浮选药剂与矿物作用的理论
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。
浮选药剂吸附机制
浮选药剂吸附机制浮选药剂在浮选过程中起着至关重要的作用,其吸附机制决定了药剂与矿物表面的相互作用方式,进而影响浮选效果。
本文将介绍浮选药剂的几种主要吸附机制。
1. 静电吸附静电吸附是指浮选药剂分子与矿物表面通过静电作用力而产生的吸附。
在浮选过程中,药剂分子可能带有与矿物表面电荷相反的电荷,从而产生静电力,使药剂分子吸附在矿物表面。
静电吸附通常发生在高价金属离子或含有电负性集团的分子上。
2. 化学反应吸附化学反应吸附是指浮选药剂与矿物表面发生化学反应,形成化学键合而产生的吸附。
这种吸附通常涉及药剂分子中的活性基团与矿物表面的活性点反应,如硫化矿与黄药的反应。
化学反应吸附具有较高的吸附强度和选择性,因此在某些特定矿物的浮选中具有重要应用。
3. 物理吸附物理吸附是指浮选药剂分子与矿物表面通过范德华力或色散力等物理作用而产生的吸附。
这种吸附不涉及化学键合,而是基于分子间的相互作用。
物理吸附通常发生在具有较大极性和非极性的药剂分子上,如脂肪酸类和烃类药剂。
4. 氢键吸附氢键吸附是指浮选药剂分子中的极性基团与矿物表面的极性基团之间通过氢键而产生的吸附。
这种吸附通常发生在具有酸性或碱性基团的分子上,如胺类和羧酸类药剂。
氢键吸附具有较高的选择性,能够增强药剂在特定矿物表面的吸附强度。
总结:浮选药剂的吸附机制对其在浮选过程中的性能具有重要影响。
了解不同吸附机制的原理和特点有助于优化药剂的选择和添加方式,提高浮选效果。
在实际应用中,不同的矿物的浮选过程可能涉及多种吸附机制的综合作用。
因此,针对特定矿石或矿物,需要综合考虑各种因素,选择合适的浮选药剂及其组合,以达到最佳的浮选效果。
浮选剂文档
浮选剂简介浮选剂是一种用于提高矿石浮选效率的化学药剂。
在矿石的浮选过程中,浮选剂的选择和使用起着至关重要的作用。
本文将介绍浮选剂的定义、分类、常见类型以及其在矿石浮选中的应用。
定义浮选剂是指在矿石浮选过程中,被添加到浮选浆中的化学药剂,用于增加矿石与泡沫的相互作用力,从而提高矿石的浮选率。
分类根据浮选剂的性质和作用方式,可以将浮选剂分为以下几类:1.收集剂:也称为捕收剂,主要用于使矿石颗粒与气泡结合,从而使矿石颗粒浮于浮选浆中。
常见的收集剂有黄药醛、黄原酸、脂肪酸等。
2.调整剂:也称为调整药剂,主要用于调整浮选浆的性质,以提高浮选效果。
常见的调整剂有石油磺酸钠、石油磺酸铵、氢氧化钠等。
3.发泡剂:也称为泡沫剂,主要用于产生和维持气泡,从而促进矿石的浮选。
常见的发泡剂有二甲基二硫酸钠、有机磺化剂等。
4.激活剂:也称为活化剂,主要用于改变矿石表面的性质,以提高矿石与收集剂的吸附能力。
常见的激活剂有铜硫化矿、铁硫化矿、锌硫化矿等。
常见类型根据浮选剂的化学成分和使用效果,可以将浮选剂分为以下几种类型:1.硫化剂:主要用于浮选硫化矿石,具有很好的选择性和浮选效果。
常见的硫化剂有黄药醛、黄原酸、二甲基二硫酸钠等。
2.氧化剂:主要用于浮选氧化矿石,能够改变矿石表面的性质,从而促进浮选过程。
常见的氧化剂有过氧化氢、过氧化钠、二硫化碳等。
3.锥类剂:主要用于浮选含铜铅锌矿石,具有很好的收集和选择性能。
常见的锥类剂有黄药醛、丁基黄原酸、戊基黄原酸等。
4.蓝剂:主要用于浮选黄铁矿,能够改变矿石表面的性质,促进浮选效果的提高。
常见的蓝剂有二硫氰酸钠、金曲霉素等。
应用浮选剂在矿石浮选工艺中起着至关重要的作用。
它们能够改变矿石表面的性质,使其更容易与泡沫结合,提高浮选效率。
以下是浮选剂在矿石浮选中的几个主要应用:1.提高浮选效率:浮选剂能够增加矿石与泡沫的相互作用力,从而促进矿石的浮选。
通过选择合适的浮选剂并控制其用量,可以有效提高矿石的浮选率。
选矿浮选药剂分类及机理.
选矿浮选药剂分类及机理浮选捕收剂(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。
矿物浮选第3章浮选的基本原理教程
目 录
• 浮选概述与基本原理 • 矿物表面性质与可浮性 • 浮选药剂种类与作用机理 • 浮选工艺流程与操作参数优化 • 浮选实践案例分析 • 常见问题分析与解决策略
01 浮选概述与基本原理
浮选定义及目的
浮选定义
浮选是一种利用矿物表面物理化 学性质的差异,使矿物颗粒在气 泡或泡沫上选择性粘附,从而实 现矿物分离和富集的选矿方法。
表面电性
03
矿物表面常带有电荷,影响矿物颗粒之间的相互作用及与浮选
药剂的吸附。
矿物表面润湿性与可浮性关系
润湿性定义
指液体在固体表面铺展的能力,通常 用接触角来衡量。
润湿性与可浮性关系
润湿性好的矿物容易被水润湿,难以 被气泡吸附,因此可浮性差;反之, 润湿性差的矿物容易被气泡吸附,可 浮性好。
矿物表面电性与可浮性关系
03
药剂添加顺序和时间需严格控制,以确保最 佳浮选效果。
04
定期检查药剂质量和添加系统,确保药剂稳 定供应和准确添加。
04 浮选工艺流程与操作参数 优化
粗选、扫选、精选流程介绍
粗选
初步分离有用矿物和脉石矿物, 得到粗精矿和尾矿。粗选作业通 常采用较大的药剂用量和较粗的 磨矿细度。
扫选
对粗选尾矿进行再次分选,回收 其中的有用矿物,提高资源利用 率。扫选作业的药剂用量和磨矿 细度一般较粗选略低。
自动加药系统
根据矿石性质、给矿量等因素,自动调节药剂种类和用量 ,实现精准加药。
自动控制系统
通过检测矿浆浓度、流量、液位等参数,自动调节浮选机 充气量、搅拌速度等,实现浮选过程的自动控制。
在线检测与分析技术
应用X射线荧光光谱仪、在线粒度分析仪等在线检测与分 析技术,实时监测浮选过程中有用矿物的品位和回收率, 为操作参数调整提供依据。
第二章_浮选药剂及其作用原理
氧化(%) 分解(%) 氧化(%) 分解(%) 氧化(%) 分解(%) 氧化(%) 分解(%) 0 1 2 3 4 5 6 无 0.7 1.6 2.0 2.0 2.0 2.0 无 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 无 1.3 4.1 5.9 7.9 8.4 8.8 无 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 3.0 无 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 无 1.0 2.0 3.0 3.8 4.4 4.7 无 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 1.1 1.7 2.5 3.6 4.0 4.0
2.3.2起泡剂起泡过程的作用原理
防止气泡兼并
增大气泡机械强度
2.4调整剂及其作用
2.4.1抑制剂及抑制作用机理 1.溶去原有的捕收剂油膜
CN
2.将捕收剂离子由矿物表面排除
用于含石英的氧化铁矿(赤铁矿和磁铁矿) 的反浮选,铁矿物的抑制剂可以为氢氧化 钙、苛性淀粉、碱或者少量的硫化钠。
脂肪酸(COOR)及其皂的亲固基COO-中 存在一个羧基 , 从而造成亲固基有较大的 极性和水分子的作用能力较强。
有机酸及其皂有三方面来源 : 动植物油脂 经水解而得到的饱和及不饱和脂肪酸的混 合物,工业副产品 , 如造纸工业所得的副 产品-塔尔油;有机合成产品, 如氧化石蜡、 氧化煤油、石油磺酸盐等。
亲水基(亲固基) COO-或NH3+
疏水基(亲气基) R
脂肪酸类捕收剂作用机理
脂肪酸类捕收剂作用机理
2.2.6非极性油类捕收剂
非极性烃类油的主要成分为脂肪烃、脂环 烃和芳香烃。主要包括:煤油、柴油、变 压器油、焦油。 非极性烃类油化学活性差,在水中不解离 成离子、溶解度小、疏水性强,对呈分子 键的、天然疏水性强的矿物表面具有良好 的吸附性能(也是捕收机理)。
浮选剂作用原理与应用
浮选剂作用原理与应用
浮选剂是一种常用的矿石提取工艺中的化学药剂,其主要作用是调节矿石表面的性质,使其能够与气泡接触并附着在气泡上进行分离。
浮选剂的作用原理主要包括以下几个方面:
1. 表面活性剂作用:浮选剂中的表面活性剂可以使矿石表面具有亲水性或疏水性,从而改变其与气泡的接触角度,增强矿石颗粒与气泡的接触能力。
2. 细胞膜作用:浮选剂中的部分有机物质可以进入矿石颗粒的细胞膜或孔隙中,改变矿石表面电荷状态,从而增加矿石颗粒与气泡之间的吸附作用。
3. 化学反应作用:浮选剂中的特定药剂可以与矿石表面的金属离子形成络合物,改变矿石表面的化学性质,以提高矿石与气泡的相互作用能力。
浮选剂的应用主要集中在矿石的选矿过程中,特别是提取金、铜、铅、锌等金属矿石及有色金属矿石。
浮选剂可以分为阳离子浮选剂和阴离子浮选剂两大类,具体的应用取决于矿石的矿物组成和化学性质。
浮选剂的选择和使用需要考虑矿石的特点、浮选流程和经济效益等因素。
(经典知识)浮选—调整剂的原理、作用及分类
(经典知识)浮选—调整剂的原理、作用及分类pH调节剂、抑制剂、活化剂、絮凝剂、分散剂通称调整剂。
总起说来,浮选药剂可分为捕收剂、起泡剂、调整剂三大类。
在选矿过程中,利用矿物天然疏水性的不同,从磨矿分级溢流矿浆中浮选出矿物的富集过程称之为浮选。
在浮选作业中为使磨细矿石的各种矿物能有效的分离,必须经过药剂处理,并且在矿浆中加以搅拌、充气,易于与气泡粘附的矿物随气泡上浮,不与气泡粘附的矿物留在矿浆中,达到矿物富集的目的。
在浮选工艺中所使用的各种药剂,总称为浮选药剂,在浮选药剂中除捕收剂和起泡剂外,都称为调整剂。
调整剂的作用是:调整捕收剂与矿物的作用,促进或抑制矿物的可浮性;调节矿浆的酸碱度及离子的组成。
按调整剂的作用效果分类,大致可分为pH调节剂、活化剂、抑制剂、分散剂,絮凝剂等。
一、pH调节剂(一)pH调节剂有:石灰、碳酸钠、硫酸、二氧化硫、苛性钠等。
1、石灰:石灰石(CaCO3)在1200℃高温条件下锻烧分解为生石灰(CaO)与二氧化碳,生石灰简称为石灰,生石灰易于吸水成为熟石灰(Ca(OH)2)。
熟石灰为白色粉状物质,不易溶解于水中,在浮选作业中通常直接添加到球磨机或者浮选前的搅拌槽中,也可以在搅拌中用水调成石灰乳,然后加入浮选机中,氢氧化钙是强碱,溶于水中的氢氧化钙完全电离,使溶液呈强碱性。
石灰是最便宜的矿浆pH调整剂,在多金属硫化矿床中,采用优先浮选时,常用石灰提高矿浆pH值,使黄铁矿受到抑制。
石灰是黄铁矿很典型的抑制剂,一般的说有的黄铁矿可以在弱酸性矿浆中浮选,有的也可以在中性或碱性矿浆中浮选。
黄铁矿表面氧化后,当pH大于7时就浮不好。
加入石灰黄铁矿便受到抑制。
石灰抑制黄铁矿原因是在矿物表面生成Fe(OH)2和Fe(OH)3的亲水薄膜。
被石灰抑制的黄铁矿,可以用碳酸钠和硫酸铜,或者加入硫酸将矿浆pH值调至6-7,黄铁矿就可以再浮选。
2、碳酸钠:苏打的学名叫碳酸钠,工业上叫纯碱,是一种弱酸强碱盐,无色固体,易溶于水。
浮选药剂及其作用原理
亲水基(亲固基)
疏水基(亲气基)
2.2.2硫化矿捕收剂
特点:S原子(二价)组成亲固基,疏水基 分子量小,可得黄药、黑药、氨基硫代甲 酸盐、硫醇、硫脲等酸相应的酯类,形成 硫基化合物捕收剂。 硫基为亲固基
亲固基 亲气基 亲固基能有选择性的吸附在矿物表面。 亲气基易于与气泡粘附。
2.2.3黄药类捕收剂
黄药的衍生物
双黄药是一种良好的硫化矿捕收剂,浮选硫化 矿时,其选择性比黄药强,特别适宜在低pH值 环境下使用,它对沉淀金属的捕收性能也比黄 药强。 双黄药基本上是不溶于水的油状液体,可直接 使用。它在酸性介质中比黄药稳定。
S R O
-
S S S C O R
C
4ROCSS +O2+H2O
S S 2ROCS SCOR+4OH
乙硫氮——SN9#是白色晶体,无味,易溶 于水及酒精,在空气中能吸潮分解、变质。 乙硫氮很不稳定,甚至在弱酸性介质中也 会发生分解,所以不能在酸性介质中使用。 硫氮类捕收剂的捕收性能与黄药相似,但 选择性比黄药要好。一般黄药用量比乙硫 氮要多几倍到几十倍。
对铜、铅金属硫化物有较强捕收能力,对 黄铁矿的捕收能力弱,因此广泛用于铜硫 分离作业。 浮选速度快,可以在较高的pH值下发挥作 用,少用浮选槽,实践中采用浅刮泡,勤 刮泡、高碱度、低循环、低消耗等混合措 施,效果最好。
用双黄药浮选黄铜矿时,选择性比黄药好, 在pH=8.5时对黄铜矿的浮选,用丙基双黄 药与乙基黄药相比较时,前者的回收率为 99%,铜精矿的品位为28.5-30%,后者的 回收率为97-99%,铜精矿的品位为24%, 双黄药对黄铁矿的捕收能力弱,从而提高 了黄铜矿的浮选指标和选择性。
常用的Z-200药剂是指(异丙)乙硫氨酯。 性质:稳定,常温下为油状物,不溶于水, 通常添加至球磨机中使用,是铜矿物、锌 矿物的捕收剂。 在酸性介质中比较稳定,有较强起泡性, 用药量少(15-30g/t);
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。
论述有色金属选矿过程中浮选药剂的合理使用
论述有色金属选矿过程中浮选药剂的合理使用有色金属选矿是指对含有有色金属矿物的原矿,通过一定的工艺方法,使有用矿物得以分离和提取的过程。
浮选法是有色金属选矿过程中常用的一种方法,而浮选药剂的合理使用对于浮选过程的顺利进行至关重要。
本文将从浮选药剂的作用、选择和合理使用等方面进行论述。
我们先来了解一下浮选药剂的作用。
浮选药剂是指用于提高矿物浮选性能的物质,可使有用矿物粒子在浮选槽中与气泡结合而浮起,而杂质矿物粒子则沉于底部,从而实现有用矿物与杂质矿物的分离。
浮选药剂一般包括浮选剂和抑制剂两大类。
浮选剂能够使有用矿物与气泡结合从而浮起,而抑制剂则能够抑制杂质矿物的浮选,实现矿物的选择性浮选。
浮选药剂在整个浮选过程中起到了至关重要的作用。
在选矿生产中,合理使用浮选药剂,不仅可以提高选矿指标,降低生产成本,还可以减少环境污染,保护生态环境,符合可持续发展的理念。
我们来谈谈浮选药剂的选择。
浮选药剂的选择需要考虑原矿的矿物组成、矿石性质以及浮选工艺流程等因素。
具体来说,就是要确定所使用的浮选剂和抑制剂的种类、用量、添加次序和添加位置等。
一般来说,浮选剂应遵循“先粗浮后精浮”的原则,即先使用粗浮剂进行初步浮选,再使用精浮剂对粗浮选矿进行进一步提纯。
而抑制剂则要根据矿物的特性,选择合适的抑制剂,使有用矿物浮选,杂质矿物抑制。
浮选药剂的选择还要考虑到环保和安全因素,尽量选用对环境友好、安全无毒的浮选药剂。
接下来,我们来探讨一下浮选药剂的合理使用。
要控制好浮选药剂的用量。
过量使用浮选药剂不但不会提高浮选效果,还会造成资源的浪费,增加生产成本,甚至对生态环境造成影响。
在使用浮选药剂时,要根据矿石性质和浮选指标要求,合理控制浮选药剂的用量,避免过量使用。
要注意浮选药剂的添加次序和添加位置。
浮选药剂的添加次序和添加位置对浮选效果有着重要影响,一般来说,应在搅拌槽中均匀添加浮选药剂,保证其与矿石充分接触和反应,从而达到最佳浮选效果。
浮选剂作用机理
浮选剂作用机理浮选剂是矿石浮选过程中的重要药剂,其作用机理是通过吸附和改变矿石表面性质,使其与泡沫接触后发生选择性附着,从而实现矿石的分离和浮选。
一、吸附作用浮选剂在浮选过程中的主要作用是吸附在矿石表面,形成一层化学吸附膜,改变矿石表面的性质。
浮选剂分为阳离子浮选剂和阴离子浮选剂,它们通过与矿石表面的带电粒子发生吸附作用,改变其表面电荷性质,从而使矿石颗粒呈现出一定的亲水性或疏水性。
阳离子浮选剂主要通过与矿石表面的阴离子基团结合形成络合物,从而改变矿石表面的电荷性质。
阴离子浮选剂则通过与矿石表面的阳离子基团结合,形成化学吸附膜,使矿石表面带有一定的带电性。
二、选择性附着作用浮选剂在吸附到矿石表面后,会与泡沫接触形成气泡,并随气泡上升,将吸附在其表面的矿石颗粒一起带出液面。
在这个过程中,浮选剂的选择性附着作用起着关键的作用。
浮选剂通过与矿石表面的特定矿物或矿石颗粒发生选择性吸附,使其在气泡中得到富集。
这种选择性附着作用是由浮选剂与矿石表面的化学反应或物理吸附相结合而形成的。
通过选择合适的浮选剂,可以实现对不同矿石的选择性浮选,达到矿石的分离和富集的目的。
三、表面能改变作用浮选剂还可以通过改变矿石表面的表面能,影响矿石颗粒与泡沫的接触角度,进而改变矿石表面与泡沫的接触性质。
当浮选剂吸附在矿石表面时,可以降低矿石颗粒与水之间的表面能,使其表面呈现亲水性,与泡沫有较好的接触性,从而使矿石颗粒能够与泡沫接触并附着。
浮选剂还可以通过改变水的表面张力,使矿石颗粒与泡沫之间的接触角度发生变化,提高矿石颗粒与泡沫的接触性。
这种表面能改变作用使得矿石颗粒能够更容易地与泡沫结合,实现浮选的目的。
浮选剂通过吸附和改变矿石表面性质的方式,实现了矿石的选择性附着和浮选分离。
选择合适的浮选剂,可以根据矿石的性质和需求,实现对矿石的有效分离和提纯,具有重要的应用价值和意义。
矿物浮选第5章浮选剂(作用原理(2)
2 硫化矿物浮选体系的基本性质 2.2 硫化矿物的氧化还原性
硫化矿物的自然氧化速率
采用腐蚀电流定量来测定,硫化矿物的氧化速率取决于
反应的表面积、氧的分压、硫化矿物的种类、溶液的组成和
温度等。按电极电位确立氧化速度大小,硫化矿物的顺序如 下:黄铁矿>铜兰>黄铜矿>毒砂>斑铜矿>闪锌矿。
2 硫化矿物浮选体系的基本性质
碱性体系(pH=9),从热力学角度,方铅矿的氧化反应(5)最容易:
2PbS+6H2O PbO+SO42-+10H++8e
实际上,方铅矿在上述条件下,电极电位在-0.258V的条件下,反应 (5)的反应速率很小,只有当电极电位在>0.75V的条件下,反应(5)的 才发生。 因此对于方铅矿而言,在碱性体系,表面的氧化反应是以反应 (2)\(3)\(4)为主。下表是电化学测量的方铅矿表面氧化时,不同电极电位条 件下表面产物的量之比。 极化电位(V) S2O32-/S0(重量比,%)
(1)弱酸性
ROCSSNa---ROCSS-+Na+ ROCSS-+H2O—ROCSSH+OHROCSSH—ROCSS-+H+ (2)不稳定性 ROCSSH—CS2+ROH ROCSSNa+1/2H2SO4—ROCSSH+1/2Na2SO4
ROCSSH—ROH+CS2
2 硫化矿物浮选体系的基本性质 2.3 硫化矿浮选捕收剂
3 捕收剂-硫化矿物的电化学反应
3.2 捕收剂在硫化矿物表面作用的电化学原理
E10 RT RT 2.88 RT 0 1n[ X ] E E 2 1n[ S 2 O32 ] pH 2F 8F F
浮选剂作用原理与应用
浮选剂作用原理与应用浮选剂是矿物处理中常用的分离剂,它通过改变矿物表面性质,使其与泡沫产生亲和力差异,从而实现矿石的浮选分离。
本文将从浮选剂的作用原理和应用两个方面进行阐述。
一、浮选剂的作用原理浮选剂的作用原理主要基于矿物表面性质的改变。
浮选剂分为两类:吸附剂和解吸剂。
吸附剂主要是通过吸附在矿物表面,改变矿物的亲水性或疏水性,使其与水的接触角发生变化,从而影响矿物与泡沫之间的亲和力。
解吸剂则是通过解吸或还原矿物表面的吸附剂,从而改变矿物与泡沫之间的亲和力。
浮选剂的作用可以通过以下几个方面进行解释:1. 表面化学作用:浮选剂中的活性物质与矿物表面发生化学反应,形成新的表面物种,改变矿物的表面特性。
例如,某些吸附剂可以与矿物表面形成化学键,增加矿物与泡沫之间的亲和力。
2. 吸附作用:浮选剂中的吸附剂可以吸附在矿物表面,改变矿物的亲水性或疏水性。
当矿物表面被吸附剂覆盖后,矿物与泡沫之间的亲和力发生变化,从而影响浮选过程的效果。
3. 解吸作用:浮选剂中的解吸剂可以解吸或还原矿物表面的吸附剂,改变矿物与泡沫之间的亲和力。
解吸作用可以使矿物重新变得亲水或疏水,从而影响浮选过程的结果。
二、浮选剂的应用浮选剂广泛应用于矿物处理中的浮选分离过程,主要包括以下几个方面:1. 金属矿物浮选:金属矿物浮选是浮选剂最常见的应用领域之一。
根据矿物的特性和浮选过程的要求,选择适当的浮选剂可以实现金属矿物的有效分离。
例如,对于硫化铜矿,常用的浮选剂是黄药水和黑药水;对于氧化铜矿,常用的浮选剂是氨化剂等。
2. 非金属矿物浮选:除了金属矿物,浮选剂也广泛应用于非金属矿物的浮选分离中。
例如,对于磷矿石的浮选分离,常用的浮选剂是磷酸酯类化合物;对于石英的浮选分离,常用的浮选剂是氟化物等。
3. 煤炭浮选:浮选剂在煤炭处理中也有重要应用。
通过选择适当的浮选剂,可以实现煤炭的分级浮选和硫磷的去除。
常用的浮选剂有煤油和柴油等。
4. 废弃物处理:浮选剂不仅可以用于矿石的浮选分离,还可以用于废弃物的处理。
华北理工选矿学教案03浮选-3浮选药剂的分类与作用及捕收剂
制造黄药的原料是醇、烧碱和二硫化碳。
用直接合成法生成。
②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 目的矿物性质的影响。
黄药的选择性:烃链越长,选择性削弱。
➢实践中常用的烃基为C2~C5。
③捕收性能和应用a.捕收性能与二价硫的性质密切相关黄药亲固基是—OCSSˉ,通过二价硫和矿物表面金属离子键作用使药剂固着于矿物表面。
可成功浮选有色金属硫化矿和经硫化后的有色金属氧化矿。
b.捕收能力和生成金属黄酸盐溶解度大小有关黄药和重金属阳离子生成难溶化合物,溶积度很小,易有乙基黄药浮选。
对含锌、铁等金属离子硫化物,生成黄酸盐溶度积大,矿物须活化后才能浮选。
C.具有较高浮选选择性黄药和碱土金属不生成难溶化合物,不能浮选氧化物、硅酸盐、铝硅酸盐和碱土金属的盐类矿物。
➢黄药用量一般在50~100g/L(t煤泥)左右。
➢黄药常配成5%~10%的溶液使用。
④硫代化合物类捕收剂的捕收机理A.化学吸附说有氧存在,硫化矿物表面发生氧化反应,生成硫酸氧盐或硫酸盐氧化后硫化矿物的硫酸根和水中氢氧根、碳酸根等离子进行交换生成碳酸盐和氢氧化物。
加入黄药后,黄药阴离子和矿物表面的氢氧根、碳酸根、硫酸根等到离子产生交换吸附,生成金属黄原酸盐,具有细疏水性,在矿物表面沉积可提高矿物表面可浮性。
根据各种金属黄原酸盐溶度积大小,定性判断相应硫化矿物可浮性。
B双黄药见解黄药经氧化后生成双黄药,具有疏水作用,吸附在矿物表面,从而使矿物表面疏水。
但必须有氧存在时黄药才能浮选硫化矿。
C共吸附只有金属共原酸和双黄药在矿物表面共存时,才能使矿物表面具有足够的疏水性。
且两种产物有一定的比例。
(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。
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。
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但浮选过程与溶液化学反应是有许多区别的,主要有:浮选是固液界面反应,药剂浓度与金属离子浓度的比值也与溶液反应时相差较大。因此有人认为常用的溶度积数据用于计算浮选过程会与实际情况不符,例如黄原酸铅溶度积远大于琉化铅,可是黄药在方铅矿上仍可发坐化学吸附。也有人因而提出表面反应时的溶度积比溶液内反应更小的推想。此外浮选时常常并非纯净矿物与药剂作用,例如方铅矿经过各种表面氧化等反应,在许多情况下表面上已经不是PbS的组成。尽管如此,溶度积的计算仍然常被采用,这是因为在许多情况下对说明药剂的作用有益处。
以方铅矿与黄药作用为例,在表面形成的黄原酸铅吸附层又可发生解离:
早年(1934年)瓦克等人发表了一系列硫化矿捕收剂对硫化矿物,在浮选发生一不发生的临界条件下(实验采用测定接触角法,也即得到接触一不接触的临界条件)所需捕收剂浓度与溶液pH值间关系的实验结果。例如乙基钾黄药对方铅矿,此种结果如下:
上面第三行c·[H+]表示捕收剂浓 度c与氢离子浓度[H+]的乘积大小在10-15—10-14
在讨论这个结果时,巴尔斯基发现在临界条件下,药剂浓度与氢氧离子
浓度的乘积约为一常数,如上面所示。主张离子学说的人对此的解释是:黄原酸解离常数
Ka=10-3—10-5,因此在碱性溶液中离子浓度约等于药剂总浓度[X-] =C故C.[H+]=常数也就是平[X一]·[H+]=常数,但[H+].[OH-]=10-14,故有:
浮选药剂与矿物作用的理论
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浮选药剂与矿物作用的理论基础
浮选过程中药剂的作用机理十分复杂,近年来通过利用各种现代测试方法研究,特别是关于捕收剂与矿物表面作用的研究,取得很多进展。然而到目前为止,也还有很多问题没有研究清楚。已经有许多专著讨论选药剂的作用机理ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ有关的论文也不断在发表,我们简略地介绍一些较有影响的理论和与本书有关的一些研究成果。
仔细的试验发现,OH-与X-在临界条件下并非一次关系,而为:
(4)分子吸附柯克(Cook)等人对上述实验给予另一种解释,认为黄药阴离子由于本身的电性,在带负电的硫化矿表面吸附时会受到很大的阻力,但水解生成的黄原酸分子则无此阻力而易于吸附。黄原酸解离时:
在碱性溶液中Ka》[H+],
上面Ka为解离常数,C为药剂浓度。由此看来,前面瓦克等的实验结C [H+]为常数也就是表明在临界条件下〔H〕,3保持常数d这就是分子为有效作用形态的证据。因而巴尔斯基平衡式可由下式表示,令9表示矿物表面被捕收剂覆盖区的分数,1- 为空区分数,则吸附过程为:
捕收剂与矿物作用的具体方式,已经提出了各种看法,现将主要的列举如下。
(1)非极性分子的物理吸附主要是各种非极性经类油的吸附,吸附力为瞬间偶极力(或称色散力)。据观测,非极性油的吸附主要发生在矿物与气泡粘着时的三相润湿周边上。
(2)双电层吸附理论矿物在水中由于表面一种离子转人溶液或吸附于表面的趋外较大,·使表面多余了定位离子,并由此而引来的异名的配衡离子(或称相反离子),形成表面双电层。内层由矿物表面的定位离子组成;外层又分为厚度约为水化离子半径的紧密层(或称斯特恩层)及再向外的扩散层。由溶液内部至矿物表面的总电位义称电极电位(或化学电位);至紧密层滑动面的电位则通常作为电动电位又称省电位。捕收剂离子及其它离子可借静电力在双电层中吸附并引起电位的改变。捕收剂浓度低时以单个离子状态吸附,浓度高时以“半胶团”状态吸附,一部分未解离的分子靠同扩物间及非极性基间的范德华力与捕收剂离子共吸附于矿物表面,当捕收剂离子经链较大、链间作用较强或极性墓与矿物间有化学亲和力时,也Ur1有所谓特性吸附力时,但可在紧密层中吸附,而且吸附量可大至超过内层的相反电荷,从而强烈改变电位大小,甚至引起表面电荷符号的改变。这些吸附过程如图2一1所示。
离子吸附和分子吸附学说最初根据的是同一实验数据,但在一段时间内却曾发生争论。为使药剂有效作用,照离子学说应当提高矿浆pH值以增加X-,照分子学说则应降低pH以增加[HX]。但pH过高也会增大OH-竞争吸附而对X-的作用不利;FH过低对黄药来说不但加快了分解的速度,而且也使不同矿物浮选的选择性变差而在实际上难于采用。在一定碱度的溶液中浮选时,这两种学说的计算结果常可获得实用上一致的结论,
捕收剂在矿物表面的作用,总的说来,不外是;
(1)物理吸附特点是能量小(有人提出约在,.0l-,0,1电子伏特/克分子),或者说吸附热小(几千卡/克分子或更小),吸附分子一与固体表面距离较大,在固体表面上具有流动性(好似二维气体)。吸附力为范德华力或静电力。药剂分子(或离子)与矿物间不发生键合的电子转移或共有。物理吸附一般没有选择性或选择性较差,并且易十解吸,通常吸附量随温度上升而下降。
(2)化学吸附特点是能量大(约在1电子伏/摩尔),或说吸附热高(几十千焦/摩尔),吸附分子与矿物表面距离小,药剂分子与矿物间发生键合的电子关系,吸附力本质上是化学力。化学吸附一般具有选择性吸附比较牢固,不易解吸,通常随着温度升高(在一定范围内)吸附量升高。
(3)表面化学反应化学吸附进一步发展,常常在矿物表而发生化学反应。表面化学反应一与化学吸附的主要区别是前者的反应产物在表面上构成独立的相。
(3)同名离子的交换吸附高登等人研究黄药与硫化矿作用时发现,溶液中残留的黄药阴离子浓度降低,但同时各种含硫阴离子浓度增加,据此提出下列模型:
上式中X-为黄药阴离子,A-为矿物阴离子。
瓦克和河斯提出的离子交换吸附与此大同小异,模型为:
上式中X一为黄药阴离子,M+为矿物阳离子,N-为矿物阴离子。
按照这类说法,在溶液中捕收剂有效作用形式是离子,并且与水中的aH一离子发生在矿物表面的竞争吸附,由此决定浮选的发生与不发生。