浮选药剂结构(1)
矿物加工学-第三章-浮选药剂
其酸式产物为油状黑色液体，中和成钠盐或铵盐后 可制成固体产品。
常用的黑药有：
a)甲酚黑药(二甲酚二硫代磷酸)
是甲酚与五硫化二磷混合加热制得，甲酚黑药根据制造时配方 的不同，有以下几种牌号：
① 15号黑药：配方中按原料重量计加入15%P2S5制得，该黑药 起泡性能强，捕收能力弱。
S2-的特点是：离子半径很大(1.84Å)，极化率很高。它 易和一些具有较强极化力和本身又容易被极化变形的金属阳离 子（重金属离子和贵金属离子）相结合，并形成比较牢固的化 学键。
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难溶性是一致的，即黄原酸盐愈 难溶，则相应的金属或硫化矿物愈易被黄药捕收。
pH
3.4 …… 5.6 8
半分解周期（分） 10
1000 25天
研究表明，分子量越大的黄原酸，由于斥电子能力强， S-H键联结牢固，在水溶液中较稳定。
在酸性矿浆中，低级黄药的分解速度比高级黄药快，故 此时浮选时最好使用高级黄药。
由于黄药稳定性较差，故使用黄药时，要注意以下几点： a) 在碱性或弱碱性矿浆中使用。如需在酸性矿浆中使用， 则需增加用量，且使用高级黄药； b) 配制黄药不要用热水，且要随用随配； c) 黄药放置于密闭容器中，并置于阴凉处，防晒、防火；
1 浮选药剂的分类和作用
使用浮选药剂的目的： 由于自然界的大部分矿物都是亲水的，为了使矿物之间分
离，必须人为地控制矿物的浮选行为，如采用捕收剂就可以选 择性提高某些矿物的疏水性，使用抑制剂可选择性提高某些矿 物的亲水性，人为提高不同矿物之间的润湿性差异，从而达到 分离矿物的目的。因此浮选药剂是浮选研究的核心。
浮选药剂的配置
浮选药剂的配置和添加
（一）药剂配置
（1）十八胺的配置
十八胺在浮选中作为阳离子捕收剂，同时也具有一定的起泡效果。
十八胺在作为浮选剂使用时，由于其不溶于水，使得很多初次接触浮选的人不知如何使用，其使用方法有二种：一是用稀盐酸将其制成盐再使用，二是将其在水中煮沸，并趁热加入浮选机进行浮选,..和十八胺的配置比例为2∶1首先在配药槽中加入少量的沸水（≥80°C）然后加入十八胺60 公斤，盐酸120公斤，继续加入沸水进行搅拌至十八胺全部溶解为乳状溶液为止稀释浓度为5‰
（2）羧甲基纤维素的配置
根据光卤石CaSO4或泥沙的含量，称取一定的羧甲基纤维素，用淡水调试成糊状稀释至5‰浓度，搅拌30分钟，然后移至加药槽即可使用
(3) 2﹟油在调和槽内直接加入
2﹟油的用量如下:
（4）总结如下
（5）注意事项
十八胺和羧甲基纤维素使用过程中不容许稀释
十八胺配药必须保证十八胺缓冲槽内装满药业
原矿中KCL的含量大于16百分之时十八胺的用量是500g每吨产品而二号油的用量是200g每吨产品。
浮选捕收剂的分类及应用
教学题目：浮选捕收剂的分类及应用Title：Classification and Application of Collectors目录1、目的和意义Purpose and Significance2、捕收剂结构与分类Structure and Classification of collectors3、阴离子捕收剂Anionic collectors4、阳离子捕收剂Cationic collectors5、非离子性捕收剂Non-ionizing collectors1、目的意义Purpose and Significance(1) 目的和意义：Without reagents there would be no flotation, and without flotation the mining industry, as we know it today, would not exist [By SRDJAN M.BULATOVIC].因此，学习和掌握浮选药剂的分类和应用非常重要，是学习浮选乃至选矿的基础，而浮选捕收剂又是浮选药剂中最重要的一种。
(2) 学习要求：熟练掌握浮选捕收剂的分类方法和每一类捕收剂的浮选性能；掌握捕收剂适用的矿物类型；了解常用捕收剂的合成方法。
(3) 重难点：同一类捕收剂结构、性质的异同点(尤其硫化矿捕收剂)；捕收剂极性基按照结构的细分：中心核原子、亲固原子和连接原子。
(4) 参考书籍：①浮选剂作用原理及应用[M].王淀佐，湖南：中南工业大学出版社.②浮选药剂的化学原理[M].朱建光，湖南：中南工业大学出版社.③Handbook of Flotation Reagents Chemistry, Theory and Practice: Flotation of Sulfide Ores [M].Srdjian B.bulatovic, Elesevier Science & Technology Books2、捕收剂结构与分类Structure and Classification of collectors(1) 捕收剂的结构浮选捕收剂的目的是通过在被浮矿物（Given mineral)表面选择性吸附形成疏水层(Hydrophobic layer)，从而使疏水性矿粒附着气泡(Air bubbles)上浮至泡沫产品(Forth product)中。
浮选药剂分子结构设计原理概述
ｍｅ ｃ ｈａ ｎｊ ｃ ｓ
浮选 药 剂 的发 展 大 致 经 历 了两个 阶 段 。在 开
者也 希望 通过 利 用一些 原理 或准 则预 先对药 剂分 子 进行 “ 结构设计” ， 以期 寻求 新 型有 效 的 浮选 药 剂 。 最 早在 １ ９ ７ ０年就 有 学 者提 出有 机药 剂 分 子结 构 中 特性 官 能 团与金 属离子 之 间的相 互作 用具 有一定 的
ＲＥＡＧＥＮＴ ＭＯＬＥＣＵＬ Ｅ ＤＥＳ Ｉ ＧＮ
ＺＨＡＮＧ Ｘｉ ｎ ｇ— ｒ ｏ ｎ ｇ Ｌ Ｉ Ｕ Ｌ ｏ ｎ ｇ— ｌ ｉ
Ｇｕ ｉ — ｙ ｅ Ｔ ＡＮ Ｘｉ ｎ
（ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ， Ｂ ｅ ｎ ｇ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｇ ｙ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ６ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第２ ２卷
第 ３期
矿
冶
Ｖｏ １ ． ２ ２ ，Ｎｏ 。 ３ Ｓ ｅ ｐ ｔ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２ ０ １ ３
矿物浮选第4章浮选药剂(1)
RC(O)OH
磺酸（盐）类，例如磺化石油、烷基磺酸盐
RSO3H
硫酸酯，例如烃基硫酸酯
ROSO3H
胂酸、膦酸，例如甲苯胂酸、苯乙烯膦酸
羟肟酸 RC(OH)NOH
1.2 非硫化矿捕收剂 常用的分为阴离子型和阳离子型两大类。
2）胺类捕收剂 解离后产生带有疏水烃基的阳离子，又称为阳离子捕 收剂。是有色金属氧化矿、石英、长石、云母等硅酸盐矿 物的捕收剂。
是选择性优良的硫化矿捕收剂，对铜、铅、锌、镍硫化矿的 捕收作用强。弱碱性条件下对黄铁矿和磁黄铁矿的捕收能力 弱。
1.1 硫化矿捕收剂 5）硫醇类
化学通式为： RSH。
1.2 非硫化矿捕收剂 常用的分为阴离子型和阳离子型两大类。
1）烃基含氧酸（及其盐）类捕收剂 羧酸（盐）类，例如油酸、氧化石蜡皂、妥尔油和环烷酸等。
起泡剂是异极性的有机物质，极性基亲水，非极性基疏水，
使起泡剂在空气与水的界面上定向排列。
大部分起泡剂是表面活性物质，能够强烈地降低水的表面张
力。
起泡剂具有适当的溶解度。
2 起泡剂
2.2 常用的起泡剂
松油和松醇油 松油主要含有α-萜烯醇(C10H17OH) ，其次为萜醇、仲醇和醚类化合物。 松醇油是以松油为原料，硫酸为催化剂，乙醇为乳化剂发生水解反应 制取的。主要含有α-萜烯醇(50%左右 ）。 樟油 甲酚 重吡啶 脂肪醇类 醚醇油，聚丙二醇烷基醚 脂肪酸乙酯，RCOOC2H5 丁醚油，1,1,3 –三乙氧丁烷（TEB） 硫酸酯和磺酸盐
2HS 2H S O 2e
同时由于HS-的加入降低了浮选矿浆电位，抑制了某些硫化矿 物的无捕收剂浮选，如方铅矿、黄铜矿等，这些硫化矿物硫诱 导无捕收剂可浮性较差。
浮选药剂
1 浮选剂的结构与浮选性能了解捕收剂的结构与浮选性能的关系，对探索浮选机理、指导设计和合成新型捕收剂具有非常重要的作用，这是人们研究硫化矿浮选机理的一个重要方向。
胡岳华等人将分子轨道理论和能带理论应用于硫化矿浮选机理研究，发现硫化矿物表面电子结构中价带和导带能级大小影响最终表面产物形式，药剂分子的前线轨道是决定药剂选择性的关键因索之一。
孙伟等人通过前线轨道的相关参数作为选择黄铜矿捕收剂的依据，为药剂的筛选提供一种新的标准。
利用密度泛函理论计算黄铜矿捕收剂的前线轨道的性质—最高占据分子轨道(HOMO)能量、HO-M0形状以及药剂组成原子的HOMO密度。
结果表明这三项参数综合起来可以评价黄铜矿捕收剂的选择性能。
刘广义等人采用普遍化徽扰理论和密度泛函理论，分析了新型选铜捕收剂(ECTC 等)在中弱碱性条件下优先选铜的机理。
徐斌通过捕收剂几何构型方面的研究发现：就羰基硫原子共价键的键长而言，丁黄药捕收铜的选择性不如N-乙基-N’-异丙氧羰基硫脲(EICTU)和Z-200；另外由二面角的大小可知，EICTU的-N-C(=S)-N-C(=O)-O-、Z-200的-N-C(=S)-O-、丁黄药的-O-C(=S)-S-官能团均容易形成共轭大π健。
焦芬通过量子化学计算得到，巯基苯骈噻唑(MBT)以硫酮分子形式存在时更稳定，氮原子和其五元环外的硫原子所Mulliken电荷为负值，给电子能力强，而五元环内的硫原子所带Mulliken电荷为正值，供电子能力弱，因此，硫酮分子上反应活性位点为氮原子和环外硫原子。
H.Yekeler利用密度泛函第一性原理研究了三种巯基苯并噻唑(MBT)的量化性质，药剂分子的活性由HOMO位置、HOMO能量、原子的Mulliken电荷布居和静电位决定，并用这些性质很好地解释了三种药剂的捕收性能。
B.Bag运用量子化学计算研究了乙黄药、丙黄药、异丙黄药、异丁黄药、戊黄药与铜离子的交互作用，通过总交互能、最高占据轨道能、电荷密度、结合能、偶极运动等量化参数分析表明戊黄药最容易与铜离子作用，并且与试验结果一致。
浮选药剂
浮选药剂
在矿物浮选过程中使用的能够调整矿物表面性质，提高或降低矿物可浮性，使矿浆性质和泡沫稳定性更有利于矿物分选的化学制剂。
在选矿药剂中浮选药剂应用最早，且品种最多、效益明显。
分类和应用：浮选药剂种类很多，约有8000余种，常用的约百余种。
通常分为捕收剂、起泡剂和调整剂三大类。
(表1)捕收剂是一类能选择性地作用于矿物表面，使矿粒疏水的有机物质;起泡剂主要作用于水-气界面，使空气在矿浆中弥散成小气泡，并能提高气泡矿化程度和在上浮过程中的稳定性;调整剂能调整其他药剂(主要是捕收剂)与矿物表面的作用，调整矿浆性质，提高对欲选矿物的选择性。
调整剂按其主要作用的不同，可分为：用以促进捕收剂与矿物作用，从而提高矿物可浮性的活化剂;与活化剂相反，用于削弱捕收剂与矿物的作用，从而降低矿物可浮性的抑制剂;用以调整矿浆pH值，从而调整矿物表面电学性质，改变矿浆离子组成的pH调整剂;促使矿浆中细泥分散、团聚或絮凝的分散剂或絮凝剂;用以削弱矿化泡沫的稳定性，消除过多泡沫对分选效果和泡沫输送的有害影响的消泡剂。
表1中浮选药剂的分类是有条件的、相对的。
某种药剂在一定条件下属于此类，在另一条件下可能属于彼类。
例如，硫化钠(Na2S)在浮选有色金属硫化矿时是抑制剂，而在浮选有色金属氧化矿时则是活化剂(硫化剂)，但若用量过多，它又成为浮选氧化矿的抑制剂了，等等。
表1 浮选药剂分类。
选矿浮选药剂
选矿浮选药剂(最新整理、内容详尽）浮选捕收剂(collectors)是能提高矿物表面疏水性的一类药剂，也是矿物浮选最主要的一类药剂。
由于浮选是利用捕收剂与矿物表面的活性点作用，从而使矿物表面疏水上浮的选矿方法，而自然界中，天然疏水性矿物(hydrophobic minerals)为数甚少，大部分矿物亲水或弱疏水，只有与捕收剂作用，增大其表面的疏水性，才具有一定的可浮性。
即使是天然疏水性矿物，为了有效浮选，也要适当添加非极性油类捕收剂，以提高其可浮性。
因此，捕收剂对浮选技术的发展起着关键的作用。
据统计，美国1985年浮选处理4.22x108t 矿石，所用捕收剂就占全部浮选药剂费用的50%以上。
最初的捕收剂为杂酚油等油类，随后是油酸捕收剂。
可溶于水的捕收剂的发现是浮选药剂的一大进步，尤其是科勒尔发明的黄药。
上世纪30年代，浮选技术发展到处理非金属矿物，此时皂类捕收剂和阳离子胺类捕收剂与抑制剂一起使用。
至50年代，除哈里斯发明了Z-200外，浮选捕收剂研究进展不大。
随后，捕收剂的研究取得很大进展，研制了大豆油脂肪酸硫酸化皂、氧化石蜡皂等铁矿的捕收剂，合成了黄原酸酯类及硫代氨基甲酸酯类等选择性较好的捕收剂。
近些年，也出现了一系列高效捕收剂，如硫化矿捕收剂Y-89、T-2K、KM-109、PAC，氧化矿捕收剂GY、CF、MOS，硅酸盐浮选的胺类捕收剂等。
目前，捕收剂的研究，主要朝两个方向发展：一是开发研制高效、无毒(或低毒)、价廉、低耗、原料来源广泛的新型捕收剂；再就是对各种现有捕收剂进行合理搭配与组合使用。
前者一旦突破，将使选矿技术取得革命性进展，但研制周期长、难度大；后者见效快，容易在选矿实践中实现。
3.1 浮选捕收剂的分类与作用3.1.1 捕收剂的分类理论研究和浮选实践均已表明，对不同类型的矿石需要选用不同类型的捕收剂。
对捕收剂进行分类，可系统地、科学地认识各类捕收剂的共性和个性，有利于对药剂的掌握和发展，同时也有助于正确的选择和使用好各种药剂。
选矿讲稿(5)-浮选
第六章浮选第一节浮选概述一、浮选定义及基本方法1.定义：浮选，亦称泡沫浮选，是根据各种矿物的表面性质的差异，从矿浆中借助气泡浮力，分选矿物的过程。
2.方法：一定浓度的矿浆并加入各种浮选药剂，在浮选机内产生大量的弥散气泡，于是，呈悬浮状态的矿粒与气泡碰撞。
下一步选择性分离。
二、浮选过程：矿物的浮选过程是在固（矿物）、液（水）和气（气泡）三相界面上进行的，进行这一过程的关键在于：矿物表面性质（润湿性）差异，从矿浆中析出足够量的稳定而细小的气泡；有用矿物（欲浮矿物）有充分的机会与气泡群碰撞，并牢固地粘附在气泡上被浮到矿浆的表面，脉石矿物虽有机会与气泡碰撞，但不粘附，遗留在矿浆中，在这里气泡是分选的媒介，同时又是运载工具。
浮选过程一般包括下列工序：1）矿石原料的准备，包括磨矿和分级，使入选矿物单体分离负荷浮选要求。
2）矿浆的调整并加入浮选药剂。
3）搅拌并造成大量气泡。
向浮选机中引入空气并形成气泡，使矿粒在矿浆中悬浮，造成矿粒与气泡接触的机会。
4）气泡的矿化。
即矿粒向气泡附着。
5）矿化泡沫的形成和刮出。
图选矿过程示意图◆正浮选：上浮的泡沫产品为目的矿物的浮选过程。
◆反浮选：上浮的泡沫产品为脉石矿物的浮选过程。
◆优先浮选：将多种有用矿物依次分选为单一的精矿。
◆混合浮选：将有用矿物共同分选出来，组成混合精矿，然后将混合精矿加以分选。
三、浮选发展的三个阶段1 全油浮选：1860年由英国人Willian Haynis首先取得专利权。
分选作用主要在油-水界面发生，疏水矿粒进入油相，亲水矿粒进入水相。
1898年这种工艺用于工业生产。
2 表层浮选：1907年由马克魁斯通（Macquiston）首先取得专利权。
分选作用主要在水-气界面发生，疏水矿粒浮在水面上，亲水矿粒沉入水中。
•以上两种浮选因其是在两相界面发生，因此又称为界面浮选。
3 泡沫浮选：1902年由Potter首先取得专利权。
分选作用主要在气-水-固三相界面发生，疏水矿粒念附气泡上浮，亲水矿粒留于水中。
第2章 浮选药剂
第二章煤泥浮选药剂及其应用第一节概述关于煤泥浮选的理论基础中曾经谈到，煤泥之所以能浮选，是由于煤粒能选择性地粘附于气泡上，气泡将其运载到矿浆表面，形成矿化泡沫层；而矸石则不能实现这一过程。
显而易见，煤粒与矸石分选的可能性在于表面性质的差异。
虽然各种矿物具有天然润湿性的差别，但自然界中完全单一的东西是不存在的。
决定煤粒表面润湿性的因素是多方面的，例如：煤岩成分、碳化程度、氧化作用、煤中矿物杂质，表面孔隙度等等，而它们之间又是相互交错的，这就造成了一方面煤和矸石从组成看不是截然分开的，呈现连续性的过渡，如原生煤泥中含有从低到高的不同灰分的煤粒，煤泥由不同比重的部分组成即可说明这一情况；另一方面，微观组成的差异，造成煤的表面性质极不均匀。
这些因素削弱了煤和矸石间可浮性的差别。
致使难于实现煤泥的自然浮选。
煤和矸石的可浮性差别愈大，分选愈精确，愈有效、愈快速。
在煤泥浮选的过程中采用药剂就是为了达到此目的。
矿浆中的气泡是“引渡”和“运输”煤粒的工具，是浮选过程中不可缺少的媒介。
但是在单纯的矿浆中是不会产生具有一定稳定性、大小适当，适合浮选的气泡的。
在强化煤泥浮选的过程中，对从矿浆中生成的气泡提出了多方面的要求，这些泡沫特性的获得除了取决于浮选机的充气搅拌性能外，还取决于在矿浆中加入适当的药剂，以提供具有一定稳定性和足够分散度的泡沫。
此即在煤泥浮选过程中采用药剂的目的之二。
生产实践表明，采用浮选剂是改善和强化浮选过程的重要手段。
由于采用了药剂和适当的药剂制度，使多种牌号的煤泥得到有效的浮选，并能适当提高浮选粒度上限。
在进一步研究和改善煤泥浮选过程时，特别是在个别情况下，例如在煤泥浮选中抑制硫化物；细颗粒泥杂质含量高的煤泥浮选；改善氧化煤泥的可浮性等等。
往往需要在浮选过程中添加某种药剂，以抑制黄铁矿、细粒泥杂质等，消除有害杂质对精煤的污染；活化煤粒的浮游性。
此为在浮选过程中添加药剂的又一目的。
在浮选过程中加入煤浆里，用以改善、调节和控制浮选过程的各种物质，统称作浮选药剂，它是实现浮选过程的重要手段。
浮选药剂
第2章浮选药剂2.1浮选药剂的分类与作用—矿物浮选的依据是矿物的润湿性，能否浮选及正常进行，需药剂。
一用药剂来人为控制浮选行为。
加强目的矿物的上浮，抑制非目的矿物上浮。
—使用药剂是控制浮选行为最灵活、最有效、最方便的手段。
【分类】通常分为三类。
见表4-2-1 浮选药剂的分类—计三大类，10小类。
〖捕收剂〗3小类：非离子型；阴离子型；阳离子型。
〖起泡剂〗2小类：表面活性剂；非表面活性剂。
〖调整剂〗5小类或4小类：活化剂；抑制剂；pH调整剂；絮凝和分散剂。
2.2捕收剂【捕收剂及其作用】—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—水界面，通过提高矿物的疏水性，使矿粒能牢固地附着在气泡上而上浮。
2.2.1 捕收剂的分类与结构【分两大类】按其在水中的解离程度分为：离子型和非离子型。
【非离子型捕收剂主要是】非极性的烃类油和不溶性的酯类。
—前者本身是非极性物质，主要用于分选非极性矿物，如煤和石墨等，亦做极性矿物的辅助捕收剂。
—后者用于分选重金属硫化矿。
【离子型捕收剂分子结构】有极性和非极性两个基团。
{同偶联剂}，见表丁基黄药，很能说明问题。
〖理论上说明了各基团亲、疏水性〗【离子型捕收剂分类】据疏水离子分为阴、阳离子型两类。
〖对阴离子型捕收剂据亲固基[类似于改性偶联剂中的烷撑基]的组成和结构进一步又分为两类〗①巯基类捕收剂②烃基酸及皂类捕收剂—记住亲固基：羧酸基，磺酸基，硫酸基，羟肟[音：wo]酸基[RC-NOH],胂酸基。
〖阳离子型捕收剂〗主要是脂肪胺类，其疏水离子是阳离子（RNH3+）.主要用于捕收阴离子型捕收剂效果不好时，如对硅酸盐、铝硅酸盐和某些氧化矿等。
【也可根据矿物类型分类】非极性矿物捕收剂、硫化矿物捕收剂和氧化矿物捕收剂。
2.2.2 非极性烃类油捕收剂及其捕收机理【非极性烃类油捕收剂用途】煤、石墨、辉钼矿、磷灰石、氧化铁矿和石英等。
【用量】较大。
1.非极性烃类油的特性【特点】5条。
第二章 浮选药剂
第二章浮选药剂浮选的条件是各种矿物之间在表面性质上存在差异，之所以有的矿物能和气泡附着而浮起，而有的矿物不能随气泡而浮起是因为矿物表面润湿性不同。
而自然界中各种矿物都表现出或多或少的润湿性。
所以为了能够加大不同矿物之间表面性质的差异，使浮选效果更好，就要加入浮选药剂。
2.1 浮选药剂的分类与作用一、浮选药剂的分类1 、捕收剂2 、起泡剂3 、调整剂二、浮选药剂的作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—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、起泡剂它是一种表面活性物质，能够集中在水—气界面，促使空气在矿浆中弥散成小气泡，防止气泡兼并，并提高气泡在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。
活化剂——能促进捕收剂与目的矿物作用，从而提高矿物可浮性的药剂。
抑制剂——能削弱捕收剂与矿物的作用，从而降低矿物可浮性的药剂，这种作用称为抑制剂。
介质PH调整剂——主要调整矿浆的性质，形成对某些矿物浮选有利而对另一些矿物浮选不利的介质性质。
分散剂与絮凝剂——调整矿浆中细泥的分散，团聚与絮凝。
三、总结（一）、捕收剂作用点：固液界面，且有选择性。
作用：提高矿物表面的疏水性，增加其可浮性，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。
2.2 捕收剂2.2.1 捕收剂的分类和结构一、捕收剂的分类和结构非离子型：烃类油，不溶性脂类。
浮选药剂煤油结构式
浮选药剂煤油结构式
浮选药剂是一种用于矿石浮选过程中的化学药剂，其中煤油常
被用作一种浮选药剂。
煤油的结构式可以通过化学式CnH2n+2来表示，其中n代表着烷烃链的碳原子数。
煤油通常是由碳数较多的烷
烃组成，因此其结构式可以表示为CnH2n+2，其中n可以是一个较
大的整数。
煤油主要由碳和氢元素组成，是一种碳氢化合物，其分
子结构中含有直链烷烃。
在浮选过程中，煤油可以与矿石表面发生
化学反应，从而改变矿石表面的亲水性，使其更容易被气泡吸附，
从而实现矿石的分离和提纯。
浮选药剂的选择和设计是矿石浮选过
程中非常重要的一环，煤油作为浮选药剂之一，其结构式的理解和
应用对于浮选工艺具有重要意义。
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矿石取工工艺工程赞题库
矿石取工工艺工程赞题库1.项目管理的主要内容是什么？答：项目管理，是在一定的约束条件下，为实现项目的目标，项目管理者运用系统管理理论和方法对项目进行高效率的计划、组织、协调和控制，以实现项目全过程的动态管理和项目目标的综合协调与优化的过程。
项目管理的主要内容：项目计划；合同管理；项目组织；项目控制；信息管理；环境保护。
2.浮选药剂结构性能三要素及基本判据是什么？答：(1) 浮选药剂结构性能三要素为：亲矿集团、亲水基团、烃基。
(2)基本判断依据为：①溶度积理论：捕收剂与矿物表面的化学反应决定矿粒的浮选行为，药剂与矿物金属离子化学反应产物的溶度及越小作用能力越强，因此可用反应产物的溶度积大小衡量药剂的浮选作用能力.②基团电负性：按照浮选药剂与矿物作用的基团特性，可将捕收剂分为硫化矿捕收剂、过渡金属氧化矿捕收剂和氧化矿捕收剂。
硫化矿捕收剂的基团电负性较小，氧化矿捕收剂的基团电负性较大，过渡金属氧化矿的基团电负性中等。
③浮选剂性能的临界胶团浓度(CMC) 判据：捕收剂和起泡剂大多为表面活性物质，用CMC来衡量其疏水一亲水性能是合适的。
显然，CMC越小，药剂的疏水性能就越强。
④捕收剂集合大小与作用的选择性：当药剂与矿物大小愈接近时，作用愈容易发生，容易得到较大的覆盖密度；如果药剂的几何大小比矿物晶格大很多，则不能形成一定对应的排列关系，只能以疏松的排列覆盖矿物表面，而使药剂同矿物的作用和药剂分子之间的作用都受到削弱。
3.矿浆PH值对药剂浮选活性有何影响？并举例说明。
答：浮选所用的各种调整剂以及离子型捕收剂，常常是药剂解离出来的某种活性离子发生有效作用，在药剂用量一定的情况下，矿浆中各种药剂离子的浓度，或药剂以离子状态和以分子状态存在的比例，将主要取决于矿浆的PH值。
(1) pH值可以调节矿浆中捕收剂离子的浓度。
例如，非硫化矿浮选中常用的脂肪酸类捕收剂，由于它们只有在碱性矿浆中才易解离出较多的脂肪酸阴离子，调节pH值，则可调节矿浆中脂肪酸阴离子的浓度或阴离子数与分子数各组分间的比例。
浮选药剂制度
浮选药剂制度浮选药剂制度在处理多金属和复杂难选矿时，药剂制度是个关键的问题。
已经考虑对有用矿物采用什么方式进行分选后，就要决定药剂的种类，药剂用量，比例，加药顺序，地点和方法等。
一、制定浮选方案制定浮选方案可以参考类似矿石选矿厂的实践经验。
并对矿石的性质和可能采用的浮选方案进行分析。
例如：是采用混合浮选还是优先浮选。
若采用优先浮选，先捕收哪一种矿物?抵制哪些矿物?哪一种矿物需要活化?哪些矿物不用活化?哪些矿物要考虑抵制?哪些矿物不用抵制等等。
制定分选方案时，下面几条经验可供参考：（1）先浮选易浮的矿物，后浮难浮的矿物。
即先浮可浮性好的，后浮可浮性差的。
（2）抑制可浮性差的矿物，不要抑制可浮性好的的危险制易被抑制的矿物,不要抑制难被抑制的矿物。
例如：当有用矿物为方铅矿和闪锌矿时，方铅矿的可浮性比闪锌矿好，闪锌矿比方铅矿容易抑制。
因此，分选时可以采用抑制闪锌矿，先浮选方铅矿的方案。
（3）如果两种矿物的可浮性相似，则应该先浮选数量少的矿物，抑制数量多的矿物,容易得到比较好的指标。
例如：铜站硫多金属矿，主要有用矿物为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿和黄铁矿、黄铜矿和方铅矿的可浮性均很好，一般先将这两种矿物同时浮出，再进行分离。
分离时可以抑制铅浮铜或抑铜浮铅。
但实践上，多金属矿中铜的品位经常比铅的品位低许多。
故抑铅沲铜的方案用得较多。
如矿石中有次生铜矿石时，方铅矿被次生铜活化，故抑铅浮铜过程难于进行，此时应采用抑铜浮铅。
又如：铁石英岩的浮选，主要矿物赤铁矿和石英。
赤铁矿含量常比石英少，如用脂肪酸类捕收剂进行分选时，赤铁矿的可浮性比石英好，故一般采用浮选赤铁矿的方案。
但如果是铁精矿中含有小量的二氧化硅，为了进一步提高精矿品位，采用阳离子捕收剂浮选少量石英的办法，实践证明，该法比磁铁矿精矿采用多次磁选排除石英的方法更有效。
（4）活化量少的矿物，抑制价值低的矿物，比较容易提高分店离效果。
（5）浮选价值高的矿物，抑制价值矿物，易于达到浮选目的。
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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
§ 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。
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。
浮选药剂结构(1)
§ 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
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。
浮选药剂结构(1)
§ 3.2.3苯甲羟肟酸的合成与应用符合同分异构系原理
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
§ 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。
浮选药剂结构(1)
§ （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%
§ 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。
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。
浮选药剂结构(1)
2020/11/25
浮选药剂结构(1)
▪ 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。
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。
浮选药剂结构(1)
§3. 浮选药剂结构与性能理论的应用实例
浮选药剂结构(1)
浮选药剂结构(1)
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
浮选药剂结构(1)
§ 试验结果： 精矿产率44.93%，稀土品位59.41%回收率
§ 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
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。
浮选药剂结构(1)
§ （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
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：
§ 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。
浮选药剂结构(1)
§ 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。
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%。
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。
浮选药剂结构(1)
§ 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。
浮选药剂结构(1)
§ 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