随着硫化锌资源的枯竭和锌需求量的不断增加,从低品位氧化锌矿石中提取金属锌成为国内外研究的重要课题之一。“硫化—黄药浮选法”因受矿泥的影响小,其在氧化锌矿石的分选中具有良好的前景。硫化是氧化锌矿浮选关键的一步,如何有效地促进氧化锌矿物的硫化,获得稳定的人造硫化锌表面,是“硫化—黄药浮选”氧化锌矿的关键。本论文深入开展了氯-铵组元体系下菱锌矿硫化行为及机理研究,其目的是促使菱锌矿表面形成稳定的硫化锌组分,提高矿物表面的疏水性,为“硫化—黄药浮选”技术在工业上的应用提供理论基础和技术支撑。本论文以菱锌矿（-74+38um）为研究对象,首先进行了不同组元溶液体系中菱锌矿纯矿物硫化-浮选试验研究,确定了浮选试验的主要因素,然后通过菱锌矿溶解试验、Visual MINTEQ计算、过渡态计算和最小能量路径搜索,研究了菱锌矿-水固液界面及溶液体系中锌、硫组分的迁移与转变。基于“离子交换”和“金属硫化物沉淀吸附”的双重硫化机理提出了铵组元催化菱锌矿表面硫化的模型。最后通过XRD、TOF-SIMS和XPS等多种检测分析手段的联合,研究了硫化锌沉淀物的性质、菱锌矿的硫化表面特性及铵组元对菱锌矿硫化的影响。上述研究结果表明:氯化钠-氨水、氯化铵体系中菱锌矿硫化-浮选的回收率较去离子水溶液体系提高了10%²0%;最佳试验条件下,菱锌矿浮选回收率最高为74.52%;S在Zn、C顶部吸附构型中,水化膜阻碍了HS^-在菱锌矿（001）表面的化学吸附作用;NH₄Cl能促进菱锌矿表面的溶解。硫化钠的添加促使溶液中锌、硫离子组分向菱锌矿表面迁移,降低了溶液体系中锌浓度(C_ZnT)。NH₄Cl和NH₃·H₂O的加入促进了溶液中锌、硫离子组分向菱锌矿表面的转移,当考虑固相形成后,溶液中NH₄⁺离子和浓度增加的Zn²⁺离子促进了ZnS（aq）、Zn₂S₃^2-离子和Zn₄S₆^4-离子向闪锌矿的深度转变,生成了更多的闪锌矿沉淀。闪锌矿沉淀在菱锌矿表面的吸附强化了菱锌矿表面的硫化。NH₃基团催化菱锌矿硫化反应的密度泛函理论研究表明:Zn（OH）₂+HS^-→ZnS的反应需要克服的能量势垒高达90.46kcal/mol;Zn（OH）₂与NH₃-H₂O发生络合反应时,Zn（NH₃）₄²⁺离子将优先生成;在NH₃基团催化下,Zn（OH）₂+HS^-→ZnS反应途径的总能量势垒降低到65.31kcal/mol。通过降低Zn（OH）₂与HS^-反应形成ZnS过程的能量势垒和反应路径,NH₃基团呈现出催化作用,这是铵组元催化菱锌矿表面硫化的主要原因。Zn（OH）₂+HS^-→ZnS反应的最小能量途径表明:无NH₃基团存在时,O-Zn键和H-S键的阶梯断裂是菱锌矿表面硫化的主要途径,反应需要克服的能量势垒较高。有NH₃基团存在时,由于锌-氨-羟基络合物的形成促进了Zn（OH）₂的脱羟基行为,显著降低了脱羟基的能量势垒。同时,NH₃基团存在时S原子从HS^-向Zn原子的迁移生成ZnS所克服的能量势垒较无NH₃基团时更低,因此起到催化作用。NH₃·H₂O和NH₄Cl的添加可促进矿物表面硫化锌组分的形成。菱锌矿与硫化钠作用后,矿物表面所形成硫化物的厚度约为15.32 nm,NH₃·H₂O和NH₄Cl分别添加后,矿物表面所形成硫化物的厚度分别为29.2 nm和26.66nm。用硫化锌沉淀物对菱锌矿表面作用前后,S原子浓度增加到1.6%,锌原子浓度从18.2%增加到24.2%。经Na₂S处理的菱锌矿表面生成的硫化锌组分由单硫化锌和多硫化锌组成。NH₃·H₂O的加入使菱锌矿表面的硫含量增加,并使单硫化物转化为多硫化物,促进了菱锌矿的硫化,从而有助于提高菱锌矿表面的疏水性。