浮选溶液化学

1、浮选溶液化学研究的主要内容？举例说明其意义。

浮选溶液化学研究的主要内容包括三大方面：①浮选剂在溶液中的平衡与浮选意义。

这方面主要研究浮选剂在溶液中的酸碱平衡、解离平衡、缔合平衡、在各界面的吸附平衡、无机离子的水解
水化平衡及大分子浮选剂在溶液中的平衡。

②矿物溶解与表面电荷平衡。

这一部分主要讨论矿物溶
解组分对矿物表面电性及浮选的影响。

通过平衡计算确定矿物表面零电点及表面电荷分布，讨论它们的浮选意义。

③浮选剂与矿物相互作用的平衡通过浮选剂与矿物离子相互作用的各种平衡计算，确定相互作用的最佳条件，介绍各种图解及计算方法及其在浮选研究中的应用。

2、简述一元弱酸阴离子型浮选剂解离平衡及其浮选意义？
MaA+ NaOH
* +A- K a= J
PH - = log--S^IM A」
意义在于能确定浮选剂对矿物产生有效静电作用的条件。

当PHvPZC时矿物表面呈正电荷，当Pk a vPH时浮选剂在溶液中主要以负离子的形式存在。

①如果捕收剂以静电力同矿物表面作用，一元弱酸型浮选剂对矿物以静电力有效作用的PH范围为Pk a vPHvPZC ②如果药剂在矿物表面以
分子吸附为主，则控制溶液条件应为PH<Pk a [HA]V[A -]。

3、何谓两性捕收剂的零电点？以静电吸附为主时应如何控制矿浆PH ？
⑴性捕收剂在溶液中处于阴阳平衡状态的PH称为零电点PH，用PH o表示。

⑵当矿物与两性捕收剂以静电吸附为主时，应调整矿浆PH为：PH o<PH<PZC.其中PH o为零电点时的PH o
4、以黄药为例说明Ig-PH对数图的浮选意义。

(1)黄药在矿将中的lgC-PH图中，可以看出当PHvPka时，闪锌矿的浮选是黄药以HX的形式附着于矿物表面而实现浮选的；当PH>Pka时，黄药以X—的形式存在，并与矿浆中的OH —发生竞争吸附，造成方铅矿可浮性降低。

(2)由图看出黄药的浓度是否达到其有效的作用范围。

如：其对硫化矿作用需要的浓度为105 mol/l以上才可以。

5、何谓表面活性浮选剂的胶团化作用？添加无机反离子或中性分子浮选机为什么能减少捕收剂用量？
当溶液浓度较低时，表面活性剂分子以单个分子形式存在，并聚集在水的表面，引起水的表面张力降低。

当浓度增大到某一值后，不但表面上聚集的溶质分子增多，形成单分子层，而且溶液体相内，表面活性剂分子以疏水基相靠拢，开始从单体缔合成为聚集物，至一足够大浓度时，形成胶团。

此时溶液的各种物化。

这性质也发生突变，这个形成胶团的浓度，称为临界胶团浓度，简写为CMC。

此过程为胶团化作用。

由于反离子压缩离子胶团的扩散双电层，从而使胶团较易形成，使表面活性剂的CMC降低，当用长链高表面活性剂作捕收剂时，加入一定浓度的无机离子将有利于药剂的作用，降低药剂用量
6、大分子一小分子附聚物浮选剂的主要类型？举例说明对浮选的作用。

主要包括两类：一是将小分子浮选剂中的化学活性官能团经化学方法引入大分子链中，形成既具有小分子的化学活性，又具有大分子特性的复聚物，可单独用作选择性絮凝剂，和絮凝浮选的絮凝剂一捕收剂。

另一种是顺序将大分子和小分子加入溶液，大分子和小分子在溶液中或在矿物表面，发生相互作用，使矿物的絮凝或浮选行为得到改善。

例如：黄药是黄铜矿的有效捕收剂，由他与羟丙基纤维素制得的附聚物可选择絮凝黄铜矿，对石英不产生絮凝作用。

7、何谓捕收剂的吸附迁移假说、丫一浮选？分述他们对浮选的意义。

①在液/气界面吸附的捕收剂向固/气界面迁移比从溶液中迁移到界面快几倍，这样当气泡与矿粒接触时，吸附在气泡上的捕收剂有可能转到固/气界面，有利于气泡与矿粒的粘附。

这就是所谓“吸附迁移假说”。

此种假说使捕收剂在液/气界面的吸附对于增加r SG(固液界面的吸附量)，降低Y SG(固液
界面的表面自由能)，增加可浮性具有重要意义。

②当溶液的表面张力大于丫C时，矿物浮选回收率显著增大，小于丫C时，矿物不浮，即控制液/气界面张力可控制矿物的浮选条件，这就是所谓丫c浮选”的基础。

r c浮选分离矿物只需控制溶液表面张力就能进行,无需加入常规的捕收剂、调整剂和起泡剂。

是浮选研究的新领域。

8、归纳金属离子在矿物/溶液界面吸附对浮选的意义？
(1)金属离子活化石英的羟基络合物假说，可解释烷基磺酸盐及烷基硫酸盐做捕收剂时石英及绿柱石被活化的现象；
(2)Cu (U)对闪锌矿的活化；
(3)金属离子在氧化矿表面的吸附不能简单的归因于羟基络合物组分的吸附；
(4)金属离子在氧化矿表面的吸附及活化作用的有效组分是金属氢氧化物表面沉淀；
(5)金属离子对氧化矿的z -电位产生影响。

9、简述矿物溶解离子对捕收作用的影响。

①竞争吸附。

矿物溶解离子与同名捕收剂离子在矿物表面发生竞争吸附，对浮选起抑制作用。

②沉淀捕收剂。

溶解的矿物阳离子在溶液中可以同捕收剂阴离子形成盐沉淀，消耗捕收剂，对浮选产生不利影响，并增大药剂用量。

③对捕收剂吸附的影响。

10、硫化矿表面氧化的反应通式?
( 1)在酸性介质中：适度氧化：MS+1/2O2+2H+==M 2++S0+H2O
深度氧化：2MS+2O2+2H+==2M2++S2O32-+H2O
(2)在碱性介质中：适度氧化：MS+2 H2O==M(OH)2+S0+2H++2e-
2- + - 深度氧化：xMS+(2x-y)H 2O==xM(OH) 2+ S x O y2-+2(x+y)H ++2(x+y-
1)e-
11、简述微氧化可提高硫化矿可浮性，而深度氧化会恶化浮选的原因。

⑴微氧化时溶解氧在硫化矿表面夺得电子，使矿物表面空穴浓度增加，造成硫化矿表面(局部) 朝P 型半导体方向发展，并促进硫代化合物类捕收剂的吸附，因此造成硫化矿的可浮性提高。

⑵当深度氧化时，具有疏水性的S被氧化称为SO32-或SO42-,使得硫化矿表面形成更多的亲水物质，便会恶化其浮选行为。

12、硫化矿浮选溶液化学与浮选电化学的关系？
⑴硫化矿是半导体，在溶液中可作为一个电极参加氧化还原反应，大多数硫化矿浮选剂也容易发生氧化还原反应，硫化矿浮选构成一个氧化还原体系。

⑵浮选溶液化学更多的体现在对有色金属氧化矿的浮选，其意义远高于对硫化矿的浮选；浮选电化学更多的体现在对硫化矿的浮选。

⑶浮选电化学体现在宏观上，通过硫化矿浆的电位-PH图，说明硫化矿的浮选机理。

即通过电位调控实现硫化矿的浮选。

13、黄药、黑药和硫氮类捕收剂的区别？
(1)化学结构上：对其分子式可以看出黄药叫烃基二硫代碳酸盐，结构为R-O-C-SSM，连接原子是一个O，中心核原子为4价的C，具有一个烃基R;而黑药为二烃基二硫代磷酸盐，结构为
(R-O) 2—P—SSM连接原子是2个O，中心核原子为5价的P,具有2个烃基R;
(2)黑药与锌铁等金属盐的溶度积比黄药低，黑药对硫化铁矿物的捕收能力比黄药低很多，但其选择性很强，在酸性介质中不易分解，有一定硫化作用。

( 3)硫氮类捕收剂将黄药中的O 原子换为N 原子，具有两个疏水基，其捕收能力比黄药强。

14、硫化矿捕收剂与非硫化矿捕收剂的区别？
捕收剂是由极性基和非极性基组成的，其中极性基决定其选择性，非极性基决定其捕收能力。

硫化矿捕收剂与非硫化矿捕收剂的区别在：
(1)亲固基不同：硫化矿捕收剂的亲固基是硫代化合物，其结合原子是二价的硫阴离子，并且
与矿物表面以共价键的形式附着于矿物表面。

而非硫化矿捕收剂的结合原子是O或N原子，与矿
物表面以离子键的形式存在。

(2)非极性基的烃基链长不同：非硫化矿捕收剂的烃基要比硫化矿捕收剂的烃基长很多。

(3)浮选工艺的命名方式不同：由于硫化矿浮选比较容易，因此硫化矿的浮选工艺大都以抑制剂的名字命名，而非硫化矿的浮选大都以所选捕收剂的名字命名。

（4）非硫化矿捕收剂可以浮选硫化矿，但硫化矿捕收剂不能浮选非硫化矿捕收剂。

15、无机抑制剂和有机抑制剂的区别。

（1）有机抑制剂的特点是他们的分子量很大，在分子中存在很多个极性基，当分子被吸附在矿物表面后，其他极性基朝向水，致使矿物表面呈现亲水性，用量多时抑制剂失去选择性。

（2）无机抑制剂则主要通过矿物表面发生物理化学作用而使矿物产生疏水性。

如在矿物表面形成络合物，消除矿浆中和矿物表面的活化离子等。

16、硫化矿与非硫化矿可浮性的差异？
可浮性分为：天然可浮性和人工可浮性。

（1）硫化矿的天然可浮性要比非硫化矿好（2）硫化矿的可浮性较好，造成其疏水性比较好，因此可浮性比较好。

而非硫化矿必须要相关的抑制剂才能实现浮现，因此其比较难选。

（3）在浮选过程中，非硫化矿中的离子组分对浮选的影响要比硫化矿中的离子影响大的多。

17、PH 值对浮选有何影响？答：PH 值对矿粒表面的亲水性及电性的影响
①矿浆在PH值较大的情况下，由于矿浆中的0H-离子较多，矿粒表面吸附大量的0H-，会使矿粒表面亲水性增大并阻碍捕收剂阴离子的吸附。

PH 值也影响到矿粒表面的电性，PH 值的大小直接影响到矿粒表面的电位。

尤其是对某些氧化矿的浮选，由于PH 值的不同，所用的浮选药剂也因此不同。

②浮选药剂要解离成为有效离子与PH 值有直接关系绝大多数的浮选药剂是以离子型的方式与矿面表面起作用的。

就是说药剂要解离成为离子以后，才能与矿物表面发生作用。

③各种矿物的浮选，在一定条件下存在着一个适宜的PH值。

因为矿浆的PH值往往直接或间接
影响矿物的可浮性。

但是临界PH 值是随浮选条件而改变的，如果使用不同的捕收剂或改变其浓度，此时矿物的临界PH 值也将发生变化。

18、矿浆中难免离子对浮选的影响？
由于水质的影响或矿物的溶解．浮选矿浆中存在着大量的金属离子，即所谓的难免离子，金属离子对浮选行为的影响在矿浆中的作用十分复杂，主要有以下3个方面：（1）吸附在矿物表面上，
其形式或者是与矿物晶格作用，或者是生成氢氧化物沉淀；（2）与捕收剂作用形成络合物或沉淀；（3）与水作用，发生电离、水解或体相沉淀。

这些存在形式都有可导致金属离子对矿物浮选的活化或抑制作用。

19、硫化矿浮选电化学理论的主要观点？
硫化矿的浮选电化学理论是点位调控浮选应用的基础，它包含了①无捕收剂浮选电化学理论。

硫化矿物中的硫处予最低氧化态一2价，在溶解氧-- 水溶渡体系中其有不稳定性，可以通过一系列氧化反成生成多硫化物（MS ）、硫（S。

）、SO2-/ -和SO2-。

在一定条件下，矿物表面的氧化产物可能是多硫化物（MS;）或元素硫（So），具有一定的疏水性，这是无捕收剂浮选的基础。

②捕收剂浮选电化学理论。

i捕收剂浮选电化学的混台电位模型；ii浮选的半导体理论，认为硫化矿是一种半导体，矿物的可浮性与矿物的半导体性密切相关③浮选调整剂的电化学理论。

按其在浮选过程中的作用，调整剂可分为抑制剂、活化剂、PH 调整剂、分散剂和絮凝剂，包括各种有机和无机化合物。

20、解释化学吸附双对数图的浮选意义，并距离说明。

（1）确定矿物浮选的临界PH：
（2）在确定药剂浓度的条件下，可看出离子间的竞争作用的大小;
（3）可以选择较好的浮选药剂;
（4）可以寻找适宜的浮选条件。

例如：以方铅矿的捕收剂和抑制剂的选择。

2+ -
Pb2++20H-==Pb（0H）2
2+ - -15.1 + - -14
L Pb（0H）2==[Pb2+][ 0H -]==10-15.1L H20==[H+][0H-]==10-14
所以对上式取负对数得：P Pb2++2P0H==15.1 PH+P0H==14
当PH=7 时P Pb2+=1.1 PH=10 时P Pb2+=7.1
则可作图:
PH
可看出小浓度的重铬酸钾和亚硫酸盐便可对方铅矿产生抑制作用， 而硫酸盐和硫代硫酸盐不能 抑制方铅矿。

10 12 14 一
PbSQ
\
■ PbS2O3
Pb(EX )2
\
PbSO PbCr2O4 一
Illi 1 1。