浮选药剂化学原理与应用-第十三章 絮凝剂

三、絮凝剂吸附的选择
要达到选择性絮凝，须从三方面考虑： (1)矿物的表面电化学性质、溶解度及其他物理性质； (2)水介质的pH值，存在的电解质种类和浓度等； (3)絮凝剂的功能团种类及其物理化学性质。
高分子絮凝剂絮凝机理模型
13.2聚丙烯酰胺及改性聚丙烯酸胺 使用高分子化合物作为抑制剂已相当普遍，前面叙述过
④当分子中的三分之二酰胺基水解后，分子中羧基占了 功能团数目的三分之二，带负电的羧基互相排斥，使分子 基本上完全伸开，絮凝能力更强。用不同水解度的聚丙烯 酰胺絮凝粘土的悬浮液时，证明这种说法是符合事实。因 此放置较长时间后，聚丙烯酰胺有部分水解，在某些使用 场合，反而增加絮凝作用。 3、聚丙烯酰胺的絮凝性能
时，羧基能电离成 COO-基；带有负电荷，在分子中能与
带正电的
基互相吸引，使得聚丙烯酰胺分子
成为电中性等电点，分子高度倦伏，聚成一团，此时絮
凝能力最小。
③当分子中的酰胺基大约有三分之一水解为羧基时， 分子中带负电的基团增多，负电互相排斥的力量增大， 整个分子有更大的伸张，絮凝效率增高，成为较好的絮 凝剂。
的用作抑制剂的古尔胶、淀粉、糊精、单宁、羧甲基纤维 素、木素磺酸等均是，这些高分子抑制剂也可用作絮凝剂。 一、聚两烯酰胺 1聚丙烯酰胺的制法
丙烯酰胺、硫酸铵溶解度曲线
2、聚丙烯酰胺的性质
①没有水解的聚丙烯酰 胺由于有小部分酰胺基与
水中的H+作用而生成带正
电的
基这种基在
分子中互相排斥，使聚丙
部分水解聚丙烯酰胺水解度分析结果 絮凝分界面到30ml，刻度时所需时间（s） 与pH值的关系
1—F703；2—聚丙烯酰胺； 3—12号；4—10号；5—9号
精矿矿浆在pH值为9时，用絮凝剂絮凝过滤结果
精矿矿浆在pH值为6时，用絮凝剂絮凝过滤结果
13.3苯乙烯马来酸酐聚合物及其它絮凝剂
一、苯乙烯马来酸酐聚合物
酰胺分子有一定的伸展， 故有比较强的絮凝作用。
聚丙烯酰胺水解特性效应
1—没有水解，弱正离子使链伸展，一般絮凝剂； 2—少量水解，非离子型（等电点），高度倦伏，弱絮凝剂； 3—33%水解，阴离子使链伸展，较好的絮凝剂；
4—67%水解，强阴离子使链伸展，强絮凝剂。
②当聚丙烯酰胺分子中有少量酰胺基水解为-COOH
二、改性聚丙烯酰胺
聚丙烯酰胺对细粒矿泥的絮凝作用很强，但选择性差，一般难于达
到选择性絮凝目的矿物的要求，若制成改性聚丙烯酰胺，选择性得到提
高。
1.磺化聚丙烯酰胺
2.含羟肟基的聚丙烯酰胺
含羟肟基8%聚丙烯酰胺絮凝分离锡石-石英混合矿的结果 （絮凝剂0.4mg/L，调降1~2h）
3.部分水解聚丙烯酰胺
第十三章 絮凝剂
选择性絮凝是60年代发展起来的一种新工艺，目的是 更有效地选别细粒矿物；选择性絮凝是从两种或更多种矿 物的分散体系中，使一种矿物絮凝。这种工艺也是利用不 同矿物的表面性质差别来分离它们。
细粒矿物的特点是颗粒质量小，比表面大，表面能大，表 面活性大，不易分散，浮选时用药量大，难于选别。对细 粒矿物的矿浆采取选择性絮凝的措施，是改变目的矿物颗 粒的表面性质，适当增大颗粒尺寸，因而絮凝沉淀，与脉 石分离。若沉降的目的絮团仍带有过多脉石，可进一步用 浮选方法提高其品位。或加适量电解质将第一次得到的絮 团分散再加絮凝剂进行絮凝。这样重复多次，可得到较高 品位的精矿。
以季铵盐絮凝粘土的试验结果
二、淀粉
淀粉用作絮凝剂已有很久的历史，1953年便用淀粉 作絮凝剂分离磷酸盐．木薯淀粉对赤铁矿-石英混合物中 的赤铁矿进行絮凝。
例如，美国苏必利尔湖区的铁矿，属氧化铁燧岩， 处理这类矿石的主要环节包括细磨、高度分散、选择性 絮凝铁矿物、脱泥除去呈分散状态的含硅细粒脉石，絮 凝后的固体物料通过阳离子浮选浮出脱泥阶段未除去的 硅质脉石，达到最终品位的要求，其中的选择性絮凝剂 是淀粉。
苯乙烯马来酸酐聚合的三甲基胺基丙基酰亚胺的季铵 盐是高分子絮凝剂，是阳离子高分子絮凝剂的代表。
1、苯乙烯-马来酸酐聚合的三甲基胺基丙基酰亚胺季镀
盐的制法
酰亚胺-胺和季铵盐分析
2、苯乙烯-马来酸酐聚合物的三甲基胺絮凝性能。
从下表的数据证明，所用的季铵盐对无机粒子有强 的吸附力，因为，在它的分子中含有许多带正电的季铵 基，故对表面带负电荷的颗粒絮凝作用更强，当保持快 沉降季铵至少能沉降被悬浮固体95％。
1、静电力（库仑力) 这是聚电解质絮凝剂在带异号电荷表面上的吸附力，不管它们之
间的化学性质如何。典型的例子是阴离子型的聚丙烯酰胺在荷正电荷 的萤石、重晶石、方解石上的吸附；以及阳离子的聚丙烯酰胺在粘土 上的吸附。
2、偶极吸引力 非离子型絮凝剂可由ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ极或诱导偶极在离子晶体上发 生吸附。 3、范德华引力 暂时偶极作用力，是中性分子或原子间的吸引力， 其能量为8.3~41.8×103J/mol。 4、疏水键合分子的非极性基与疏水固体表面的键合
选择性絮凝连续阶段示意图
1—分散的固体；2—添加絮凝剂； 3—絮凝剂选择性吸附；4—选择絮凝； 5——沉积分离
13.1絮凝剂在固体表面的吸附机理
絮凝剂在矿物颗粒-水界面的多点吸附是由于本身的多功能团在矿 物上多个位置附着，这种固着可以是物理吸附(长距离力)或化学吸附 (短距离力)，或两者兼有。
一、物理吸附的重要作用力
欲使选择性絮凝获得成功，必须且备下述条件：
(1)在矿浆中至少有一种矿物粒子呈良好的分散状态(即没 有混杂絮团)。
(2)选择性絮凝剂仅仅吸附在欲被絮凝的矿粒上。 (3)有效地分离絮凝物。
絮凝
絮凝剂是多功能团分子有机化合物，这种化合物在矿 物颗粒-水界面发生多点吸附而起絮凝作用。可作为絮凝剂 的有：树胶、淀粉、糊精、磷酸淀粉、改性纤维索、单宁、 聚丙烯酰胺及其改性产物，聚氧化己烯、聚乙烯醇、聚乙 烯亚胺、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸等。
二、化学吸附的重要作用力 1、共价键和离子键 絮凝剂的功能团与固体表面上的金属
离子通过共价键或离子键形成不溶化合物。 2、配位键 絮凝剂借配位键在固体表面上形成络合物或螯
合物而固着。 3 、氢键 在有机化合物中，当氢原子与负电性强的原子
（O、N）连接时，这个氢原子能够从固体表面的原子接受 电子而形成氢键。