浮选药剂及其作用原理68页PPT
3.2浮选药剂
浮选药剂的分类及作用
pH调整剂 抑制剂 活化剂
调整剂
捕收剂
浮选药剂的 分类及作用
起泡剂
浮选药剂的分类及作用
浮选药剂:在浮选过程中用来改变矿物表面物理化学性质, 或创造条件调节矿物可浮性的药剂。 调整剂:用于调整其他药剂与矿物表面的作用,提高浮选过 程的选择性。 pH调整剂——调节介质pH值。 抑制剂——抑制非目的矿物。 活化剂——促进目的矿物与捕收剂作用。 捕收剂:是用于增强目的矿物表面疏水性,而使矿物上浮的 药剂。 起泡剂:促使泡沫形成,增加分选界面与捕收剂的联合作用。
烃基 结构
随着黄药分子中的碳链增长,其捕收能力增强 ,但碳链过长,捕收剂选择性下降。 乙基黄药和丁基黄药捕收能力强,选择性好, 使用最为广泛; 5个碳及以上的高级黄药适用于难选矿石,对 提高金属回收率有良好作用。
黄药的选择性
黄原酸盐的形成是黄药产生捕收作用的根据之一,其捕收作用的强弱 与金属黄原酸盐的可溶性是一致的。黄原酸盐越难溶,相应的金属矿 物越容易被捕收。如铜铅锌的黄原酸盐在水中的溶解度大小顺序为: Zn2+>Pb2+>Cu+,以黄药为捕收剂,黄铜矿和方铅矿的可浮性优 于闪锌矿,因此,黄铜矿和方铅矿可采用乙基黄药浮选,而闪锌矿则 需高级黄药浮选。
选择性差,对温度敏感的不足之处。
小结
不同类型的矿石需要选用不同类型的捕收剂,系统地,
科学地认识各类捕收剂的共性与个性,有助于正确选
小
结
择和使用好各种药剂。浮选之所以能被广泛应用于矿
物加工,重要的原因在于它能通过浮选药剂灵活、有
效地控制浮选过程,成功地将矿物按人们的要求加以
分开,使资源得到综合利用。
捕脂
的关系:
矿物加工工程-浮选药剂
率,则应选用高级黄药。 (4)黄药可捕收的矿物 贵金属和自然铜; 硫化矿物; 硫化后的氧化矿。
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2.2.3 巯基类阴离子型捕收剂
(5)作用机理
化学吸附说 黄药对硫化矿的捕收,前提是必需有氧的存在。硫化矿 物表面先发生氧化反应,形成硫氧盐或硫酸盐,然后,再与黄药作用 生成溶度积很小的难溶盐。
度相对较慢。 C.黄药遇热分解,遇水也分解,故黄药应存放在干燥、阴凉的地方。 D.工业使用的黄药含15%杂质和水,故不宜久存,最好是现配现用。
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2.2.3 巯基类阴离子型捕收剂
(3)黄药的性质
氧化性 黄药是强还原剂,易被氧化,生成双上黄药。 2ROCSS-+1/2O2+CO2 → (ROCSS)2+CO322ROCSS-+1/2O2+H2O → (ROCSS)2+2OH-
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2.2.3 巯基类阴离子型捕收剂
(2)性质 弱电解质,在水中可解离,即
(RO)2PSSNa→(RO)2PSS- + Na+ A. 比黄药稳定,在酸介中分解速度慢,故必须在酸介中浮选时,可选
用黑药做捕收剂。 B. 较难氧化,氧化后生成双黑药。
2(RO)2PSS– – 2e → (RO)2PSS-SSP(OR)2 双黑药:油状非离子型液体,可捕收硫化矿,用途不如黑药广泛。 C. 捕收硫化矿时,以其亲固基中S2-与矿表金属离子结合,故黄药能 捕收的矿物,黑药也可以,工业用途仅次于黄药,用量≤125g/t。 D. 黑药常含有H2S,有一定硫化作用,可分选已轻微氧化的硫化矿。
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2.2 捕收剂 2.2.1 分类与结构
选矿学课件——浮选药剂
浮选药剂的产生和发展(经历三个阶段)
• 3、60年代以来,发展中的非离子特性特效捕收 剂时期(又称络合捕收剂时期)。
• 硫胺酯、硫氮晴酯、黄原酸酯及双黄药等非离子 型极性捕收剂,也包括各种典型络合捕收剂,如 8-羟基喹啉、羟肟酸、二苯硫腙等,其特点:选 择性更好,用量更少,这些药剂常以黄药、黑药 等离子型捕收剂为中间体进一步反应制得。虽然 合成方法较复杂,价格较高,但因单耗降低,同 时减少配合使用其他药剂,因此,药剂总费用仍 有可能降低。
(2)起泡剂 为表面活性物质,主要富集在水-气界面,促使
空气在矿浆中弥散成小气泡,防止气泡兼并,并提 高气泡载矿化和上浮过程中的稳定性,保证矿化气 泡上浮后形成泡沫层刮出。 (3)调整剂
用于调整其他药剂(主要是捕收剂)与矿物表 面的作用,调整矿浆的性质,提高浮选过程选择性。 调整剂的种类较多,可细分为四种:
• 这一时期,浮选理论和浮选药剂理论发展 也较快,国内外出版了不少专著,如国内 出版物:
• 见百熙编著《浮选药剂》
• 王淀佐编著《浮选剂作用原理及应用》
• 朱玉霜、朱建光编著《浮选药剂的化学原 理》
• 王淀佐等著《选矿与冶金药剂分子设计》
浮选药剂的分类
• 经试验研究并具有一定效果的化合物约 8000种,而使用较高的约有100种,对浮选 药剂进行分类的目的,主要是为比较系统 地、科学地认识药剂的共性和个性,以利 于正确地选择和配合使用好各种药剂。
• 由于研究角度不同,有不同的分类方法, 按药剂在浮选中的用途并结合药剂的属性 及解离性质等分为捕收剂、起泡剂、调整 剂三大类。
虽然它们的天然可浮性也相似。但通过浮选药剂 的作用,可以成功地浮选分离,得到四种精矿,分 别送冶金和化工企业回收铜、铅、锌、硫等元素使 用浮选药剂是控制矿物浮选行为最灵活、最有效、 最方便的手段。此外,通过浮选药剂得到稳是的大 量气泡也是浮选能够高效进行的前提。
选矿---浮选ppt课件
2引入空气,产生大小合适、数量足够、稳定性适宜的气泡 ,使之分散在矿浆中,以一定的动能运动,并和药剂、矿粒碰 撞,产生选择性粘附,实现矿化;
3矿化气泡能升至液面,形成三相泡沫层,并产生二次富集 作用;泡沫精矿和尾矿能及时排出。
④形成稳定的矿浆液面和泡沫层,及时稳定地排出泡沫精矿 ⑤结构简单,维修方便,能耗低,寿命长,能长期安全运转
⑥适应自动化需要,调节方便、灵活,减少检测仪表和执行机构 数量。
目前各行业尚无统一的标准评价浮选机性能,下 列指标采用较多,可作为评价的参考
1充气性能与浮选指标(精矿、尾矿质量和数量) 2处理能力(各种形式); 3动力消耗(吨原矿计); 4价格、安装、操作、维修费用及占地面积等。
*根据药剂的用途分类
(1)捕收剂
能选择性地作用于矿物表面并使其疏 水的有机物质称为捕收剂。捕收剂作用于
矿物一水界面,通过提高矿物的疏水性,
使矿粒能更牢固地附着于气泡而上浮。
(2)起泡剂
为表面活性物质,主要富集在水一
气界面,促使空气在矿浆中弥散成小气
泡,防止气泡兼并,并提高气泡在矿化
和上浮过程中的稳定性,保证矿化气泡
浮选过程中的充气矿浆,是由矿物颗粒、水、气泡组成的 矿粒是固相,水是液相, 气泡是气相。通常把浮选过程中的充 气矿浆叫三相体系。相间的分界面叫相界面。
浮选时,各种矿物颗粒对气泡粘附的选择性,以及它们的 浮选行为,是由矿粒水、气泡所组成的三相相界面间物理化学 性质所决定的。其中比较重要的是矿物表面的润湿性。
在其它条件不变的情况下(矿粒的大小、矿粒的密 度、浮选机叶轮的转速等为定值),矿粒表面疏水性越 强(即口越大),矿粒在气泡上的附着力也就越大,就难 于脱落。观察气泡从矿粒表面脱落的动力学过程,脱 落总是从缩小附着面积开始的。
矿物加工工程-浮选药剂
2.2.3 巯基类阴离子型捕收剂
(3)黄药的性质
捕收性 黄药以其极性基中的S2-与矿物表面的金属离子作用形成化
学键而附着于矿表,非极性基朝外指向水,起疏水作用。 A. 非极性基与捕收性能的关系
烃基越长,疏水性越强,捕收性能越。原因可从三方面进 行解释。但烃链过长,黄药选择性变差,溶解度降低,捕收效 果降低,故C原子数一般取C=2~5。
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2.2.2 非极性烃类油捕收剂及其作用机理
5、非极性烃类油组成对其捕收作用的影响 (1)润湿热 润湿过程,表面自由能减少,减少的能量将以热 量形式释放出来。润湿单位表面积固体物料所放出的热量称 润湿热(J/cm2)。
根据热力学第二定律,系统自由能降低,吸附过程才能自发 进行,且降低幅度越大,过程越容易进行。所以,润湿热越 大,药剂吸附能力越强,对矿物的捕收活性越大。
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2.2.2 非极性烃类油捕收剂及其作用机理
6、非极性烃类油溜分对分选的影响 分溜温度低,则C链长度短,药剂的疏水性差,浮选活性差; 分溜温度高,烃类油的C链长,疏水性好;但C链长度增加的同时,
药剂粘性增大,分散度降低,吸附速度减慢,从而浮选活性变差。 在石油各馏分中,活性最高的馏分基本都在180~240℃,碳链长度
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2.2 捕收剂 2.2.1 分类与结构
1. 捕收剂分类 (2) 按其分选矿物的类型分为: 非极性矿物捕收剂; 硫化矿物捕收剂; 氧化矿物捕收剂 2. 捕收剂的结构
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2.2.2 非极性烃类油捕收剂及其作用机理
1、非极性烃类油的特性 非极性烃类油的特点
① 结构对称,在水中不解离为离子,属非离子型捕收剂; ② 难溶或微溶于水(溶解度小); ③ 化学性质不活泼,依靠物理吸附于矿物表面(非极性矿表 或矿表非极性区); ④ 疏水性强,其中常含有杂极性物质,故同时具有不同程度 的起泡性。 非极性烃类油的来源
第二章_浮选药剂及其作用原理
氧化(%) 分解(%) 氧化(%) 分解(%) 氧化(%) 分解(%) 氧化(%) 分解(%) 0 1 2 3 4 5 6 无 0.7 1.6 2.0 2.0 2.0 2.0 无 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 无 1.3 4.1 5.9 7.9 8.4 8.8 无 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 3.0 无 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 无 1.0 2.0 3.0 3.8 4.4 4.7 无 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 1.1 1.7 2.5 3.6 4.0 4.0
2.3.2起泡剂起泡过程的作用原理
防止气泡兼并
增大气泡机械强度
2.4调整剂及其作用
2.4.1抑制剂及抑制作用机理 1.溶去原有的捕收剂油膜
CN
2.将捕收剂离子由矿物表面排除
用于含石英的氧化铁矿(赤铁矿和磁铁矿) 的反浮选,铁矿物的抑制剂可以为氢氧化 钙、苛性淀粉、碱或者少量的硫化钠。
脂肪酸(COOR)及其皂的亲固基COO-中 存在一个羧基 , 从而造成亲固基有较大的 极性和水分子的作用能力较强。
有机酸及其皂有三方面来源 : 动植物油脂 经水解而得到的饱和及不饱和脂肪酸的混 合物,工业副产品 , 如造纸工业所得的副 产品-塔尔油;有机合成产品, 如氧化石蜡、 氧化煤油、石油磺酸盐等。
亲水基(亲固基) COO-或NH3+
疏水基(亲气基) R
脂肪酸类捕收剂作用机理
脂肪酸类捕收剂作用机理
2.2.6非极性油类捕收剂
非极性烃类油的主要成分为脂肪烃、脂环 烃和芳香烃。主要包括:煤油、柴油、变 压器油、焦油。 非极性烃类油化学活性差,在水中不解离 成离子、溶解度小、疏水性强,对呈分子 键的、天然疏水性强的矿物表面具有良好 的吸附性能(也是捕收机理)。
浮选药剂课件
浮选药剂的分类和作用
捕收剂:凡事能选择性地提高矿物表面疏水性,并且增大矿 物在气泡上的附着力和缩短附着时间的有机物质。其主要作 用发生在固-液界面上。 起泡剂:能使空气在矿浆中弥散,增加分选气-液界面, 并能促使气泡在矿化和升浮过程中机械强度的一类药剂。
浮 选 药 调整剂 调整(促进和 剂 阻碍)捕收剂
目的矿物起泡剂Fra bibliotek非目的矿物
抑制剂
2 捕收剂(Collector)
water water glass glass
石蜡
亲水
hydrophilic
疏水
hydrophobic
石蜡就起了捕收剂的作用。
极性基 非极性基 Polar group Non-polar group 极性基决定药剂在矿物表面固着强度和选择性 非极性基决定药剂在矿物表面疏水性
黑药(dithiophosphate)
O As
⑵ 含O2-的氢氧基阴离子捕收剂(oxyhydryl collectors)
O C OO O S O OO S O OC NOOH O-
O-
羧基
(carbosylic)
硫酸基
磺酸基
羟肟酸基
砷酸基
(sulphates) (sulphonates) Hydroximic acid Arsonic acid
极性基,也称亲固基,决定着药剂在矿物表面的固着强度和选 择性。 极性基中的亲固原子是亲固基中与矿物表面金属离子发生键合
作用的原子。常用的捕收剂的亲固原子有:
⑴ S2-。半径大,1.82Å,电负性小,易被极化,能形成离子键、 共价键和金属键。该原子与硫化矿物表面的金属离子的键合作 用较强,具有含有该原子的药剂用来浮选硫化矿物。 ⑵ O2-。与氧化矿物表面离子键合能力强。
第二章药剂
第2章浮选药剂矿物能否上浮,主要取决于矿物表面的润湿性。
自然界大部分矿物其可浮性均较差,单纯依靠矿物之间润湿性的差别是不能将矿物顺利分离的。
浮选药剂的作用:改变浮选过程中相界面的性质,调节矿物的可浮性,调整矿浆的浮选性质,改善气泡的质量,提高气泡矿化过程的选择性和浮选速度。
2.1 浮选药剂的分类与作用一、捕收剂作用点:固液界面,且有选择性。
作用:提高疏水性,增加可浮性,促使气泡附着,增强附着的牢固性。
二、起泡剂作用点:气液界面。
作用:降低界面表面张力,促使空气在矿浆中弥散,形成小气泡,并防止气泡兼并,增加分选界面,提高气泡的稳定性。
三、调整剂1.活化剂作用点:固液界面。
作用:促进捕收剂与矿物表面的作用。
2.抑制剂作用点:固液界面。
作用:削弱非目的矿物与捕收剂之间的作用。
3.介质PH值的调整剂作用点:矿浆介质。
作用:调整电性。
4.分散与絮凝剂作用点:矿浆。
作用:分散絮凝细泥,减少影响。
5.烃类油的捕收过程(1)烃类油分散和粘附;(2)油滴展开;(3)形成油膜。
烃类油的辅助捕收作用:(1)辅助捕收;(2)溶剂、乳化剂。
2.2 捕收剂一、捕收剂的分类和结构非离子型:烃类油,不溶性脂类。
离子型:阳离子,阴离子,杂极性捕收剂。
阴离子型:巯基(球基HS)烃基酸及皂类。
二、捕收剂的作用1.提高矿物表面的疏水性;2.增大矿物在气泡上的附着力和缩短诱导时间。
三、非极性烃类油捕剂及其作用机理1.烃类油的性质;2.烃类油的作用机理:(1)烃类油与水之间的作用;(2)烃类油与矿物之间的作用;(3)烃类油的捕收作用。
3.烃类油组成对捕收作用的影响:(1)非极性组分对浮选的影响;(2)杂极性化合物在浮选中的作用;(3)烃类油馏分对分选的影响。
4.提高烃类油浮选活性的途径四、疏基类阴离子型捕收剂硫化矿浮选时常用的捕收剂1.特点:烃链短,分子量小,极性亲固基含有两价的硫原子,水解后生成--SH基的产物。
解离出阴离子具有捕收作用,属于杂极性物质。
浮选药剂的作用
起泡剂是一种表面活性物质,主要作用在水-气界面上,使其界面张力降低,促使空气在料浆中弥散,形成小气泡,防止气泡兼并,增大分选界面,提高气泡与颗粒的粘附和上浮过程中的稳定性,以保证气泡上浮形成泡末层。
振北工贸浮选药剂(起泡剂)特点:①用量少,能形成量多、分布均匀、大小适宜、韧性适当和黏度不大的气泡;②有良好的流动性,适当的水溶性,无毒、无腐蚀性,便于使用;③无捕收作用,对料浆的pH变化和料浆中的各种物质颗粒有较好的适应性
黄药、黑药、白药、脂肪酸、胺类捕收剂等。
能够选择性的吸附在欲选的物质颗粒表面上,使其疏水性增强,提高可浮性,并牢固地粘附在气泡上而上浮。特点:①捕收作用强,具有足够的活性;②有较高的选择性,最好只对某一种物质颗粒具有捕收作用;③易溶于水、无毒、无臭,成分稳定,不易变质;④价廉易得
2
起泡剂
提高气泡的稳定性。
无捕收作用对料浆的ph变化和料浆中的各种物质颗粒有较好的适应性抑制剂增大矿物的亲水性降石灰氰化物硫酸锌水玻璃淀粉浮游选矿时增加矿粒润湿性而使不易附着于气泡上活化剂促进矿物的捕收作用或消除抑制作用
浮选药剂的作用
序 号
药剂类型
使用目的
药剂名称
作用与特点
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捕收剂
提高矿物表面疏水性,使目的矿物Hale Waihona Puke 着于气泡上。3抑制剂
增大矿物的亲水性,降低矿物的可浮性。
石灰、氰化物、硫酸锌、水玻璃、淀粉等。
浮游选矿时增加矿粒润湿性而使不易附着于气泡上
4
活化剂
促进矿物的捕收作用或消除抑制作用。
硫酸铜、硫化钠等。
活化作用大致可分为:1、自发活化作用;2、预先活化作用;3、复活作用;4、硫化作用。
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《浮选基本原理》PPT课件
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接触角的大小与 固-气 (γSA), 固液(γSW) 以及 液-气(γ WA) 界面的 表面张力有关,平衡状态时如右图所示。 接触角的定义 当气泡在矿物表面附着(或水滴附着 于矿物表面)时,一般认为其接触角处 为三相接触,并将这条接触线称为“润 湿周边”,在接触过程中,润湿周边可
以是移动的,或者变大,或者缩小,当 γ SA
浮选的基本原理
第一节 矿物表面的润湿性与可浮性
第二节 矿物的组成结构与可浮性
第三节 矿物表面的电性与可浮性
第四节 矿物表面的吸附
第五节 矿粒的分散与聚集
第六节 浮选速率
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第一节 矿物表面的润湿性与可浮性
润湿是自然界常见的现象。任意两种流体与 固体接触,所发生的附着、展开或浸没现象(广义 的说)称为润湿过程。其结果是一种流体被另一种 流体从固体表面部分或全部被排挤或取代,这是一 种物理过程,且是可逆的。如浮选过程就是调节矿 物表面上一种流体(如水)被另一种流体取代(如空 气或油)的过程(即润湿过程) 。
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矿物表面的不均匀性
浮选研究常常发现同一种矿物可浮性差别相 当大,这是因为实际矿物很少是理想典型的 纯矿物。他们存在着许多物理不均匀性、化 学不均匀性和物理化学不均匀性(半导体), 从而使其可浮性发生各种各样的变化。
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1.矿物的物理不均匀性:矿物在生成及 经历地质矿床变化过程中,矿物表面呈 现宏观不均匀性和晶体产生各种缺陷、 空位、夹杂、位错、以及镶嵌等现象, 通称为物理不均匀性。
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判断矿物表面润湿 性的大小,常用接触角表 示,接触角的大小随着 疏水程度的增大而增加, 颗粒疏水性越高,越容 易被稳定气泡吸附。接 触角是反映矿物表面亲 水性与疏水性强弱程度 的一个物理量。成为衡 量润湿程度的尺度,它 既能反映矿物的表面性 质,又可作为评定矿物可 浮性的一种指标。