选矿药剂第1章 绪论

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1.1 浮选药剂的意义
铅锌矿浮选实例
某硫化铅锌矿，主要含有方铅矿、闪锌矿及萤石三种有用 矿物，脉石主要为石英。为了获得三种精矿，该矿采用了 优先浮选流程，具体步骤如下： 1. 矿石经破碎磨矿后，使有用矿物达到单体解离，选用碳 酸钠将矿浆pH值调至7~7.5，加硫酸锌和氰化钠抑制闪锌 矿，用黄药和黑药捕收方铅矿，并加松醇油使矿浆中形成 比较稳定的气泡，于是方铅矿便可选择性粘附在气泡表面 并成为泡沫产物浮出； 2. 然后用碳酸钠将矿浆pH值调至8左右，加硫酸铜活化闪 锌矿，再用黄药和松醇油使闪锌矿成为第二种泡沫产物浮 出；
6.没有松醇油对 空气的调节作用？
不能提供足够的 液-气分选界面和 粘附运载疏水矿 物的适宜气泡。 5.没有碳酸钠对矿 浆的调节作用？ 不能创造有利于矿 物分选的介质条件。
1.没有硫酸锌和氰化钠对 闪锌矿的抑制作用以及黄药 和黑药对方铅矿的捕收作用？
被硫酸锌和氰化钠抑制 过的闪锌矿不能成为第 二种泡沫产品浮出。
有机化合物（大分子化 合物多兼絮凝作用） 单宁、淀粉、糊精、木素磺酸钠、羧基甲 基纤维素、腐植酸
活化剂 调 整 剂 pH值调整 剂 分散剂 絮凝剂 高分子化合物 无机酸碱（常与抑制作 用、活化作用交织在一 起）
硫酸铜、碱土金属及重金属离子的可溶性 盐
硫酸、盐酸 、碳酸钠 水玻璃、六偏磷酸钠 聚丙烯酰胺、聚丙烯酸
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人为调控实例
辉钼矿天然可浮性好，但在破碎磨矿过程 中其表面易被污染、氧化而降低了可浮性 ，但某些浮选药剂可显著增强其表面疏水 性。 天然可浮性差或可浮性相似的矿物，可通 过加入不同浮选药剂，灵便地调控某种矿 物在不同选别作业中的可浮性。
活化
选择
抑制
某些药剂可以降低某些矿物的可浮性，使 之不予气泡发生粘附；当需要他们浮游时 ，则可加入另一种药剂提高其可浮性。
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1.1 浮选药剂的意义
浮选药剂的早期使用
例如：我国古代对滑石、陶土等矿物精选加工时，采用所 谓“淘、澄、飞、跌”等工序，这里除主要利用矿物比重 差别分选之外，也包括利用矿物天然可浮性的薄膜浮选过 程。 我国明代著名学者宋应星在所着《天工开物》一书中，对 这类方法曾有记载，如朱砂的选别过程为，“取来时，人 巨铁碾槽中，轧碎如微尘，然后入缸，注清水澄浸过三日 夜，跌取其上浮者，倾入别缸，名日二朱，其下沉者晒干 即名头朱也”。此澄浸三日夜仍上浮者即为疏水性矿物。
浮选药剂的分类及典型实例简表续
浮选药剂类别 羟基化合 物
醚及醚醇 吡啶类 酮 调 整 剂 脂环醇、脂肪醇、酚 脂肪醚、醚醇
典型实例 松醇油、甲基异丁基甲醇、C6～C8混合醇、 甲酚、木馏油
三乙氧基丁烷、乙基聚丙醚醇 重吡啶 樟脑油
起 泡 剂
抑制剂
无机化合物（其中石灰、 硫酸锌、氧化钠、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、 硫化钠、水玻璃等具有 重铬酸盐、硫化钠、水玻璃、氟硅酸钠、 多重作用） 六偏磷酸钠、石灰
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人为调控方法
人为调节和控制矿物浮选行为的方法有： 1.物理方法，例如加温以及高能辐射等。 2.化学方法，即在浮选过程中加入各种浮选药剂。 实践证明，化学方法简便易行，灵活有效，所以 在矿物浮选过程红使用各种浮选药剂乃是人为调 节和控制矿物浮选行为的基本手段。
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化学合 成，但 多为一 步或二 步的简 单反应 较复杂 的化学 合成 （常以 离子型 产品为 中间体）
100~1000g/t ① 硫化矿回 收率80%以上， Pb/Zn分离指 数10以上； ②处理各种 非硫化矿 3~30g/t ①选择性更 高或具有特 效性； ②可 少用抑制剂 及起泡剂
Z-200 酯105 OS-43 8-羟基 喹啉
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浮选药剂按作用分类
作用相 作用方式 实例 捕收剂、起泡剂 活化剂、抑制剂、空 气等 絮凝剂、捕收剂 分散剂 起泡剂 捕收剂、调整剂 抑制剂、调整剂
在矿物表面 作用的药剂
使矿物表面疏水及粘附于 气泡 改变矿物表面 性质的药剂 改变矿物表面同捕收剂作 用的能力
改变矿粒集合 状态的药剂 使颗粒变大 防止颗粒兼并
各种无机酸、碱、盐 抑制剂、活化剂、pH调 各种有机含氧酸及盐 整剂 各种有机元素（S、N、P、 捕收剂、起泡剂、抑制剂 As等）酸及盐 捕收剂、起泡剂、抑制剂 各种金属离子的可溶盐 胺类及其盐 吡啶类及其盐 各种氨基酸等 其他两性有机物 活化剂、抑制剂 捕收剂 起泡剂、捕收剂 捕收剂、抑制剂 捕收剂、抑制剂
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1.2 浮选药剂的生产和发展
浮选药剂的产生和发展与浮选工艺紧密相连，二 者基本是同步进行的，可认为它经历三个历史阶 段： 1.早期的混合油类捕收剂时期； 2.中期的离子型水溶性捕收剂为主时期； 3.近期正在发展中的非离子极性特效捕收剂时期 （又称络合捕收剂时期）。
浮选药剂的三个发展阶段
发展阶 段
混合捕 收油时 期 (1860~1 924) 离子型 水溶性 捕收剂 时期 (1925~1 960年) 极性非 离子型 捕收剂 时期 (1960年 ~)
典型药 剂
动、植 物油矿 物油及 其粗加 工物 黄药、 黑药、 油酸、 胺
性能特点
1.水不溶性的多 成分混合物 2.捕收剂与起泡 剂无明显区别 3.用量大 1.水溶性 2.捕收能力强， 选择性较差 3.单耗少
在气-水界面 作用的药剂
改变矿浆水溶液的表面张力及气泡特性 控制矿浆离子组成等 控制矿浆离子组成及pH 值
在液相中作 用的药剂
与矿浆中离子 反应控制矿浆 溶液组成
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浮选药剂按结构分类
药剂种类 结构特点 用途
非极性物
非极性的脂肪烃、芳香烃及环烷烃类
阴离子型
辅助捕收剂、溶剂
1.水溶性差 2.多兼有起泡性 3.选择性好 4.单耗少 5.品种多样
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1.2 浮选药剂的生产和发展
60年代以后，国外捕收剂和起泡剂单耗 不断下降，下面部分大型选厂的统计数字。
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1960 1965 1970 1975
浮选药剂与浮选技术
综上可以看出浮选药剂与浮选技术的关系： 浮选药剂是浮选法分离各种矿物的关键性因素。 一个浮选厂生产技术指标的好坏，与能否灵活地 正确配合使用好各种药剂密切相关。 另一方面，浮选技术的进步与发展，在很大程度 上还依赖于浮选药剂的发展与应用。 高效浮选药剂的出现与应用往往使浮选技术出现 新的突破，而浮选技术的发展与进步反过来又促 进和推动浮选药剂的研究和探索，二者相互促进、 相互依存、共同发展。
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硫代化合物 类
阴离 子型 极 性 型 阳离 子型 非离 子型 非极性型 烃基含氧酸 及其皂类
黄药类、黑药类、硫氮 类、硫醇及其衍生物、 硫脲及其衍生物
羧酸及其皂、烃基硫酸 酯、烃基磺酸及其盐、 烃基膦酸、烃基胂酸、 羟肟酸 脂肪胺、醚胺、吡啶盐
捕 收 剂
胺类
硫代化合物的酯 多硫代化合物 烃油
药剂分子设计
第一章 绪 论
第一章 绪 论
1
第一节 浮选药剂的意义
2
第二节 浮选药剂的生产和发展
3
第三节 浮选药剂的分类
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1.1 浮选药剂的意义
1.1.1 浮选药剂的概念
浮选药剂：在矿物浮选过程中，为了改变矿物表面的物理 化学性质，提高或降低矿物的可浮性，以扩大矿浆中各种 矿物可浮性的差异，进行有效分选，所使用的各种有机和 无机化合物。 包括：捕收剂、起泡剂和调整剂等。 用浮选方法和使用浮选药剂对矿石进行加工，早在古代就 已经开始。早期应用的浮选工艺过程比较简单多为利用矿 物天然疏水性（或称天然可浮性）的薄膜浮选法。
用浮选法分离各种矿物， 只有在各种有机和无机 2.没有硫酸铜的活化作用 试想 浮选药剂的协同作用下，和黄药的捕收作用？ 才有可能顺利完成。
萤石不能成为第三 种泡沫产品浮出。 3.没有油酸的 捕收作用？
4.没有水玻璃 的抑制作用？ 被金属离子污染的石英就会在油酸的捕收作 用下与萤石一道上浮，影响萤石精矿质量。
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1.1 浮选药剂的意义
铅锌矿浮选实例
3. 最后用碳酸钠将矿浆pH值调至8~9，加水玻璃抑制石英 等脉石矿物，用油酸捕收萤石，使萤石成为第三种泡沫产 物浮出，而石英等脉石矿物则从浮选机组末槽的尾部经控 制阀门排出。 于是完成三种有用矿物之间及有用矿物与脉石矿物的有效 分离，最终获得铅精矿、锌精矿、萤石精矿三种产品。 该铅锌矿浮选实例中，所用的黄药、黑药、油酸、松醇油、 碳酸钠、硫酸锌、氰化钠、硫酸铜及水玻璃等有机和无机 化合物，就是浮选实践中比较常用的一些浮选药剂。其流 程图如下：
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铅锌矿浮选实例
硫化铅锌矿
破
碎 硫酸锌+氰化钠 黄药 碳酸钠调pH=8左右
黄药+黑药 碳酸钠调pH=7～7.5
松醇油
方铅矿
松醇油 碳酸钠调pH=8～9
硫酸铜
闪锌矿
源自文库
水玻璃
油酸
萤石
脉石
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浮选药剂间的关系
方铅矿不能选择性地 粘附在气泡上成为第 一种泡沫产品浮出。 即：铅锌不能分离
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1.3 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种以 上，而使用较多的约有100种。 对浮选药剂进行分类的目的，主要是为了比较系 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。 以下是按药剂在浮选中的用途并结合药剂的属性 以及解离性质等分为捕收剂、起泡剂、调整剂三 大类。 应当指出，由于同一种药剂往往具有多重作用， 所以药剂的分类有它的灵活性和相对性，常须结 合具体条件进行分析和讨论。
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浮选药剂的分类及典型实例简表
浮选药剂类别 典型实例 乙基黄药、丁基黄药、25 号黑药、丁基胺黑药、乙 硫氮、丁硫氮、苯骈噻唑 硫醇、二苯硫脲 油酸、氧化石蜡皂、妥尔 油、十六烷基硫酸钠、石 油磺酸钠、苯乙烯膦酸、 浮锡灵、混合甲苯胂酸、 苄基胂酸、异羟肟酸 月桂胺、混合脂肪胺、烷 氧基正丙基醚胺、烷基吡 啶盐酸盐 Z—200 双黄药 煤油、柴油
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1.1.2 浮选药剂在矿物 浮选中的地位和作用
浮选是利用不同矿物表面的物理化学性质差异， 在固-液-气三相界面分选各种矿物的工艺过程， 所以固-液-气的界面性质及其调节，对这一分选 过程将产生深刻的影响，特别是固相即矿物的界 面性质及其调节将具有决定性的影响。 内因：矿物本身的可浮性，由矿物的化学组成与 晶体结构特点决定。 外因：人为调节和控制矿物的浮选行为，其方法 有物理方法和化学方法。
制药过 程
不加工 或简单 加工
用量水平
约 10~100Kg/t
生产效果
①只处理硫 化矿，回收 率不到80%； ②Pb/Zn分离 指数2.2—3.7
应用
现状及前景
组成简单、 现在少用，可 品位高的 通过加乳化剂 硫化矿 提高性能，用 来选煤、钼矿 等 不十分复 杂的硫化 矿、氧化 矿和非金 属矿 适用复杂 矿石分离 在将来相当长 的一段时期仍 将是选矿工业 主要的浮选药 剂 迅速发展，在 复杂矿石处理 中逐渐代替离 子型水溶性捕 收剂
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捕收剂(g/t) 起泡剂(g/t)
1.2 浮选药剂的生产和发展
浮选药剂理论发展 浮选药剂发展所经历的从混合捕收油时期到离子型水溶性 捕收剂时期以及今天的极性非离子型捕收剂时期的转变， 与选矿工业所面临的矿石原料从简单——较复杂——复杂 的过程是吻合的，与各个时期人们对浮选药剂的认识水平 也是一致的。 早期人们对浮选药剂的认识比较模糊，只猜测到混合捕收 油中可能存在某些活性组分对矿石的浮选起了作用。这种 作用的机理直到离子型水溶性捕收剂出现并且Taggart提出 著名的“溶度积假说”之后才趋于清楚； 而品种多样、结构各异的极性非离子型捕收剂的产生又给 人们提供了研究和认识浮选药剂结构与性能关系的机会， 为合理地开发浮选药剂、建立分子设计理论和方法奠定了 基础。