锌的硫化矿是工业上提取锌金属资源的主要原料,其中铁闪锌矿资源占据重要地位。我国铁闪锌矿资源丰富,且共伴生大量稀贵金属,对其选别回收进行研究具有重大意义。闪锌矿的晶格中部分锌原子被铁取代后,其物理化学性质受到显著影响,表面性质及浮选行为也随之改变,进而导致铁闪锌矿的浮选回收存在铜活化困难、黄药吸附活性下降、碱性下受到严重抑制以及难以与黄铁矿实现良好分离等难点,然而目前这些问题仍未得到系统有效地解决。因此,本文以不同铁含量闪锌矿为研究对象,首先,通过纯矿物浮选研究与药剂吸附量测定,系统考察了硫酸铜活化丁基黄药捕收浮选体系中闪锌矿的铁含量对其浮选行为及药剂吸附的影响规律;在此基础上,通过接触角测定、溶出量测定、乙二胺四乙酸（EDTA）选择性萃取、X射线光电子能谱（XPS）分析、场发射扫描电子显微镜能谱（FESEM-EDS）分析、飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）分析、电化学研究等手段揭示了铁含量对闪锌矿表面氧化、混合矿体系中硫酸铜活化以及高碱高钙抑制选择性的影响规律及机制,明确了提高铁闪锌矿与黄铁矿浮选分离效果的探索方向:开发非高碱工艺、提高硫酸铜活化选择性以及实现黄铁矿的选择性抑制;最后,分别开展了低碱下氯化铵调控铜活化选择性和非高碱性下黄铁矿选择性抑制研究来优化铁闪锌矿与黄铁矿的分离浮选,并取得了较好效果。单矿物浮选和药剂吸附量研究表明,铁取代降低了闪锌矿的天然可浮性、丁基黄药捕收可浮性以及硫酸铜活化丁基黄药捕收可浮性,铁取代对闪锌矿黄药吸附过程的阻碍作用是闪锌矿浮选效果恶化的原因;碱性增强和氧化钙调浆凸显了铁取代对闪锌矿黄药吸附以及浮选的不利影响,导致高铁闪锌矿浮选在氧化钙调浆的高碱环境下受到严重抑制。闪锌矿表面氧化研究表明,闪锌矿在空气中氧化缓慢,在矿浆中发生一定程度氧化,且闪锌矿的氧化活性和氧化程度随其铁含量升高而增加;闪锌矿铁含量升高导致其表面氧化加剧,带来离子溶出、表面氧化产物组成与形貌、表面疏水性及浮选行为的差异:在酸性下,铁闪锌矿更大程度的氧化表现为离子溶出量增加、表面富硫程度增加、氧化后表面天然疏水性增加;在高碱性下,随着铁含量升高,闪锌矿离子溶出增加,表面吸附更多金属氧化物/氢氧化物和金属羟基阴离子,氧化表面形貌产生显著改变,天然疏水性降低以及氧化后浮选回收率下降幅度增加。混合矿研究表明,硫酸铜活化丁基黄药捕收体系只能在高碱下实现闪锌矿与黄铁矿的浮选分离,且分离效果随闪锌矿铁含量升高而显著下降;氧化钙调浆环境对闪锌矿浮选抑制程度随闪锌矿铁含量升高而增加,导致高碱性下基本无法实现高铁闪锌矿与黄铁矿的浮选分离;铜在闪锌矿与黄铁矿表面的吸附在酸性和中性环境下具有选择性,在碱性环境下失去选择性,丁基黄药吸附在铜活化下的闪锌矿与黄铁矿混合体系中具有一定选择性,且选择性随闪锌矿铁含量升高而下降;闪锌矿与黄铁矿铜活化过程存在两个本质差异:无论处于酸性还是碱性环境,无论铁含量高低,闪锌矿铜活化过程均遵循铜锌离子交换机制,而黄铁矿则不发生铜铁离子交换过程;铜离子可渗透进入闪锌矿晶格内部,却只能在黄铁矿表面发生吸附;铁取代对闪锌矿铜活化过程带来一定影响,表面铁无法与铜发生离子交换,但铁取代促进了铜离子向闪锌矿晶体内部渗透的过程;闪锌矿与黄铁矿铜活化过程的本质差异反映出铜离子在两种矿物表面吸附强度的显著差异,这为两种矿物铜活化选择性调控创造了良好条件;在高碱性下,钙和铁氢氧化物在闪锌矿和黄铁矿表面的吸附均具有一定的选择性,但随着闪锌矿铁含量升高,两种物质吸附的选择性相应下降,这也是高碱高钙环境对铁闪锌矿与黄铁矿混合矿体系抑制选择性不足的本质原因;闪锌矿铁含量升高导致铜活化选择性、钙抑制选择性以及铁氢氧化物吸附选择性降低,这也是导致铜活化黄药捕收体系下高碱高钙环境分离闪锌矿与黄铁矿效果随闪锌矿铁含量降低的三大原因;基于此,提出提高铜活化黄药捕收体系下闪锌矿尤其是高铁闪锌矿与黄铁矿浮选分离效果的探索方向:开发低碱度分离工艺、提高铜活化选择性以及实现黄铁矿的选择性抑制。氯化铵调控铜活化选择性研究表明,p H=9时,氯化铵能够强化闪锌矿的铜活化、削弱黄铁矿的铜活化,从而提高铜活化体系下闪锌矿与黄铁矿的浮选分离效果,但分离效果仍然表现出随闪锌矿铁含量升高而下降的趋势;低碱下氯化铵主要通过锌氨络合溶解氢氧化锌、铜氨络离子“储存”、“释放”、“运载”铜离子促进铜离子活化以及锌氨络合促进铜锌交换三个途径来强化闪锌矿铜活化,通过维持黄铁矿表面羟基化以及氨分子解吸黄铁矿表面吸附铜的方式削弱黄铁矿铜活化,最终实现对闪锌矿与黄铁矿混合矿体系中铜活化选择性的提升。非高碱下黄铁矿的选择性抑制研究表明,次氯酸钙在p H=9/10.5下具有良好的抑制选择性,能够较好地实现闪锌矿与黄铁矿的浮选分离,将次氯酸钙选择性抑制与铜氨体系选择性活化相结合,能够实现低碱下闪锌矿与黄铁矿的较好浮选分离,但仍然无法避免闪锌矿铁取代对分离效果的不利影响;在闪锌矿与黄铁矿混合体系中,矿物表面氧化程度的不同及其带来的锌铁氢氧化物吸附差异和钙吸附的选择性是次氯酸钙发挥选择性抑制的基础,闪锌矿的铁取代带来的其与黄铁矿在氧化溶出、锌铁氢氧化物吸附以及钙吸附三个方面选择性的降低是次氯酸钙抑制选择性下降的本质原因。本文的研究探明了闪锌矿铁取代对铜活化黄药捕收体系中闪锌矿与黄铁矿浮选分离的影响规律及机制,明确了提高铁闪锌矿与黄铁矿浮选分离效果的突破方向,并从调控铜活化选择性与实现非高碱下黄铁矿选择性抑制两个方向进行了深入有效的研究,为系统解决铁闪锌矿与黄铁矿浮选分离难题奠定了一定的理论基础。