有色金属浮选关键：用 ATP5200P 光谱解析黄药吸附与分离机制

2026-03-30 12:26:31, Optosky 奥谱天成（厦门）光电股份有限公司

黄药即黄原酸盐，通式为：ROCSSM(其中M为碱金属),是一类最重要的有机合成硫化矿类捕收剂，主要合成原料为二硫化碳、氢氧化钠和醇，根据醇的不同命名为不同的黄药。黄药在矿物表面或吸附质表面的吸附研究是矿业工程和环境科学学科研究中常会遇到的问题。

在有色金属选矿领域，浮选是实现黄铜矿与脉石矿物分离的关键技术，而黄药作为硫化矿浮选最常用的捕收剂，其在黄铜矿表面的吸附行为对浮选效果起着决定性作用

应用简介

中国长期以来铜供应不足，2008年国内铜产量仅占年消费量的74%,中国生产的铜主要取自黄铜矿。黄铜矿常与辉钼矿共、伴生在一起，使其利用困难。黄铜矿的回收利用主要是通过浮选方法实现，目前铜钼矿选矿主要采用铜钼混合浮选—粗精矿分离的浮选工艺，在此工艺混合浮选阶段，为提高铜钼的回收率，多采用捕收能力强的黄药类捕收剂。理解黄药在黄铜矿表面的吸附热力学与动力学机制，是优化浮选工艺、提高铜回收率的核心。

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图1. 黄原酸盐

实验设计

紫外-可见吸收光谱的常规定量分析的方法有：绝对法、标准对照法、比吸收系数法、标准曲线法、标准加入法、解联立方程法等，其中以标准曲线法最为常用。在黄药吸光度测量时，采用标准曲线法来检测黄药溶液浓度，以研究钙对黄药在闪锌矿表面吸附的影响，所测溶液的吸光度控制在0.2～0.7范围内。

图2. 溶液吸光度测量方案

波长选择：

实验开始，研究团队对黄药溶液在紫外吸收光谱范围内进行全面扫描，如同在茫茫宇宙中探寻宝藏，最终发现了黄药在波长 226.5 和 300nm 处有两个明显吸收峰，而300nm 处的吸收峰更为突出。进一步采用标准曲线法对不同浓度的标准样品进行浓度测量和线性拟合后，确定 300nm 为最佳检测波长。

紫外吸收光谱测定：

配制不同浓度的黄药溶液，以蒸馏水为参比进行光谱扫描，光谱扫描结果见图1。从图1可以看出，在紫外区吸收特征峰均出现在波长226.5和300 nm处，且随浓度增大呈正相关变化；300 nm处的特征峰高于226.5 nm处的特征峰，在浓度改变时，吸收特征峰的位置并没有发生变化。

图3. 黄药溶液吸光度光谱

准确称取0.5000g黄药，溶解于蒸馏水中，用50 mL容量瓶定容，得到10g·L-¹的黄药溶液。将所配制好的黄药溶液稀释，得到不同浓度的黄药溶液，选取300nm作为特征波长，对不同浓度的黄药溶液进行吸光度测量，对所得数据进行线性拟合，即得到黄药溶液的标准曲线。

图4. 黄药溶液标准曲线

pH 调控：

系统研究 pH 2 - 12 条件下黄药稳定性及吸附行为，在不同 pH 值的溶液环境中，黄药的性质和行为如同变色龙般发生变化。当 pH 为 3 时，吸光度下降，黄药开始分解；pH 为 2 时，黄药已完全分解。而在 pH 值在 5 - 10 范围内，黄铜矿对黄药吸附较好，溶液最佳吸附 pH 值为 9，这为实际选矿过程中调控溶液酸碱度提供了科学依据。

图5. PH对黄药在黄铜表面吸附量的影响曲线

温度梯度：

设置 288 - 303K 温度区间，分析热力学响应。温度如同一只无形的手，影响着黄药在黄铜矿表面的吸附过程。研究发现在该温度范围内，温度变化对吸附量多少影响不大，但随着温度升高，吸附量增加，说明升高温度有利于吸附过程进行，不过吸附量增加幅度很小，表明黄药在黄铜矿表面吸附受温度影响较小。

图6. 不同温度条件下黄铜矿吸附黄药的拟合曲线

产品推荐

奥谱天成提供全面且可靠的光谱分析仪器，包括ATP系列光纤光谱仪、ATR系列拉曼光谱仪、IR红外光谱仪、ATF荧光光谱仪等系列产品，满足矿石浮选各类检测应用需求。其中ATP5200P对此类应用有着明显优势，如下：

图7. 仪器展示

190-1100nm宽光谱覆盖；

奥谱天成ATP5200P紫外增强型光纤光谱仪拥有190 - 1100nm 的超宽光谱覆盖范围，如同一位全知全能的观察者，能够全面捕捉黄药在紫外区域的特征吸收峰甚至近红外区域的微弱信号。

在研究中，黄药在 226.5 和 300nm 处的紫外吸收峰能被精准识别，同时还能监测400nm以后背景干扰，为浓度测定提供了关键依据。通过近红外波段辅助，有助于分析黄药与黄铜矿表面的相互作用，从多个维度揭示吸附过程的奥秘，为深入理解吸附机制提供更丰富的数据支持。

高灵敏响应；

这款光谱仪配备了2048像素的紫外增敏 CCD，低温的工作环境提高了光谱仪灵敏度，能够敏锐地捕捉到极其微弱的光信号，最低甚至能够检测0.032mg/L 的黄药吸收峰，这一高灵敏响应能力，使得研究人员能够在极低浓度下研究黄药的吸附行为，为揭示吸附过程的微观机制提供了可能，也为实际选矿过程中黄药用量的精准控制提供了技术保障。

成谱时间短，支持在线实时光谱检测；

ATP5200P集成了 USB高速传输接口和 18 位 A/D 转换技术，数据传输速度快，转换精度高，就像一条高速信息通道，确保实验数据能够快速、准确地传输到计算机中进行分析处理。并且能够同时采集所有波长的强度信号，从而支持研究人员在实验过程中实时观察黄药在黄铜矿表面的吸附过程，直观地了解吸附速率的变化，及时发现吸附过程中的关键节点，为深入研究吸附动力学提供有力的工具。

模块化设计；

光谱仪采用模块化设计理念，提供 SMA905 光纤接口和自由空间光路两种选择，如同一位灵活多变的战士，能够根据不同的浮选场景和实验需求进行自由切换。在复杂的选矿现场，SMA905 光纤接口可以方便地连接各种光纤探头，实现对矿浆中黄药浓度的在线监测。而自由空间光路则适用于实验室中的精细研究，能够满足对光路布局有特殊要求的实验，为不同场景下的研究工作提供了极大的便利。