浮选捕收剂的分类及应用
浮选药剂安徽理工
4.非极性烃类油中杂极性物质的其他作用
非极性烃类油组成中，除非极性组分外，还有 少量的非烃杂质。例如，吡啶、喹啉、吡咯、 酚、酸 、醇脂和羰基化合物等杂极性物质。 1杂极性成分捕收作用。 2杂极性成分起泡作用。 3杂极性成分乳化作用。
溶性的酯类。 离子型捕收剂的分子结构中一般有两个基
团：极性基和非极性基。这类捕收剂也称杂 极性或复极性药剂。
2.2.2 非极性烃类油捕收剂及其捕收机理
非极性烃类油是煤、石墨、辉钼矿等非 极性矿物浮选时的捕收剂,也广泛用作磷 灰石、氧化铁矿和石英等矿物浮选时的 辅助捕收剂。硫化矿浮选也可用非极性 烃类油作捕收剂，帮助粗粒和难浮颗粒 上浮。
非极性烃类油主要有两方面来源： ① 石油工业产品。如煤油、轻柴油等； ② 其他工业副产品。
2.非极性烃类油与矿物表面的作用机理 非极性烃类油能否吸附到矿物表面并起作用，
主要取决于它们与水和矿物表面作用力的大小 。
(1)非极性烃类油与水之间的作用
非极性烃类油的主要成分为脂肪烃、环烷烃和芳香 烃，其分子都是由碳和氢原子组成，原子之间以非 极性的碳—碳键和弱极性的碳—氢键结合，属于非 极性分子。分子之间由色散力聚集在一起。而水分 子是强极性分子，水分子与非极性烃类油分子之间 的作用力为诱导力和色散力，并以色散力为主。水 分子由于是强偶极子，有极强的定向力、诱导力， 并且以定向力为主，加上水分子之间的氢键缔合作 用，水分子本身之间的吸引力比油水之间作用力大， 所以，油不溶于水，有很好的疏水性，非极性烃类 油在水中只能以油滴状态存在。
介质pH调整剂—主要是调整矿浆的性质，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，例如用它调整矿浆的离子组成、改变矿浆 的ｐH值、调整可溶性盐的浓度等。
浮选金红石用的捕收剂和调整剂
综 述浮选金红石用的捕收剂和调整剂朱建光(中南大学资源与生物工程学院 湖南长沙 410083)摘 要 本文介绍了浮选金红石用的捕收剂和调整剂。
在捕收剂部分介绍了脂肪酸、美狄兰、苄基胂酸、苯乙烯膦酸、烷胺二甲膦酸、烷基磷酸氢酯、烷基羟肟酸和水杨羟肟酸等对金红石的捕收性能;在调整剂部分,介绍了硝酸铅、六偏磷钠、羧甲基纤维素(CM C)、氟硅酸钠、硫酸铝和糊精等的活化或抑制性能。
简略说明捕收剂和调整剂的作用机理,并略加述评。
关键词 金红石 浮选 捕收剂 活化剂 抑制剂前 言我国拥有丰富的钛资源,主要是钛铁矿和金红石,目前我国共发现金红石矿床59处 1,其中大型矿床13个,中型矿床11个,小型矿床35个,探明总储量1亿t以上。
随着勘探工作的深入,可能还要增加,尽管各地矿石性质有些差异,但它们之间却有很多相似之处。
有人 2通过7个金红石矿石工艺特性的分析,认为这7个矿床的金红石矿石有下述共同特点。
品位低,一般含T iO22%~4%左右,伴生有钛铁矿,钛赤铁矿、赤铁矿、磁铁矿等磁性矿物,这些磁性矿物的密度均大于4 2g/cm3与金红石密度4 2 ~4 3g/cm3相近,脉石矿物含有角闪石、绿泥石、石榴石、磷灰石、榍石、云母和长石等。
嵌布粒度细,且与其它矿物嵌布关系复杂,含有硫(主要是黄铁矿)和磷(磷灰石)等矿物。
由于一些脉石矿物比金红石易泥化,选矿时产生大量矿泥,金红石中一般以类质同象存在的Fe、Si和Ca等杂质难以除去,因此对金红石矿石进行选矿富集时,宜视矿石性质不同采取不同的方法和流程,本文只讨论用浮选法处理金红石矿石时所用的捕收剂和调整剂。
1 捕收剂金红石的捕收剂有:羧酸类及其皂。
不饱和脂肪酸 3有油酸和亚油酸。
饱和脂肪酸有月桂酸(皂)和氧化石蜡皂等。
膦酸类捕收剂有苯乙烯膦酸和烷胺二甲双膦酸等。
胂酸类捕收剂有苄基胂酸。
羟肟酸类捕收剂有C7-9羟肟酸(NM-50),水杨羟肟酸等。
下面择重要者介绍。
1.1 脂肪酸作捕收剂户鼎金红石矿石中的金红石粒度细,矿石易碎,难选,含金红石2.07%。
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。
浮选药剂制度
浮选药剂制度浮选药剂制度是指在矿石浮选过程中所使用的化学药剂的配制和使用的一套规定。
浮选药剂主要包括捕收剂、发泡剂和调整剂三类。
首先是捕收剂，它是浮选过程中的主要药剂，用于与矿石中的目标矿物颗粒结合，使其变为疏水性，从而与水相互排斥，实现目标矿物的浮选。
捕收剂的选用要根据矿石中的目标矿物种类和性质进行选择，常用的捕收剂有黄药、黑药和氨基药等。
在配制捕收剂时，需要满足一定的比例和浓度要求，以确保其在浮选过程中的良好效果。
其次是发泡剂，它是浮选过程中的另一种关键药剂，用于使被选矿物颗粒在浮选槽中产生气泡，从而实现目标矿物的浮选。
发泡剂的选择与捕收剂类似，需要根据矿石中的目标矿物种类和性质进行选择，常用的发泡剂有松香酸盐、乙酸盐和十八醇等。
同样，配制发泡剂时也需要满足一定的比例和浓度要求，以确保其在浮选过程中的良好效果。
最后是调整剂，它是用于调整浮选过程中的各种参数，以保证浮选过程的高效进行。
调整剂的种类较多，包括调节剂、添加剂和固化剂等。
调整剂的选择与药剂类似，需要根据具体的浮选工况进行选择。
配制调整剂时需要根据实际需要进行调整，确保其在浮选过程中的良好效果。
浮选药剂的使用需要严格遵守一系列规定和操作流程。
首先，必须要进行合理的配制和稀释，以确保药剂能够在浮选过程中充分发挥作用。
其次，药剂的投加必须按照一定的时间和顺序进行，以保证药剂的作用效果能够达到最佳。
同时，在投加药剂时需要注意控制剂量，避免过量投加导致不良影响。
另外，还需要进行定期的检测和调整，以确保药剂的稳定性和有效性。
浮选药剂制度的建立和改进，不仅能够提高浮选效率，还能减少浮选过程中的药剂消耗和环境污染。
因此，矿山企业在浮选生产中应该高度重视浮选药剂制度的建立和执行，加强药剂的科学配制和合理使用，推动矿山浮选技术的持续创新和发展，更好地为矿山企业的可持续发展做出贡献。
选矿药剂[1]
![选矿药剂[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/1bf3a728ed630b1c59eeb51b.png)
品名：苯甲羟肟酸（苯甲氧肟酸）英文名称：BENZOYL HYDROXIMIC ACID主要成份：苯甲基羟（氧）肟酸分子式：C6H5CONHOH性状：粉红色鳞片状固体粉末，可溶于热水及部分有机溶剂，略带有苯甲酸味。
主要用途：苯甲羟肟酸是菱锌矿、黑钨矿和白钨矿及锡石等难选矿物的有效捕收剂。
苯甲羟肟酸在特定条件下用于菱锌矿的浮选可获得较为理想的选别指标；工业应用表明，苯甲羟肟酸与部分其它药剂配合使用，在黑钨矿、白钨矿的浮选作业中，取得了精矿品位和回收率都有较大幅度提高的理想浮选效果。
规格：品名：水杨羟肟酸（同名：水杨氧肟酸）英文名称：SALICYL HYDROXIMIC ACID主要成份：水杨基羟肟酸（水杨基氧肟酸）分子式：C6H4OHCONHOH结构式:性状: 产品为粉红至桔红色固体粉末，微溶于水，可溶于碱溶液，性质稳定，带有水杨酸气味。
主要用途：水杨羟肟酸能与锡、钨、稀土、铜、铁等金属形成稳定的螯合物，而与碱土金属及碱金属形成不稳定的螯合物，所以，水杨羟肟酸具有较好的选择性。
特别是水杨羟肟酸与锡石螯合时不仅能形成多种形式的外络盐，而且还能形成不同构成的内络盐，因此，水杨羟肟酸对锡的选择性较强。
该品在锡石选矿中通常与P86配套使用，并具有一定的起泡性。
该品还具有毒性低（是卞基胂酸的十六分之一，故此品的应用还可以使环保问题得到大大改善）、用药量少、适用性强等特点，具有较高的推广应用价值。
规格：英文名称：SODIUM ALKYL HYDROXIMIC ACID主要成份：烷基羟肟酸钠分子式：RCONHONa（R＝C4~8烷基）性状：暗红色液体，显碱性，可溶于水。
主要用途：烷基羟肟酸钠是一种较好的捕收剂，对多种金属氧化物、多种金属氧化矿物及部分氧化了的硫化矿具有良好的捕收性能，它对氧化铜矿、赤铁矿、含钇矿、黑钨矿、白钨矿、钛铁矿、含铌矿、锡石及稀土金属矿等多种金属氧化矿均有良好的捕收效果规格：英文名称：ALKYL HYDROXIMIC ACID牌号：B7－01分子式：RCONHOH （R=C4～8烷基）结构式：性状：暗红色粘稠液体，低于15℃时可凝成蜡状。
华北理工选矿学课件03浮选-2浮选药剂
➢亲固基：疏水离子中能与矿物发生作用的基团。 ➢捕收剂中疏水能力的强弱：取决于疏水离子中烃基结构和性质。 ➢捕收剂与矿物表面固着强度和选择性：取决于亲固基的性质。 2、捕收剂的结构
捕收剂在水中解离为离子： 如果疏水离子是阴离子，称为阴离子捕收剂。 如果疏水离子是阴离子，称为阴离子捕收剂。 ⑴对阴离子捕收剂，按亲固基的组成和结构分为：
①疏基类又称硫代化合物类捕收剂：典型的是黄药、黑药。 其亲固基中都含有二价的硫，常作硫化矿物的捕收剂。 黑药由两个烃基和亲固基起捕收作用（RO）2PSS-
②烃基酸及皂类捕收剂：其亲固基是羧基、硫酸基、磺酸基等。
常作氧化矿的捕收剂。
＋
⑵阳离子捕收剂：主要是脂肪酸，疏水离子是阳离子ＲＮＨ３
主要分选硅酸盐、铝硅酸盐和某些氧化矿物。
超过一定量后，会在煤粒表面形成反向吸附层，使疏水的煤粒表面变成亲水。
杂极性油烃类油在煤表面上固着情况
在一定范围内，增加杂极性成分的比例，对提高浮选效果是有利的，特别 对精煤产率和尾煤灰分提高比较明显。
但杂极性比例增加后精煤灰分增加较大，杂极性含量过高时，精煤质量恶化。
不同药剂分子与水分子的相互作用 a为疏水的非极性分子； b为亲水性的极性分子； c为杂极性分子，一端亲水，一端疏水。
5、非极性烃类油组成对捕收作用的影响
➢按烃族组成分：芳烃、烯烃、烷烃 。 ➢烷烃：正构烷烃、异构烷烃、环烷烃。 ➢各组分的捕收作用顺序：芳烃＞烯烃＞异构烷烃＞环烷烃＞正构烷烃。 ⑴芳烃因润湿热大，吸附过程自发进行且油-水界面张力低，易乳化，浮选 活性强。但易和水分子结合，发生水化作用，本身疏水性不如饱和烃。 ⑵烯烃双键处活性高，有一定的极性，易发生水化作用。比饱和烃捕收 性能高，但选择性差，泡沫带水量大。 ⑶异构烷烃比相同数目正构烷烃的沸点和凝固点低，凝固时不易形成结晶， 提高浮选效果。另其支链占有较大空间，提高矿物表面疏水性，节省药剂。 煤的最佳捕收剂：应是各非极性烃类油组分合理配合的混合物。
浮选药剂化学原理与应用-第三章 羧酸类捕收剂
●脂肪酸分子中引人羟基对浮选的影响。
用羧酸和醇酸混合浮选铁矿的结果
●脂肪酸分子中引进硫酸根列浮选效果的影响。
硫酸化皂在矿粒表面的吸附
3 .4 油酸
一、油酸的性质（C17H33COOH)
由于在矿物表面发生吸附作用，从而提高了矿物表面上的 捕收剂阴离子浓度，当超过相应盐的溶度积时，不可逆吸附过 程导致化学反应。矿物晶格的阳离子与脂肪酸阴离子作用，在 矿物表面生成稳定的脂肪酸盐，如钙、钡、铅等的油酸盐。
常见脂肪酸盐溶度积负对数值
●油酸与赤铁矿的作用机理
红外光谱图
a-合成赤铁矿；b-油酸；c-油酸钠；d-油酸铁
3-加CaCl2 1×10-4 mol/L
氯化钙为活化剂，壬酸为捕收剂 浮选石英回收率与pH的关系 CaCl2 5×10-4 mol/L； 壬酸 3×10-4 mol/L ；
3 .3脂肪酸烃基的结构与捕收性能的关系 ●脂肪酸烃基的长短对捕收性能的影响
饱和脂肪酸钙溶度积表（23 ℃ ）
用C8~C12的饱和脂肪酸浮选方解石， 脂肪酸用量与回收率的关系
油酸浮选萤石矿在湖南桃林铅锌萤石矿选厂已使用40 多年。所获萤石精矿品位一直达到出口国外标准；在浙江东 风萤石矿选厂也使用30多年，获得良好效果。
油酸浮选东鞍山贫赤铁矿，在碳酸钠作为石英抑制剂及 pH值调整剂配合下，在pH值为8～9时，可从给矿品位35％ 左右，获得品位62％以上的铁精矿，回收率80％以上。 油酸浮选白钨矿，是在碳酸钠作pH值调整剂，水玻璃作 为石英及硅酸盐的抑制剂配合下进行，或在碳酸钠作pH值调 整剂，单宁或烤胶作方解石抑制剂配合下进行。可从原矿品 位1.2％获得品位为35％左右的钨精矿。
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。
(完整版)浮选药剂的分类及用途分析
浮选药剂的分类及用途分析在浮游选矿过程中，为有效地选分有用矿物与脉石矿物，或分离各种不同的有用矿物，常需添加某些药剂，以改变矿物表面的物理化学性质及介质的性质，这些药剂统称浮选药剂。
浮选药剂按其用途可分为五类：捕收剂、起泡剂、活化剂、抑制剂、调整剂一、捕收剂，改变矿物表面疏水性，使浮游的矿粒黏附于气泡上的浮选药剂。
捕收剂的种类很多，按其离子性质可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型；按其应用范围可分为硫化矿捕收剂、氧化矿捕收剂、非极性矿物捕收剂和沉积金属的捕收剂。
常用的硫化矿捕收剂有黄药、黄药衍生物、黑药、白药、苯并噻唑硫醇、苯并咪唑硫醇、苯并嗯唑硫醇等。
氧化矿捕收剂主要有脂肪酸及其钠皂、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、磷酸酯、砷酸酯、脂肪胺及其盐、松香胺、季铵盐、二胺及多胺类化合物、两性表面活性剂等。
油类捕收剂，如煤油、柴油等。
捕收剂在矿物表面的作用有物理吸附、化学吸附和表面化学反应。
捕收剂的吸附与矿物浮选行为有密切关系。
在一定的捕收剂浓度范围内，随着药剂浓度提高，吸附量增大，浮选回收率显著上升；浓度达到相当值后，回收率随浓度及吸附量提高的幅度变小；捕收剂浓度过高时，吸附量还可继续增大，但浮选回收率却不再升高，甚至反而下降。
因此，在浮选过程中要正确掌握捕收剂的用量，以获得最佳效益。
二、起泡剂：浮选矿浆中气泡的形成,主要依赖于浮选设备中各种类型的充气搅拌装置,以及向矿浆中添加适量的起泡剂(frothers)。
起泡剂一般均为表面活性剂，其分子结构由非极性的亲油（疏水）基团和极性的亲水（疏油）基团构成，形成既有亲水性又有亲油型的所谓的“双亲结构”分子。
亲油基可以是脂肪族烃基、脂环族烃基和芳香族烃基或带O、N等原子的脂肪族烃基、脂环族烃基和芳香族烃基；亲水基一般为羧酸基、烃基、磺酸基、硫酸基、膦酸基、氨基、腈基、硫醇基、卤基、醚基等。
起泡剂加到水中，亲水基插入水相而亲油基插入油相或竖立在空气中，形成在界面层或表面上的定向排列，从而使界面张力或表面张力降低。
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。
洗煤厂浮选药剂的选择和使用
洗煤厂浮选药剂的选择和使用摘要:介绍了浮选药剂的作用及分类,并且根据煤泥浮选生产过程的特点,总结出浮选药剂和使用的基本原则。
关键词:浮选药剂;药剂制度;乳化1浮选药剂的作用及分类煤泥分选技术很多,但是就目前国内外的发展水平而言,浮游选煤技术仍是精选细粒煤泥最有效的方法。
浮选药剂对改善浮选系统中气、液、固三相的性质,主要是改善气相性质,使产生的气泡大小、数量、寿命、升浮速度等都能满足浮选要求;改变矿物的表面性质,使其更利于与气泡粘附而上浮,调整矿物的表面性质、矿物与其他物质的作用以及调整矿浆的性质,变不能浮矿物为可浮,使能浮的矿物更好浮或将暂时不浮的矿物先抑制,然后再活化、浮选,并提高浮选选择性和浮选速度起着十分重要的作用。
浮选结果的好坏,浮选药剂是重要的因素。
在煤泥浮选过程中所使用的药剂称为浮选药剂。
煤泥浮选是依据煤和矸石颗粒表面润湿性或疏水性的差异而实现的分选过程。
亦是煤炭在气液固三相体系中完成的复杂的物理化学过程;其实质是疏水的矿物粘附在气泡上,亲水的矸石等矿杂物留在水中,从而实现彼此的分离。
浮选药剂的作用主要是提高煤表面疏水性和煤在气泡上粘着的牢固度,在矿浆中促使形成大量气泡,防止气泡兼并和改善泡沫的稳定性,使煤粒有选择地粘着气泡而上浮。
因此在调节煤与矿物杂质的表面性质,提高煤的浮选速度和选择性等方面,浮选药剂起着极为重要的作用。
显然,煤和矸石颗粒间的疏水性差别越大,分选越精确、浮选指标越好。
所以在煤泥浮选过程中使用浮选剂的目的之一,就是为了增大煤和矸石颗粒间疏水性的差异。
通常按照药剂在浮选过程中的用途或所起的作用进行分类[1]。
1、捕收剂:这类药剂可提高煤表面的疏水性和煤粒在气泡上粘着的牢固度。
在煤泥浮选中广泛采用非极性烃类油作为捕收剂,特别是煤油、轻柴油和改性煤油等,占煤泥浮选捕收剂的80%~90%。
国内外选煤厂煤泥浮选常用的捕收剂多数是石油产品,主要是煤油、轻柴油,还有一些人工合成的非极性烃类油捕收剂,如我国的FS201、ZF浮选剂等。
浮选第三讲(捕收剂)
捕 收 剂
阴离子捕收剂：如 黄药、黑药、脂肪酸
classifications
Non-polar oil：coal oil、transformer oil Non-ionising：ester、polysulfide anionic ：xanthate, Dithiophosphate, Fatty acids Ionising cationic ：amine Amphoteric collector：amino acid
捕收剂(collectors)：能选择性地作用于矿物表面并使之疏水的有机物质。
起泡剂：能使空气在矿浆中弥散，增加分选气液界面，并能促使 浮 选 药 剂
气泡在矿化和升浮过程中机械强度的一类浮选剂。Forthers are used to help maintain a reasonably stable froth. 调整剂 抑制剂：能削弱或消除捕收剂与矿物的相互作用， 调整(促进和 Depressants 从而降低或恶化矿物可浮性的一类药剂。
黄药的结构是什么？有何特点？ 为什么短烃链的黄药就具有捕收 作用？
3 Flotation reagents
3.1 浮选药剂的分类和作用 3.2 捕收剂 3.2.1 捕收剂的分类 3.2.2 捕收剂的结构 3.2.3 硫代化合物类捕收剂(巯氢基捕收剂) 3.2.4 有机酸类(烃基含氧酸类或氧化矿)捕收剂 3.2.5 胺类捕收剂 3.2.6 非极性油类捕收剂 3.3 调整剂 3.3.1 活化剂 3.3.2 抑制剂 3.3.3 介质调整剂 3.3.4 起泡剂
阻碍)捕收剂 与矿物表面 活化剂：能增强捕收剂与矿物的相互作用， 的相互作用， Activators 从而促进矿物可浮性的一类药剂。 调整矿浆性 pH调整剂(pH-regulators agents) 质，能提高 浮选选择性 的一类药剂。 介质调整剂 矿泥分散剂(slime dispersant) Modifying Medium regulators reagents
浮选硫化矿常用的捕收剂种类
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟浮选硫化矿常用的捕收剂种类浮选硫化矿常用的捕收剂主要有： 1.黄药类包括黄药和黄药酯。
1）黄药（黄原酸盐）。
其结构式:学名为烃基二硫代碳酸盐，通式是ROCSSMe，其中R 为烃基，Me 为碱金属离子。
R 为乙基、丁基等，则相应地称为乙基黄药、丁基黄药等。
黄药为淡黄色粉剂，含杂质时顔色变深，比重为1.3～1.7。
有刺激性臭味，易溶于水。
黄药的捕收能力与分子中非极性基的烃链长度、异构有关。
2)黄药酯，通式为ROCSSRˊ。
常用的有：乙基腈酯、丁黄腈酯等。
常用来做铜、铅、钼等硫化矿捕收剂。
2.硫氮类常用乙基氮、丁硫氮、硫氮酯等。
乙硫氮分子式为（C2H5）2NCSSNa,它是白色粉剂，工业上常因含少量黄药呈淡黄色，易溶于水，在酸性介质中易分解。
它对黄铜矿、方铅矿有较强的捕收能力，对黄铁矿捕收能力弱。
硫氮酯的通式为RNCSSRˊ。
常用的二乙基硫氮腈酯是棕褐色油状液体，难溶于水，可溶于有机溶剂，有起泡性能。
3.硫胺酯即硫逐氨基甲酸酯，属非离子型捕收剂，微溶于水，琥珀色油状液体。
它是硫化矿浮选时有良好选择性的捕收剂，对黄铜矿、辉铜矿有较强的捕收作用，不捕黄铁矿。
4. 黑药类即二烃基二硫代磷酸盐，通式为: R2O2PSSMe 黑药具有起泡性，捕收及不及黄药，但选择性较黄药好，而且在酸性介质中不易分解，性质稳定。
1）25 号黑药，即甲酚黑药（C2H4CH8O）2PSSH。
常温下，甲酚黑药为黑色或暗绿色粘稠液体，比重约为1.2，有硫化氢臭味，微溶于水，有起泡性，对皮肤有腐蚀作用，与氧气接触易氧化而失效。
2）丁铵黑药，即二丁基二硫代磷酸铵，分子式为（C4H9O）2PSSNH4。
白色粉末，易溶于水，潮解后变黑，有起泡性，适于金、铜、锌等硫化矿的浮选。
3）胺黑药，通式为（RNH）。
煤的浮选药剂
煤的浮选药剂浮的矿物更好浮或将暂时不浮的矿物先抑制,然后再活化、浮选,并提高浮选选择性和浮选速度起着十分重要的作用。
浮选结果的好坏,浮选药剂是重要的因素。
为此,将近年来国内外有关浮选药剂的报道,取其精华,分为捕收剂、起泡剂、复合浮选剂、调整剂四类进行综述,并加以点评。
1捕收剂在煤泥浮选中广泛采用非极性烃类油作为捕收剂,特别是煤油、轻柴油和改性煤油等,占煤泥浮选捕收剂的80%～90%。
国内外选煤厂煤泥浮选常用的捕收剂多数是石油产品,主要是煤油、轻柴油,还有一些人工合成的非极性烃类油捕收剂,如我国的FS201、ZF浮选剂等。
此外还有一些其他工业副产品。
1.1 煤油煤油是煤泥浮选中应用最广泛的非极性烃类捕收剂之一。
它是石油裂解时的馏分产品,主要成分是C11～C16的烷烃,不易溶于水,只具有捕收性,当芳烃含量较大时,具有一定的起泡性能。
煤油的用量一般为015～2kg/t(煤泥)。
用量过大有显著的消泡作用。
1.2 轻柴油和页岩柴油柴油是目前较广泛使用的非极性烃类油捕收剂,浮选一般用0号或10号轻柴油,用量常为1～3kg/t(煤泥)。
轻柴油具有馏分高、密度大、粘度大,在水中分散的油珠直径大和在煤表面展开的速度慢等特点,但疏水性强,被表面孔隙吸收的数量少,因此,用作低阶煤浮选时的捕收剂比较有利。
页岩轻柴油系页岩焦油所得馏出物经冷压脱腊,再经酸碱洗涤后的产品,页岩轻柴油中含有较多的不饱和烃(烯烃、芳烃)以及含氧、含氮物质,所以页岩柴油具有较强的捕收性能和一定的起泡性能。
通常用于易选或中等可选煤泥的浮选,用量常为115～2kg/t 。
1.3 天然气冷凝油天然气冷凝油是由天然气凝析油经精馏所得的煤油馏分。
我国四川省天然气资源丰富,西南地区的多数选煤厂用凝析油制得煤油、轻柴油作捕收剂。
国外也有采用。
1.4 FS-201、FS-202捕收剂FS-201是以烯烃与苯在三氯化铝的催化作用下进行烷基化反应,反应物经碱洗、水洗再经脱苯、精馏,截取255℃以前的馏分,主要成分为轻质烷基苯。
捕收剂的分类与作用
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟捕收剂的分类与作用一、捕收剂的分类和结构非离子型：烃类油，不溶性脂类。
离子型：阳离子，阴离子，杂极性捕收剂。
阴离子型：巯基（球基HS）烃基酸及皂类。
二、捕收剂的作用1．提高矿物表面的疏水性；2．增大矿物在气泡上的附着力和缩短诱导时间。
三、非极性烃类油捕剂及其作用机理1．烃类油的性质；2．烃类油的作用机理：（1）烃类油与水之间的作用；（2）烃类油与矿物之间的作用；（3）烃类油的捕收作用。
3．烃类油组成对捕收作用的影响：（1）非极性组分对浮选的影响；（2）杂极性化合物在浮选中的作用；（3）烃类油馏分对分选的影响。
4．提高烃类油浮选活性的途径四、疏基类阴离子型捕收剂硫化矿浮选时常用的捕收剂1．特点：烃链短，分子量小，极性亲固基含有两价的硫原子，水解后生成-- SH 基的产物。
解离出阴离子具有捕收作用，属于杂极性物质。
2．代表药剂（1）黄药类分类：a 烃基碳原子数，高级，低级；b 阳离子物质：Na、K。
性质：物理性质：黄色粉末状固体。
化学性质：不稳定，热、水、酸分解、失效，氧化生成双黄药：(ROCSS)2。
捕收能力： a 烃链长短的影响，越长捕收能力越强； b 烃基结构影响，正构与异构的区别；c 目的物性质的影响。
黄药的选择性：烃链越长，选择性削弱。
（2）黑药类Me：H+甲酚，Na+钠黑药，NH4+丁铵黑药。
性质：有些毒性，在酸性介质中不易分解。
丁铵黑药易溶于水，没有腐蚀性，性质稳定，不易变质。
捕收能力：比黄药弱，选择性强，适用矿浆PH 值宽。
（3）硫氮捕收剂（4）白药：硫代二苯脲（CO(NH2)2）3．与矿物的作用机理二价硫。
硫化铜浮选捕收剂
硫化铜浮选捕收剂一、捕收剂凡能选择性地作用于矿物表面，使矿物表面疏水的有机物质，称为捕收剂。
可以作为捕收剂的有机化合物很多，实践中常用的如黄药，油酸，煤油等。
硫化矿浮选常用的捕收剂有：1、黄药黄药为烃基二硫代碳酸盐（ROCSSMe），式中R为非极性的烃基，Me为碱金属离子（通常为Na+或K+）。
在水中解离ROCSSMe = ROCSS-—+ Me+黄药在常温下是固体的黄色粉末，带有刺激性臭味，有毒。
黄药在水中解离出阴离子，具有捕收作用。
黄药性质不稳定，易吸水潮解，遇热更加速其分解。
易溶于水、丙酮与醇中。
常用的有乙基黄药（CH3CH2OCSSMe）及丁基黄药（CH3CH2CH2CH2OCSSMe）。
黄药是硫化矿物（如：方铅矿，黄铜矿，闪锌矿，黄铁矿等）最常用的捕收剂。
矿浆经过黄药处理，硫化矿物表面即与黄药的极性基发生作用，而非极性基朝端朝外起疏水作用。
硫化矿物表面由于吸附了黄药，其疏水性大大增强，与弥散矿浆中的气泡附着，借气泡浮力上浮至矿浆表面，将其收集为泡沫产品，即得精矿；而未与气泡附着的脉石矿物留在矿浆内，从而达到分选的目的。
2、黑药黑药是仅次于黄药、应用较广的硫化矿物捕收剂。
生产的黑药有加酚黑药和丁基铵黑药两种。
由于黑药具有起泡性能，使用时用量不宜过大，一般为25~100克/ 吨。
二、起泡剂为了产生浮选所必需的大量而稳定的气泡，必须向浮选矿浆中添加起泡剂。
起泡剂一般是异极性的表面活性物质。
在其分子中含有极性基，如：羟基OH—，胺基NH2—，羧基COOH—, 羰基C=O等。
在分子的另一端是非极性基烃基R—。
就其结构而言，与异极性捕收剂十分相似。
由于起泡剂分子中结构的不对称性，在有起泡剂的矿浆中充入大量空气后，起泡剂分子会优先的吸附在气水界面上。
疏水的非极性基力图离开水中移至水面，而亲水的极性基部分，则力图进入水中。
这两种趋势的大小，取决于分子中极性基（如亲水的羟基OH—）与非极性基（如疏水的烃基R—）强弱的对比。
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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。
捕收剂结构（以油酸钠Sodium Oleate为例）见表1：表1 油酸钠的分子结构图Table 1 Molecular structure of sodium oleate由上图知，捕收剂是具有异极性(Heteropolar )的有机化合物，分子结构（Molecular structure）可分为非极性基（Non-polar group）和极性基（Polar group ）部分。
非极性基为具有疏水亲气性（Water-repellent）的碳氢链，极性基具有亲水亲固性，又分为亲固原子、中心核原子和连接原子。
极性基决定药剂在矿物表面固着强度(Fixing strength)和选择性（Selectivity）；非极性基决定药剂在矿物表面疏水性（Hydrophobicity）。
捕收剂的结构示意图见图1。
图1 捕收剂的结构示意图Figure 1 Schematic structure of collector浮选过程中，捕收剂极性基端的亲固原子与矿物表面发生作用，产生非极性基向外的定向排列结构，由于捕收剂的非极性端具有疏水亲气性，在矿浆中与气泡碰撞后会吸附都泡沫表面，非极性基在气泡表面的吸附，会导致气泡表面张力的降低，从而增强了矿化气泡（Mineralize bubble）的机械强度（Mechanical strength），气泡在上升过程中将负载的矿物带至浮选泡沫层，成为精矿，捕收剂与矿物作用的原理图见图2。
图2 捕收剂与矿物作用的原理图Figure 2 Reaction principles between collector and mineral(2) 捕收剂的分类捕收剂分类见图3 。
按照捕收剂在溶液中解不解离，将捕收剂分为离子型(Ionizing)捕收剂和非离子型(Non-ionizing)捕收剂。
按照离子型捕收剂在溶液中解离之后起捕收作用基团的电性，可将离子型捕收剂分为阴离子捕收剂(Anionic collector)和阳离子捕收剂(Cationic collectors)。
阳离子捕收剂主要是脂肪胺类捕收剂，用于氧化矿选矿；阴离子捕收剂根据亲固原子(Solidophilic atom)不同可分为氧化矿捕收剂(亲固原子主要为O、N)和硫化矿捕收剂(亲固原子主要为S)。
图3捕收剂分类图Figure 3 Classification of flotation collectors3、阴离子捕收剂Anionic collectors阴离子捕收剂，是解离之后吸附于矿物表面使矿物疏水的活性基团为阴离子的捕收剂。
具体可分为以下八类。
3.1 羧酸类捕收剂Carboxylates这类捕收剂主要包括脂肪酸(Fatty acid)、妥尔油(Tall oils)及氧化石油产物(Oxidized petroleum derivatives)。
脂肪酸分饱和(saturated、通式C n H2n+1COOH)和不饱和(Unsaturated 、通式C n H2n-1COOH)脂肪酸。
典型饱和脂肪酸有硬脂酸(Stearic acid 、C17H35COOH)和棕榈油(Palmitic acid 、C15H31COOH)，不饱和主要有油酸(Oleic acid)，作为捕收剂不饱和酸比饱和酸选择性强。
脂肪酸主要由动植物油制备，过程如下：上述反应中，脂肪酸皂化与甘油分离之后可作为捕收剂，植物油比动物油的捕收能力强。
一般浮选使用的脂肪酸为油酸、亚油酸(Linoleic)、共轭亚油酸(Conjugated linoleic)、棕榈油及硬脂酸的混合物。
妥尔油还要含有10-50%的松香油(Rosin acid)，这两类捕收剂主要作用于磷酸盐(Phosphates)、含锂矿物(Lithium)、硅酸盐(Silicates)和稀土矿物(如氟碳铈矿Bastnaesite和独居石Monazite) 。
3.2 烷基硫酸盐类捕收剂Alkyl sulfates此类捕收剂包括磺酸（Sulfoacid或磺酸盐Sulfonate，通式R-CH2-SO3H）及烷基硫酸盐(Alkyl sulfate salt ，通式R-CH2-O-SO3H)。
制备过程如下：这类捕收剂主要作为重晶石(Barite, BaSO4)、天青石(Celestite, SrSO4)、钾盐镁矾(Kainite, KCl.MgSO4.3H2O)、石膏(Gypsum, CaSO4.H2O)及硬石膏(Anhydrite, CaSO4)等含硫(Sulfur-containing)氧化矿物捕收剂。
由于烷基硫酸盐具有乳化作用(Emulsifier)，所以可以与羧酸类捕收剂混合使用以增强脂肪酸或妥尔油在矿浆中的分散作用，从而增强其捕收能力，并防止泡沫过量(Over frothing)。
3.3 异羟肟酸捕收剂Hydroxamates异羟肟酸属于螯合类捕收剂(chelating collectors)，异羟肟酸有以下三种不同成分。
其中R1为有机配体(Organic acid，如烷基Alkyl、乙酰基Acetyl和苯酰基Benzoyl)，R2和R3为无机或有机基团。
其中第三种为最常用异羟肟酸，典型结构如下。
异羟肟酸在稀土选矿(Rare earth)及难选氧化类有色矿(如孔雀石malachite, CuCO3·Cu(OH)2、钛酸盐矿Titanate、锡石Cassiterite,SnO2、钛铁矿Ilmenite , FeTiO3及烧绿石Pyrochlore, CaNb2O6F)选矿中得到广泛应用。
主要浮选特性：R=C7-C9的异羟肟酸浮选应用最为成功，在应用异羟肟酸浮选时，浮选效果与矿浆中矿泥(slime)含量关系较大。
3.4 有机磷酸盐类捕收剂Phosphoric acid这类捕收剂主要应用于锡石(cassiterite, SnO2)和金红石(rutile, TiO2)的选矿，常用结构为苯乙烯磷酸(styrene phosphoric acid)，结构如下：3.5 有机磷酸酯类捕收剂Phosphoric acid esters这类捕收剂主要有磷酸单酯(mono)和双酯(diesters of phosphoric acid)组成，分子的非极性基与极性基通过氧桥(oxygen bridge)连接，非极性碳氢基可能为脂肪烃(aliphatic)或芳香烃(aromatic)，结构如下：这类捕收剂捕收能力较强，在碱性介质(alkaline medium)中可用来捕收磷灰石(Apatite, Ca5 (PO4)3F)和白钨矿(Scheelite,CaWO3)，在酸性介质中可用来捕收含钛矿物(钛铁矿、金红石和钙钛矿Perovskite,CaTiO3)。
Mechanobre用25%的五价磷(pentavalent phosphorus)和75%的环烷酸(naphthenic acid)合成环烷磷酯(phosphoten)，可在pH为4-6左右浮选锆石(Zircon，Zr[SiO4])，锡石和烧绿石。
3.6 硫醇捕收剂Mercaptans这是含-SH基(thiol group)最简单的捕收剂，通式为R-SH，具有恶臭，与金属能形成不溶性化合物，可作为某些钼矿(Molybdenum)，含金硫化矿(Gold-bearing sulfides)和硫砷铜矿(Enargite, Cu3AsS4 )的捕收剂。
3.7 碳酸的硫、氮衍生物Sulfur and nitrogen derivatives of carbonic acid这类捕收剂是最重要硫化矿选矿的捕收剂，共同特征为都是碳酸衍生物，不同点是S、N对碳酸中的氧取代方式不同(或与中心C原子的连接方式不同)。
以下逐类讲述。
3.7.1黄药Xanthates and xanthic acids学名烃基黄原酸盐或烃基二硫代碳酸盐(Xanthates and xanthic acids)，因色黄又称黄药，是硫化矿选矿最常用的捕收剂，1882年被瑞斯(Zeise)发明，1924年被首次用于浮选，距今已快百年历史，但仍未现今最常用硫化矿捕收剂。
合成方法及结构式：黄药特性：（1）在酸性介质中易分解；（2）长烃链黄药比短烃链黄药捕收能力强，戊>丁>丙>乙>甲；（3）烃链越长，合成越困难；（4）带支链黄药由于支链烃基的正诱导效应(Inductive Effect)，使得其捕收能力强于直链黄药。