云南省自然科学奖一等奖：新技术显著提高铜铅锌氧化矿的浮选回收率

近日，《云南省人民政府关于2020年度科学技术奖励的决定》发布，揭晓获2020年度省科学技术奖的项目和个人。其中，在自然科学奖中，由昆明理工大学申报的“铜铅锌氧化矿物强化硫化浮选理论”项目成果获一等奖。

铜铅锌是国民经济和国防建设重要的有色金属材料。我国铜铅锌年消耗量巨大，但自给率不足，对外依存度过高。铜铅锌氧化矿主要存在于硫化矿矿床的氧化带，是全省矿产资源的重要组成部分。由于选冶回收难度大，严重影响了资源的回收利用效率，同时也影响了企业的经济效益。

近10年来，昆明理工大学铜铅锌氧化矿物强化硫化浮选理论项目团队开展创新性基础理论研究，形成了以“矿物晶体与表面电子密度分布规律—强化硫化反应路径—矿物表面硫化产物精细识别”为核心的强化硫化浮选理论，丰富发展了有色金属氧化矿浮选理论体系。

昆明理工大学发规处处长、省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室副主任文书明介绍，以项目中的某一项科学发现为例，大量试验研究和生产实践表明，铜铅锌氧化矿需硫化形成硫化物表面，才能通过黄药类捕收剂获得较好的浮选效果。但表面硫化技术存在硫化效率低、硫化程度弱、硫化层不稳定等缺点，导致捕收剂在矿物表面难以稳定吸附，浮选指标较差。

针对表面硫化技术存在的问题，项目提出了“铵胺耦合插层硫化孔雀石”“氯离子强化硫化白铅矿”“氨组元催化硫化菱锌矿”的技术思路，从固体物理、表面化学、溶液化学角度，结合多种先进检测手段和量子化学模拟计算，开展强化硫化理论研究。通过铜铅锌氧化矿硫化过程强化，改变了常规硫化的化学反应路径，降低硫离子表面反应能垒，提高硫离子与矿物表面的反应速率，增加了矿物硫化物的厚度和稳定性，为后续的黄药吸附反应创造良好的条件。

此外，该项目首次发现氧化铜矿物孔雀石的层状分子结构，获得了系统的铜铅锌碳酸盐矿物晶体与表面的电子密度分布规律和化学成键性质；首次发现氧化铜矿物孔雀石插层硫化现象，揭示来铵胺耦合硫化孔雀石、氯离子强化硫化白铅矿、氨组元催化硫化菱锌矿的化学机制；首次发现铜铅锌碳酸盐矿物表面硫化产物为多元硫化物的复合晶形三维表层结构，揭示了黄药类捕收剂与强化硫化表面的作用机理。

文书明表示，通过铜铅锌氧化矿物强化硫化过程深入的理论研究，项目形成了系统的铜铅锌氧化矿物强化硫化浮选理论。以此理论为依据，开发了氧化铜矿胺铵耦合插层硫化浮选等新技术，并在云南、西藏等省区的矿山企业获得广泛应用，显著提高铜铅锌氧化矿的浮选回收率。新理论的形成和新技术的实施，推动了我国有色金属选矿行业的科技进步。