在低堿條件下具有較好的選擇性，可以很好地分離孔雀石和石英。

2.2 表面潤濕性

礦物顆粒與捕收劑相互作用后的疏水性決定了礦物的可浮性[29]，用接觸角表示。鄰苯二羥肟酸捕收劑用量200 mg/L處理后孔雀石接觸角的測量結(jié)果如圖6所示，不同濃度鄰苯二羥肟酸處理后孔雀石接觸角變化見圖7。

未處理的孔雀石接觸角(47.13°)與報道值[30-31]一致。從圖6可以看出，羥肟酸處理后孔雀石的接觸角明顯增大，從47.13°增加到62.12°，說明孔雀石的表面疏水性增強。

圖6 鄰苯二羥肟酸捕收劑處理前后孔雀石表面接觸角

圖7 孔雀石表面接觸角與鄰苯二羥肟酸濃度關(guān)系

從圖7中可以看出，礦物表面接觸角隨著藥劑用量的增加而增大。當(dāng)試劑濃度在60～80 mg/L時，礦物表面接觸角上升較快，從52°增加到59°。當(dāng)濃度高于80 mg/L時，礦物表面接觸角趨于穩(wěn)定，最終值約為62°。接觸角測試表明，鄰苯二羥肟酸捕收劑能有效吸附在礦物表面，增加礦物表面的疏水性。

2.3 能譜分析

為了解經(jīng)鄰苯二羥肟酸處理后孔雀石表面組分的變化，孔雀石原礦及經(jīng)鄰苯二羥肟酸處理后孔雀石表面SEM-EDS譜圖如圖8所示。

從圖8可以看出，圖8(a)中的電子能譜只顯示了Cu、C和O的峰，EDS半定量分析結(jié)果顯示，Cu含量為54.49%，接近孔雀石礦物理論Cu含量57.57%，說明探測區(qū)域周圍沒有其他雜質(zhì)元素，孔雀石礦物較純。

鄰苯二羥肟酸處理后孔雀石的SEM-EDS譜圖如圖8(b)所示，圖8(b)的能譜中出現(xiàn)了C、O和Cu的峰，同時檢測到N元素的峰，N元素含量為0.21%。半定量分析結(jié)果表明，Cu原子含量從54.49%下降到53.48%，N原子含量從0上升到0.21%。這顯然是由于鄰苯二羥肟酸吸附在孔雀石表面，導(dǎo)致Cu原子濃度降低，N原子濃度升高。

(a)孔雀石的EDS；(b)孔雀石+鄰苯二羥肟酸的EDS

2.4 Zeta電位測量

圖9為使用HCl和NaOH作為調(diào)節(jié)劑時，在溶液中孔雀石、石英、孔雀石-鄰苯二羥肟酸、石英-鄰苯二羥肟酸的Zeta電位與pH值的關(guān)系。

圖9 鄰苯二羥肟酸捕收劑處理前后孔雀石和石英的Zeta電位與pH關(guān)系圖

從圖9可以看出，在pH 5～11的范圍內(nèi)，孔雀石的電位從20.58 mV下降到-28.32 mV，零電點在pH 8.4附近，與Lu等[27]和Yu等[28]的研究結(jié)果相近。在pH 5～11的條件下，石英的Zeta電位由-29.21 mV下降到-64.58 mV。石英沒有零電點，這與Li等[31]的研究結(jié)果相似。

從圖9也可以看出，在整個pH范圍內(nèi)，鄰苯二羥肟酸作用于孔雀石后，孔雀石的Zeta電位發(fā)生了較大的負移，使孔雀石的Zeta電位更負。這主要是由于鄰苯二羥肟酸在水溶液中分解，孔雀石表面吸附了帶負電荷的陰離子或分子。同時，在pH 5～11范圍內(nèi)，經(jīng)鄰苯二羥肟酸處理的孔雀石零電點下降至pH 6.7附近。通過與單礦物浮選試驗結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)在孔雀石浮選性能較好的pH范圍內(nèi)，即pH 7～10左右，孔雀石礦物表面動電位下降最大，這主要是由于鄰苯二羥肟酸解離的羥肟酸陰離子在孔雀石礦物表面的化學(xué)吸附所致。同時，從電位遷移程度可以看出，鄰苯二羥肟酸大量吸附在孔雀石表面，這與SEM-EDS中Cu和N元素的含量變化趨勢相一致。從圖9中還可以看出，鄰苯二羥肟酸與石英相互作用后，石英的Zeta電位略有偏移，下降不明顯，說明鄰苯二羥肟酸與石英之間無化學(xué)反應(yīng)。

2.5 FT-IR光譜分析

本部分主要研究孔雀石與鄰苯二羥肟酸作用前后的紅外光譜。通過紅外光譜分析，研究了鄰苯二羥肟酸捕收劑在孔雀石礦石表面的作用機理?？兹甘c鄰苯二羥肟酸作用前后的紅外光譜如圖10所示。

圖10 鄰苯二羥肟酸處理前后孔雀石的紅外光譜圖

從圖10中可知，(a)為鄰苯二羥肟酸的紅外光譜，3 139.18 cm-1為O-H的伸縮振動峰；3 099.57 cm-1為N-H的伸縮振動峰；1 708.83 cm-1為C=O的伸縮振動吸收峰；1 189.49 cm-1為C-N伸縮振動峰；976.41 cm-1為N-O伸縮振動峰[32]。

(b)為孔雀石的紅外光譜，其中3 312.80 cm-1處是-OH的伸縮振動峰，-OH的彎曲振動吸收峰發(fā)生在1 046.94 cm-1處[33]，CO32-的對稱伸縮振動峰在1 096.34 cm-1處，CO32-的不對稱振動伸縮峰發(fā)生在1 493.97 cm-1和1 389.68 cm-1處[34]。

(c)為孔雀石礦與鄰苯二羥肟酸作用后的紅外光譜，與a、b對比可知，孔雀石的特征峰3 312.80 cm-1偏移到3 304.76 cm-1，且在1 507.29、1 172.65和969.68 cm-1出現(xiàn)了新的吸收峰，1 507.29 cm-1為羥肟酸銅的特征吸收峰[35]，1 172.65 cm-1為C-N的伸縮振動峰，969.68 cm-1為Cu-O的特征吸收峰，說明Cu-O和C-N出現(xiàn)在了孔雀石表面。鄰苯二羥肟酸捕收劑改變了孔雀石礦表面的性質(zhì)，使得孔雀石礦特征峰發(fā)生偏移并產(chǎn)生了新的峰，表明鄰苯二羥肟酸分子吸附在孔雀石表面并且和孔雀石形成了新的物質(zhì)，吸附為化學(xué)吸附。

2.6 吸附量分析

為研究鄰苯二羥肟酸和孔雀石的相互作用，采用紫外-可見光譜法測定了鄰苯二羥肟酸在孔雀石表面的吸附量。結(jié)果如圖11所示。

圖11 鄰苯二羥肟酸在孔雀石表面吸附量與鄰苯二羥肟酸濃度關(guān)系

圖11顯示了鄰苯二羥肟酸在礦物表面的吸附能力隨鄰苯二羥肟酸濃度的變化。隨著鄰苯二羥肟酸濃度的增加，鄰苯二羥肟酸對孔雀石的吸附能力顯著增加。最終孔雀石對鄰苯二羥肟酸的吸附量始終穩(wěn)定在1.52 mg/g左右。從吸附量可以看出鄰苯二羥肟酸對孔雀石有較強的吸附作用。

2.7 XPS分析

為確定鄰苯二羥肟酸在孔雀石表面的化學(xué)吸附機理，對鄰苯二羥肟酸處理前后的孔雀石顆粒進行了XPS分析。結(jié)果如圖12所示。XPS光譜元素含量如表2所示。鄰苯二羥肟酸處理孔雀石前后Cu 2p、O 1s和N 1s分譜圖如圖13所示。

圖12 鄰苯二羥肟酸處理孔雀石前后XPS總譜圖

表2 鄰苯二羥肟酸處理前后孔雀石的元素含量

圖13 鄰苯二羥肟酸處理孔雀石前后Cu 2p、O1s和N1s分譜圖

從表2和圖12可以看出，經(jīng)鄰苯二羥肟酸處理后孔雀石的XPS在398 eV處出現(xiàn)了一個新的峰值，屬于N 1s[27，36]。N元素的含量從0增加到2.13%?？兹甘砻娴腃 1s從33.37%上升到36.33%，Cu 2p從13.96%下降到10.76%，O 1s從52.67%下降到50.78%。碳、氮含量顯著增加，銅、氧含量明顯下降，表明鄰苯二羥肟酸在孔雀石表面吸附。從圖13的分譜圖可以看出，未處理的孔雀石表面沒有檢測到明顯的N 1sXPS波段。而在398.26 eV處出現(xiàn)N 1s帶，這個峰值是由鄰苯二羥肟酸引起的。該結(jié)果為鄰苯二羥肟酸在孔雀石表面的吸附提供了進一步的證據(jù)。

Cu 2pXPS譜圖顯示，未處理孔雀石的Cu 2pXPS譜帶出現(xiàn)在約934.14 eV和954.22 eV；它們分別歸屬于孔雀石中的Cu 2p3/2和Cu 2p1/2[37]。經(jīng)鄰苯二羥肟酸處理后，Cu 2p譜帶分裂為兩個峰，在933.22 eV和953.23 eV處出現(xiàn)了新的峰，但原峰的結(jié)合能沒有明顯變化。結(jié)果表明，鄰苯二羥肟酸處理后孔雀石中銅原子的電子環(huán)境發(fā)生了明顯的改變；因此，銅原子可能是孔雀石與鄰苯二羥肟酸相互作用的活性位點。

孔雀石的O1sXPS分譜只有一個峰，約為531.07 eV，這歸因于孔雀石中碳酸鹽或羥基的氧[38]。在鄰苯二羥肟酸吸附后，O 1s峰在531.07 eV處分裂為兩個峰，分別位于530.90 eV和532.24 eV左右。在532.24 eV處出現(xiàn)一個新峰，主要是由于鄰苯二羥肟酸中-CONHOH-基團上的氧原子，表明-CONHOH-基團上的兩個氧原子與孔雀石結(jié)合后發(fā)生鍵合[23]。

3 結(jié)論

(1)以鄰苯二甲酸二甲酯和鹽酸羥胺為原料, 在50 ℃下反應(yīng)4 h后經(jīng)過鹽酸酸化和重結(jié)晶提純得到鄰苯二羥肟酸。鄰苯二羥肟酸為白色針狀晶體，易溶于水和有機溶劑。

(2)對孔雀石的微浮選試驗結(jié)果表明，鄰苯二羥肟酸的最佳浮選pH為8.5，最佳浮選藥劑用量為80 mg/L，孔雀石的最佳浮選回收率為70%。接觸角測定結(jié)果表明，經(jīng)鄰苯二羥肟酸處理后，孔雀石的疏水性大大提高，表面接觸角由47.13°增加到62.12°。

(3)SEM-EDS和吸附能力測試證實鄰苯二羥肟酸吸附在孔雀石表面。紅外光譜表明，鄰苯二羥肟酸能與孔雀石表面的Cu2+離子發(fā)生反應(yīng)，并在孔雀石表面形成強烈的化學(xué)吸附。另一方面，Zeta電位分析結(jié)果表明，鄰苯二羥肟酸可大量吸附在孔雀石表面，而不吸附于石英表面，可以有效地分離孔雀石和石英。 XPS分析結(jié)果同樣表明，鄰苯二羥肟酸有效吸附在孔雀石表面。