浮选药剂结构(1)

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浮选药剂结构(1)
§ (二)苄基胂酸浮选攀枝花钛铁矿
矿石中主要金属矿物有钛磁铁矿、钛铁矿;其次 为磁赤铁矿、褐铁矿;硫化物以磁黄铁矿为主,尚 有钴镍黄铁矿、硫钴矿、黄铁矿、及黄铜矿等。脉 石矿物以钛普通辉石、斜长石为主。此外,尚有钛 闪石、橄榄石、绿泥石、蛇纹石等。矿石中含 TFe31~35%、TiO211~12%、V2O30.28~0.34%、 Co0.014~0.023%、Ni0.008~0.015%。
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§3.2 浮选药剂结构与性能理论指导合成选矿 药剂
实验室成功的例子很多,据报道已不下50例。工 业化成功的例子很少。 § 3.2.1苯乙烯膦酸的合成与应用符合同稀系原理
见百熙教授用高等药物化学同稀系原理合成了苯 乙烯膦酸,并成功地应用于黑钨、锡石、稀土矿、 钛铁矿的工业浮选中。下面简要介绍苯乙烯膦酸的 合成与浮选钛铁矿情况
用苄基胂酸作捕收剂,用硫酸作pH调整剂,1:1 酸化水玻璃作抑制剂,松醇油作起泡剂通过条件试 验后获得可从含9.19% TiO2的给矿得到品位 47.43% TiO2,回收率56.86%的钛精矿,尾矿品位 降到2.39%的好指标。
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§ 3.2.3苯甲羟肟酸的合成与应用符合同分异构系原理
浮选药剂结构(1)
2020/11/25
浮选药剂结构(Βιβλιοθήκη Baidu)
▪ 1.前言 ▪ 我国是浮选药剂生产大国,与前苏联和印
度的浮选药剂生产与销售占据了全球用量的 98%左右。为了推动我国的浮选药剂的研发 与生产销售,进一步提高中国在全球的选矿 药剂地位,笔者根据手头掌握的资料,写成 此文,希望有利于我国的浮选药剂研究机构 与生产厂家进一步的合作以及选矿药剂发展。
§ 浮选药剂结构与性能综合判据
1980年,王淀佐教授在《中南矿冶学院学报》分两次发表了 由他综合以前的研究结果总结出有关浮选药剂结构与性能综判 据。王淀佐教授发表的上述论文被收录在1981年出版的《浮选 药剂作用原理与应用》一书。
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§ 有机化学同分异构原理合成选矿药剂的理论
1980年,朱建光教授在《中南矿冶学院学报》提出利用有机 化学同分异构原理合成选矿药剂的理论,并成功合成了黑钨与 锡石的浮选捕收剂。论文被收录在1996年出版的《浮选药剂的 化学原理》一书。
苄基胂酸有下述结构式:C6H5CH2AsO3H2,由苄氯与亚胂 酸钠反应生成,酸化至pH值为1—2,便析出苄基胂酸。
C6H5CH2Cl+Na3AsO3→C6H5CH2AsO3Na2+NaCl C6H5CH2AsO3Na2+H2SO4→C6H5AsO3H2+NaSO4 工业产品含苄基胂酸80%左右,含无机砷1%以下,还含有 少量氯化钠、硫化钠、硫酸钠,其余全为水分。苄基胂酸为 白色针状晶体,熔点196℃~197℃,分解是二元酸,在水 中分两步电离,pk1和pk2分别为4.43和7.51,水溶液呈酸 性,可溶于碱液中。苄基胂酸与Fe2+、Fe3+、Sn2+、Sn4+、 Cu2+、Mn2+、Pb2+、Zn2+等生成难容的盐,对Ca2+,Mg2+ 离子不敏感,对含Ca2+,Mg2+的矿物捕收力弱,故选择性好, 有毒不宜入口。
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§ (一)苯乙烯膦酸简介
苯乙烯膦酸的结构式为C6H5CH=CHPO3H2,可用苯乙烯和 五氯化膦为原料合成,反应式如下:
C6H5CH=CH2+2PCl5→C6H5CClH-CH2-PCl4·PCl5 C6H5CH=CH·PCl4·PCl5+SO2 → C6H5-CH=CH-POCl2
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§ (二)钛铁矿浮选试验 § 采用实际生产获得的重选粗精矿进行浮选试验
研究表明:矿浆pH对浮选影响显著,以3.5左右为 宜;苯乙烯膦酸与松醇油交互作用显著;苯乙烯膦 酸单独作用效应很小,不显著;硅酸钠有利于浮选; 松醇油的用量显著影响浮选效果。
试验结果:原矿品位22.33%TiO2,一次粗选精矿品 位44.44%,回收率83.54%;经一次精选精矿品位 48.63% ,精选作业回收率92.51%
§ 朱建光教授:广西平南县人。1949年7月毕业于广西 大学化学系,并留校任教。1953年调中南矿冶学院工 作,中国有色金属学会选矿学会药剂组组长,中南矿冶学 院理学系副主任。著有《有机浮选药剂》、《浮选药剂的 化学原理》、《钛铁矿、金红石和稀土选矿技术》等书。
学原理解释硬脂肪酸与软脂肪酸、苄基胂酸与甲苯胂酸 的浮选差异。 § 软硬酸碱化学原理
1992年,林强教授在《中国青年选矿会议论文集》发 表了用软硬酸碱化学原理作为浮选药剂的选择判据的论 文并提出浮选药剂活性——选择性原理与活性屏蔽— —恢复假说。 § 浮选药剂性能的碎片计算法
1996年,林强教授在《中南矿冶学院学报》发表了浮 选药剂性能的碎片计算法。林强教授的上述论文被收录 在1996年出版的《选矿与冶金药剂分子设计》一书。 § 浮选药剂性能的能量判据计算法
§ (一)F203简介
C6H5NO2→C6H5NHOH C6H5NHOH+C4H9ONO+NH3→C6H5N(NO)ONNH4
§ (二) 浮选锡石结果 用为F203为捕收剂,浮选含锡品位为1.01%的给
矿,经过一粗一扫三精的浮选流程,获得品位 27.89%,回收率91,86%的锡精矿。
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苯甲羟肟酸为白色晶体溶于水,水溶液呈酸性, Ka=1.66×10-9,放置后慢慢变红,其水溶液遇Fe+ 离子亦变红。工业产品一般呈枣红色,水溶液起泡 性能很弱,用苯甲羟肟酸作捕收剂浮选矿物时要添 加起泡剂。
§ (二)苯甲羟肟浮选稀土矿试验
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§ 试验结果: 精矿产率44.93%,稀土品位59.41%回收率
2003年,蒋玉仁教授在《物理化学学报》发表了用数学拓 捕理论研究化学药剂结构与性能关系的研究成果,提示用数 学拓扑理论研究浮选药剂结构与性能关系的前景。
2010年,孙伟教授在长沙国际选矿会议上发表了有关用数 学拓扑理论研究浮选药剂结构与性能关系的研究成果的演讲。
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§3. 浮选药剂结构与性能理论的应用实例
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§ 2.中国的浮选药剂的结构与性能研究发展史
§ 用克劳贝尔定则解释了醇类起泡剂的结构与浮选性能
1956年,中南矿冶学院朱建光教授在《中南矿冶学 院学报》发表了我国第一篇有关浮选药剂的结构与性 能的研究文章,他用克劳贝尔定则解释了醇类起泡剂 的结构与浮选性能,该文被收录在1963年出版的我国 第一部浮选药剂专著《有机浮选药剂》中。 § 分子轨道理论解释浮选药剂结构与性能
§ 有关浮选药剂结构与性能在选矿中的应用分两 部分,一是解释浮选及药剂作用机理,二是指 导合成选矿药剂。
浮选药剂结构(1)
§ 3.1浮选药剂结构与性能理论解释浮选及药剂作用机理
1985年开始,由中国的研究工作者撰写大量的应用浮选药 剂结构与性能理论解释浮选及药剂作用机理的论文在国内外 发表,如胡岳华用该理论解释了螯合剂分子浮选黑钨矿机理, 徐正和用份子轨道理论解释钛铁矿细泥的絮凝机理,刘清高 解释了硫羰基捕收剂分选硫化矿的机理,程建国解释了亚磷 酸酯的浮选锡石的浮选机理,肖友明解释了H203浮选稀土 矿的浮选机理,朱一民解释了金属阳离子活化雌黄矿的浮选 机理,周菁解释了丁铵黑药捕收辉锑矿的浮选机理,王桂茗 解释了羟肟酸浮选铁矿的浮选机理等等。在上世纪80-90年 代,中国自己培养的博士硕研究生所作的浮选论文,几乎都 用浮选药剂结构与性能理论解释浮选现象。
1974年,中南矿冶学院王淀佐教授在《矿冶科技》 发表了我国第一篇“浮选药剂结构与性能的量子化学 研究”论文,第一次在全球提出用分子轨道理论解释 浮选药剂结构与性能,较国外的研究要早。
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§ 浮选药剂性能的电负性计算
1975年,王淀佐教授在《有色金属》发表了“浮选药剂性能的 电负性计算”论文。
84.59%的指标,回收率提高了9.61%。 另据报导:用苯甲羟肟酸为捕收剂,氢氧化
钠、水玻璃、明矾组合调整剂,浮选REO为 29.04%的给矿,获得品位60.40%,REO回 收率82.51%的精矿。
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§ 3.2.4徐金球教授利用有机化学同分异构原理合成选 矿药剂的理论,成功合成了的浮选捕收剂H205的 同分异构体F203并成功地应用于锡石的浮选工业中。
C6H5-CH=CH-POCl2+H2O → C6H5=CHPO3H2 合成时用高沸点的正构烷烃做溶剂将三氯化磷溶于高沸点 正构烷烃中,通入氯气,再加入苯乙烯进行反应,生成复合 物,在通入二氧化硫,使中间产物分解成苯乙烯基二氯氧磷, 将副产品二氯氧硫和三氯氧磷分离后有效利用,可降低成本, 苯乙烯二氯氧磷再水解成苯乙烯膦酸,收率可达到80%。 苯乙烯膦酸是白色晶体,熔点159℃—160℃,可溶于水, 与Sn+2、Sn+4、Fe+3等离子生成难溶的盐,对Ca+2,Mg+2生 成的盐溶解度较大,苯乙烯膦酸不具起泡性,用作捕收剂要 加起泡剂。
§ 4.中国的《浮选药剂的结构与性能》研究杰出人 物
§ 4.1、老一辈的研究工作者
§ 见百熙教授:河北良乡人。1946年毕业于辅仁大学研究 生院,获硕士学位。历任北京大学医学院讲师, 中科院北京 化学所助理研究员, 冶金部长沙矿冶研究院研究员、选矿 药剂室主任、技术顾问, 中国金属学会选矿学会药剂组副 组长, 湖南省金属学会常务理事, 教授级高级工程师。著有 《浮选药剂》、《高等药物化学》、《英汉金属矿物词 典》、《化学药物的化学与工业学》 (译著)等书。
§ CMC计算、HLB计算、浮选起泡剂性能的等张比容计 算
1977年,王淀佐教授在《有色金属》先后发表了浮选药剂性 能的CMC计算、HLB计算、浮选起泡剂性能的等张比容计算、 浮选药剂分子几何大小与选择性、浮选剂性能的水油度计算等 论文来讨论了浮选药剂结构与性能。
§ 螯合浮选剂的结构与性能
1978年,昆明工学院刘邦瑞教授出版了《螯合浮选剂》一书, 总结了螯合浮选剂的结构与性能。
1999年,蒋玉仁教授在《中南工业大学学报》发表了 浮选药剂性能的能量判据计算法的论文浮选。药剂。结构(1)
§ 化学反应电子转移判据在浮选捕收剂结构与性能关 系
2001年,周国华博士与孙伟教授在《有色金属》发表了化 学反应电子转移判据在浮选捕收剂结构与性能关系的研究成 果。。
§ 数学拓捕理论研究化学药剂结构与性能关系
浮选药剂结构(1)
§ 3.2.2苄基胂酸的合成与应用符合同分异构系原理 朱建光教授利用有机化学同分异构原理合成选矿药剂的理
论,成功合成了的浮选捕收剂甲苯胂酸的同分异构体苄基胂 酸并成功地应用于黑钨、锡石、稀土矿、金红石的工业浮选 中。下面简要介绍苄基胂酸的合成与浮选钛铁矿情况。 § (一)苄基胂酸简介
戴子林、伍喜庆教授利用有机化学同分异构原理 合成选矿药剂的理论,成功合成了的浮选捕收剂水 杨醛肟的同分异构体苯甲羟肟酸并成功地应用于黑 钨、锡石、稀土矿、钛铁矿的工业浮选中。下面简 要介绍苯甲羟肟酸的合成与浮选稀土矿情况。
§ (一)苯甲羟肟酸简介
苯甲羟肟酸的合成原理:苯甲羟肟酸可用苯甲酸 和甲醇(或乙醇)作用在硫酸的催化下先生成苯甲 酸甲酯(或乙酯),亦可从苯甲酸酯作原料合成, 再与羟胺作用在碱性介质中生成苯甲羟肟酸钠,将 后者酸化便生成苯甲羟肟酸,反应式如下:
1988年,朱一民教授在《稀有金属》用软硬酸碱化学原理解 释了捕收剂结构与矿物的浮选机理。
§ 矿物浮选与化学元属周期表
1989年,周菁教授和朱一民教授分两次在《湖南有色金属》 以“矿物浮选与化学元属周期表”为题讨论了浮选药剂的结构 与性能。
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§ 共扼化学原理 1991年,朱一民教授在《有色矿冶》发表了用共扼化
§ 同系列原理、同稀系原理、同电素原理、同分异构原 理、同型原理、拼和原理
1982年和1983年,见百熙教授两次分别在《国外金属矿选矿》 和《有色金属》用高等药物化学原理的1.同系列原理,2.同稀 系原理、3.同电素原理、4.同分异构原理、5.同型原理、6.拼和 原理来讨论了浮选药剂的结构与性能。
§ 软硬酸碱化学原理
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