浮选药剂课件
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矿物浮选第4章浮选药剂(2)
非硫化矿浮选剂亲矿物基以羟基及氨基为主，如-C(O)OH（羧 基）、-SO3H（磺酸）、-AsO3H2（胂酸）、-NH2（胺）、C(OH)·NOH（羟肟酸）、-PO3H2（膦酸）等。
亲水基:是一些极性较大的基团，常见的如羧基-C(O)OH、羟基-OH、 磺酸基—SO3H、醚氧基-O-等。
烃基:主要有烷基、烯烃基、环烷基、苯基、含杂原子烃基等。对于
分子中原子的电负性并不是一个不变的常数，它因为受到相邻原子，甚至间隔原子 的影响而发生改变，不同基团中的同一原子，表现的电负性各不相同，由此将电负性的 概念扩大到化学基团，设法给各种化学基团以电负性数值，用于表征基团的特性，这就
是基团电负性（xg）。基团电负性（xg）是表征浮选药剂极性基的简便方式，而浮选 剂的极性基主要决定浮选药剂的价键因素。因此，基团电负性（xg）是药剂极性大小 的判据，可用于浮选药剂极性基设计。
判据 xg
各种捕收剂的基团电负性范围
硫化矿捕 收剂
2.5~3.3
过渡金属氧化 氧化矿捕 矿捕收剂 收剂
3.7~3.9
4.0~4.2
1浮选药剂结构性能理论
1.3浮选剂分子化学基团组装三项因素—价键因素 (3)基团电负性
合成化合物的基团电负性及与Al和Si元素的电负性之差值
亲矿物基
xg
-NH2
3.7
-NH-
HLB1=∑（亲水基值）－∑（亲油基值）+7
或 HLB2= （ （有 无机 机性 性k） ）
1浮选药剂结构性能理论
1.4 浮选剂分子化学基团组装三项因素—亲水-疏水因素 （3）浮选剂特性指数
药剂的亲水性（Δx2）与药剂的疏水性（nφ）的对比就成为浮选剂特 性指数（i）
(xg xH)2
亲水基:是一些极性较大的基团，常见的如羧基-C(O)OH、羟基-OH、 磺酸基—SO3H、醚氧基-O-等。
烃基:主要有烷基、烯烃基、环烷基、苯基、含杂原子烃基等。对于
分子中原子的电负性并不是一个不变的常数，它因为受到相邻原子，甚至间隔原子 的影响而发生改变，不同基团中的同一原子，表现的电负性各不相同，由此将电负性的 概念扩大到化学基团，设法给各种化学基团以电负性数值，用于表征基团的特性，这就
是基团电负性（xg）。基团电负性（xg）是表征浮选药剂极性基的简便方式，而浮选 剂的极性基主要决定浮选药剂的价键因素。因此，基团电负性（xg）是药剂极性大小 的判据，可用于浮选药剂极性基设计。
判据 xg
各种捕收剂的基团电负性范围
硫化矿捕 收剂
2.5~3.3
过渡金属氧化 氧化矿捕 矿捕收剂 收剂
3.7~3.9
4.0~4.2
1浮选药剂结构性能理论
1.3浮选剂分子化学基团组装三项因素—价键因素 (3)基团电负性
合成化合物的基团电负性及与Al和Si元素的电负性之差值
亲矿物基
xg
-NH2
3.7
-NH-
HLB1=∑（亲水基值）－∑（亲油基值）+7
或 HLB2= （ （有 无机 机性 性k） ）
1浮选药剂结构性能理论
1.4 浮选剂分子化学基团组装三项因素—亲水-疏水因素 （3）浮选剂特性指数
药剂的亲水性（Δx2）与药剂的疏水性（nφ）的对比就成为浮选剂特 性指数（i）
(xg xH)2
选矿学课件——浮选药剂
浮选药剂的产生和发展（经历三个阶段）
• 3、60年代以来，发展中的非离子特性特效捕收 剂时期（又称络合捕收剂时期）。
• 硫胺酯、硫氮晴酯、黄原酸酯及双黄药等非离子 型极性捕收剂，也包括各种典型络合捕收剂，如 8-羟基喹啉、羟肟酸、二苯硫腙等，其特点：选 择性更好，用量更少，这些药剂常以黄药、黑药 等离子型捕收剂为中间体进一步反应制得。虽然 合成方法较复杂，价格较高，但因单耗降低，同 时减少配合使用其他药剂，因此，药剂总费用仍 有可能降低。
(2）起泡剂 为表面活性物质，主要富集在水-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 高气泡载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。 调整剂的种类较多，可细分为四种：
• 这一时期，浮选理论和浮选药剂理论发展 也较快，国内外出版了不少专著，如国内 出版物：
• 见百熙编著《浮选药剂》
• 王淀佐编著《浮选剂作用原理及应用》
• 朱玉霜、朱建光编著《浮选药剂的化学原 理》
• 王淀佐等著《选矿与冶金药剂分子设计》
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，而使用较高的约有100种，对浮选 药剂进行分类的目的，主要是为比较系统 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。
• 由于研究角度不同，有不同的分类方法， 按药剂在浮选中的用途并结合药剂的属性 及解离性质等分为捕收剂、起泡剂、调整 剂三大类。
虽然它们的天然可浮性也相似。但通过浮选药剂 的作用，可以成功地浮选分离，得到四种精矿，分 别送冶金和化工企业回收铜、铅、锌、硫等元素使 用浮选药剂是控制矿物浮选行为最灵活、最有效、 最方便的手段。此外，通过浮选药剂得到稳是的大 量气泡也是浮选能够高效进行的前提。
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。
选矿---浮选ppt课件
1使矿浆处于湍流状态，以保证矿粒的悬浮和药剂的分散， 并以一定动能运动、碰撞，实现矿粒和药剂的附着；
2引入空气，产生大小合适、数量足够、稳定性适宜的气泡 ，使之分散在矿浆中，以一定的动能运动，并和药剂、矿粒碰 撞，产生选择性粘附，实现矿化；
3矿化气泡能升至液面，形成三相泡沫层，并产生二次富集 作用；泡沫精矿和尾矿能及时排出。
④形成稳定的矿浆液面和泡沫层，及时稳定地排出泡沫精矿 ⑤结构简单，维修方便，能耗低，寿命长，能长期安全运转
⑥适应自动化需要，调节方便、灵活，减少检测仪表和执行机构 数量。
目前各行业尚无统一的标准评价浮选机性能，下 列指标采用较多，可作为评价的参考
1充气性能与浮选指标(精矿、尾矿质量和数量) 2处理能力(各种形式)； 3动力消耗(吨原矿计)； 4价格、安装、操作、维修费用及占地面积等。
*根据药剂的用途分类
(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
矿物一水界面，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
为表面活性物质，主要富集在水一
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
浮选过程中的充气矿浆，是由矿物颗粒、水、气泡组成的 矿粒是固相，水是液相, 气泡是气相。通常把浮选过程中的充 气矿浆叫三相体系。相间的分界面叫相界面。
浮选时，各种矿物颗粒对气泡粘附的选择性，以及它们的 浮选行为，是由矿粒水、气泡所组成的三相相界面间物理化学 性质所决定的。其中比较重要的是矿物表面的润湿性。
在其它条件不变的情况下(矿粒的大小、矿粒的密 度、浮选机叶轮的转速等为定值)，矿粒表面疏水性越 强(即口越大)，矿粒在气泡上的附着力也就越大，就难 于脱落。观察气泡从矿粒表面脱落的动力学过程，脱 落总是从缩小附着面积开始的。
2引入空气，产生大小合适、数量足够、稳定性适宜的气泡 ，使之分散在矿浆中，以一定的动能运动，并和药剂、矿粒碰 撞，产生选择性粘附，实现矿化；
3矿化气泡能升至液面，形成三相泡沫层，并产生二次富集 作用；泡沫精矿和尾矿能及时排出。
④形成稳定的矿浆液面和泡沫层，及时稳定地排出泡沫精矿 ⑤结构简单，维修方便，能耗低，寿命长，能长期安全运转
⑥适应自动化需要，调节方便、灵活，减少检测仪表和执行机构 数量。
目前各行业尚无统一的标准评价浮选机性能，下 列指标采用较多，可作为评价的参考
1充气性能与浮选指标(精矿、尾矿质量和数量) 2处理能力(各种形式)； 3动力消耗(吨原矿计)； 4价格、安装、操作、维修费用及占地面积等。
*根据药剂的用途分类
(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
矿物一水界面，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
为表面活性物质，主要富集在水一
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
浮选过程中的充气矿浆，是由矿物颗粒、水、气泡组成的 矿粒是固相，水是液相, 气泡是气相。通常把浮选过程中的充 气矿浆叫三相体系。相间的分界面叫相界面。
浮选时，各种矿物颗粒对气泡粘附的选择性，以及它们的 浮选行为，是由矿粒水、气泡所组成的三相相界面间物理化学 性质所决定的。其中比较重要的是矿物表面的润湿性。
在其它条件不变的情况下(矿粒的大小、矿粒的密 度、浮选机叶轮的转速等为定值)，矿粒表面疏水性越 强(即口越大)，矿粒在气泡上的附着力也就越大，就难 于脱落。观察气泡从矿粒表面脱落的动力学过程，脱 落总是从缩小附着面积开始的。
浮选药剂分子设计第五章含硫磷砷的氧化矿捕收剂-ppt课件
第五章 含硫、磷、砷的氧化矿捕收剂
本章引见烃基磺酸钠、烷基硫酸钠、烃 基膦酸、烃基胂酸等。从它们的分子构造看 ，也是一端为极性基其它端为非极性基的复 极性化合物。本章所述药剂都可作氧化矿捕 收剂，前两种可替代脂肪酸，而含磷、砷的 捕收剂选择性强，对锡石和黑钨浮选效果较 好。
第一节 烃基磺酸钠和烷基硫酸钠
一、甲苯胂酸
国外运用的胂酸捕收剂为对-甲苯胂酸， 我国曾
运用对-甲苯胂酸和邻-甲苯胂酸的混合物，称 混合甲
苯胂酸，它们都是黑钨和锡石的有效捕收剂。 HCl
〔HN一O2 〕对-甲苯胂酸的合成
将对NN-a甲aN3OAs2苯O+3HC胺l 重氮化、胂化、酸化而成：
CH3-NaOHH2+S-OANs2OH3 2 p4H=1~2
膦酸钠溶于水时引起的外表张力下降较明显。 膦酸与Ca2+、Fe3+、Sn2+、Sn4+等离子生成难溶盐， 故用作捕收剂时，Ca2+、Fe3+离子对其有明显的影
响 ，方解石和铁矿物会与锡石同时上浮。
OO 膦酸与Sn2+生成的沉淀可用R-P Sn表示，
O Sn4+与膦酸作用时，除生成四价膦酸锡外，还产生 SnO2的水化物，只需特定条件下才生成(RPO3)2Sn。
157~158
P-CH3C6H4P(O)(OH)2
2.45 7.35
P-C2H5C6H4P(O)(OH)2
2.60 7.55
C6H5CH=CHP(O)(OH)2 112~113
C6H5 CH2P(O)(OH)2 167.4~169 2.30 7.40
膦酸的毒性较胂酸小，用作捕收剂时污染较小。 烃基膦酸属二元酸，其酸性较强。
CH3- -NH2·HCl CH3- -N=N-Cl
本章引见烃基磺酸钠、烷基硫酸钠、烃 基膦酸、烃基胂酸等。从它们的分子构造看 ，也是一端为极性基其它端为非极性基的复 极性化合物。本章所述药剂都可作氧化矿捕 收剂，前两种可替代脂肪酸，而含磷、砷的 捕收剂选择性强，对锡石和黑钨浮选效果较 好。
第一节 烃基磺酸钠和烷基硫酸钠
一、甲苯胂酸
国外运用的胂酸捕收剂为对-甲苯胂酸， 我国曾
运用对-甲苯胂酸和邻-甲苯胂酸的混合物，称 混合甲
苯胂酸，它们都是黑钨和锡石的有效捕收剂。 HCl
〔HN一O2 〕对-甲苯胂酸的合成
将对NN-a甲aN3OAs2苯O+3HC胺l 重氮化、胂化、酸化而成：
CH3-NaOHH2+S-OANs2OH3 2 p4H=1~2
膦酸钠溶于水时引起的外表张力下降较明显。 膦酸与Ca2+、Fe3+、Sn2+、Sn4+等离子生成难溶盐， 故用作捕收剂时，Ca2+、Fe3+离子对其有明显的影
响 ，方解石和铁矿物会与锡石同时上浮。
OO 膦酸与Sn2+生成的沉淀可用R-P Sn表示，
O Sn4+与膦酸作用时，除生成四价膦酸锡外，还产生 SnO2的水化物，只需特定条件下才生成(RPO3)2Sn。
157~158
P-CH3C6H4P(O)(OH)2
2.45 7.35
P-C2H5C6H4P(O)(OH)2
2.60 7.55
C6H5CH=CHP(O)(OH)2 112~113
C6H5 CH2P(O)(OH)2 167.4~169 2.30 7.40
膦酸的毒性较胂酸小，用作捕收剂时污染较小。 烃基膦酸属二元酸，其酸性较强。
CH3- -NH2·HCl CH3- -N=N-Cl
3.2浮选药剂
选矿学之浮选
浮选药剂
浮选药剂
1
浮选药剂的分类及作用
浮选药剂
2
硫化矿捕收剂
3
氧化矿捕收剂
天然疏水性矿物
石墨
辉锑矿 辉钼矿
自然硫
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）
亲水性矿物
黄铜矿
方铅矿 闪锌矿
孔雀石
浮选药剂的分类及作用
铅 锌 萤 石 矿 浮 选 工 艺 流 程
图1 铅锌萤石矿浮选流程图
选择性差，对温度敏感的不足之处。
小结
不同类型的矿石需要选用不同类型的捕收剂，系统地，
科学地认识各类捕收剂的共性与个性，有助于正确选
小
结
择和使用好各种药剂。浮选之所以能被广泛应用于矿
物加工，重要的原因在于它能通过浮选药剂灵活、有
效地控制浮选过程，成功地将矿物按人们的要求加以
分开，使资源得到综合利用。
黄药的氧化
黄药为还原剂，与空气中氧、水中氧均可发生反应：
黄药与金属离子生成难溶盐，是黄药浮选该类矿物的依据。 不稳定的黄原酸铜会分解成黄原酸亚铜和双黄药。
黄药的捕收能力
黄药
捕收 能力
捕收剂分子的非极性 越强，分子的水化性 越小；
烃基 长度
捕收剂固着于矿物表 面的覆盖层越厚，矿 物表面的疏水性越明 显。
黄药的主要性质 1）黄药的物理性质 2）黄药的稳定性 3）黄药的氧化
黄药的物理性质
易溶于丙 酮和醇
刺激性于水
黄药的稳定性
黄药作为黄原酸的弱酸盐，在水中会发生电离、水解、分解： 黄药酸钠电离： 黄原酸根水解： 黄原酸电离： 黄原酸分解：
黄药水溶液的稳定性受到溶液pH值以及氧化作用的影响。黄药在 酸性溶液中极不稳定，会快速水解生成黄原酸，并进一步分解为 醇和二硫化碳，在碱性条件下，黄药性质相对稳定，但过高的碱 浓度也会促进黄药分解。
浮选药剂
浮选药剂
1
浮选药剂的分类及作用
浮选药剂
2
硫化矿捕收剂
3
氧化矿捕收剂
天然疏水性矿物
石墨
辉锑矿 辉钼矿
自然硫
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亲水性矿物
黄铜矿
方铅矿 闪锌矿
孔雀石
浮选药剂的分类及作用
铅 锌 萤 石 矿 浮 选 工 艺 流 程
图1 铅锌萤石矿浮选流程图
选择性差，对温度敏感的不足之处。
小结
不同类型的矿石需要选用不同类型的捕收剂，系统地，
科学地认识各类捕收剂的共性与个性，有助于正确选
小
结
择和使用好各种药剂。浮选之所以能被广泛应用于矿
物加工，重要的原因在于它能通过浮选药剂灵活、有
效地控制浮选过程，成功地将矿物按人们的要求加以
分开，使资源得到综合利用。
黄药的氧化
黄药为还原剂，与空气中氧、水中氧均可发生反应：
黄药与金属离子生成难溶盐，是黄药浮选该类矿物的依据。 不稳定的黄原酸铜会分解成黄原酸亚铜和双黄药。
黄药的捕收能力
黄药
捕收 能力
捕收剂分子的非极性 越强，分子的水化性 越小；
烃基 长度
捕收剂固着于矿物表 面的覆盖层越厚，矿 物表面的疏水性越明 显。
黄药的主要性质 1）黄药的物理性质 2）黄药的稳定性 3）黄药的氧化
黄药的物理性质
易溶于丙 酮和醇
刺激性于水
黄药的稳定性
黄药作为黄原酸的弱酸盐，在水中会发生电离、水解、分解： 黄药酸钠电离： 黄原酸根水解： 黄原酸电离： 黄原酸分解：
黄药水溶液的稳定性受到溶液pH值以及氧化作用的影响。黄药在 酸性溶液中极不稳定，会快速水解生成黄原酸，并进一步分解为 醇和二硫化碳，在碱性条件下，黄药性质相对稳定，但过高的碱 浓度也会促进黄药分解。
浮选浮选药剂PPT教案
再用水稀释成1%～0.1%的水溶液
使用。
(2)要控制好矿浆的pH值。胺在矿浆中 可以呈分子状态(RNH2)，也可以呈阳离 子状态(RNH)。主要以何种状态存在， 取决于矿浆的pH值，当矿浆的pH值大 于10.65时，主要以分子状态存在，矿浆 的pH值小于10.65时主要以阳离子状态存 在。有的矿物(如菱锌矿)主要与分子态的 胺作用，浮选时则要求矿浆的pH=11。
美国格罗兰选厂使用石油磺酸盐、妥尔油、燃
料油作捕收剂，硫酸、水玻璃作调整剂，浮选采 用一次粗选、二次精选流程，原矿品位为含Fe 33.9%时，得精矿品位为60%，回收率达85.8%。我 国齐大山铁矿选矿厂也采用这种药剂制度，
经一次粗选、三次精选，得到较好指标，
原矿含Fe 26.6%时，可得品位为65%、
另外，与黄药相比，黑药在酸性介
质中不易分解。当要求在酸性矿浆
中进行浮选时，可以选择黑药作为
捕收剂。再就是黑药兼有起泡性，
浮选时可以不用或少用起泡剂。
6.羧酸类捕收剂主要捕收哪些矿物?
常用的羧酸类捕收剂主要有油酸、氧化石蜡皂和 妥尔油。由于它们都含有化学性质非常活泼的羧 基，所以能够捕收许多矿物，主要是氧化矿物和 其他一些非硫化矿物。这些矿物有：①碱土金属 盐类矿物。如白钨矿、萤石、磷灰石、重晶石等。 ②黑色和稀有金属氧化矿物。如赤铁矿、软锰矿、 锡石、黑钨矿、钛铁矿等。③钙、铁、铍、锂、 锆等金属的硅酸盐矿物。如绿柱石、锂辉石、锆 英石、钙铁石榴石、电气石等。
其水溶性好，捕收力不太强，起泡
性较好。可用作起泡剂(如十二烷基
磺酸钠)，也可用于浮选非硫化矿
(如十六烷基磺酸钠)。
油溶性磺酸盐烃基分子量较大，烃基为烷基时 烃链中含碳20个以上，基本不溶于水，可溶于非 极性油中，其捕收性较强，主要用作非硫化矿的 捕收剂，常用于浮选氧化铁矿和非金属矿(如萤石 和磷灰石)。
使用。
(2)要控制好矿浆的pH值。胺在矿浆中 可以呈分子状态(RNH2)，也可以呈阳离 子状态(RNH)。主要以何种状态存在， 取决于矿浆的pH值，当矿浆的pH值大 于10.65时，主要以分子状态存在，矿浆 的pH值小于10.65时主要以阳离子状态存 在。有的矿物(如菱锌矿)主要与分子态的 胺作用，浮选时则要求矿浆的pH=11。
美国格罗兰选厂使用石油磺酸盐、妥尔油、燃
料油作捕收剂，硫酸、水玻璃作调整剂，浮选采 用一次粗选、二次精选流程，原矿品位为含Fe 33.9%时，得精矿品位为60%，回收率达85.8%。我 国齐大山铁矿选矿厂也采用这种药剂制度，
经一次粗选、三次精选，得到较好指标，
原矿含Fe 26.6%时，可得品位为65%、
另外，与黄药相比，黑药在酸性介
质中不易分解。当要求在酸性矿浆
中进行浮选时，可以选择黑药作为
捕收剂。再就是黑药兼有起泡性，
浮选时可以不用或少用起泡剂。
6.羧酸类捕收剂主要捕收哪些矿物?
常用的羧酸类捕收剂主要有油酸、氧化石蜡皂和 妥尔油。由于它们都含有化学性质非常活泼的羧 基，所以能够捕收许多矿物，主要是氧化矿物和 其他一些非硫化矿物。这些矿物有：①碱土金属 盐类矿物。如白钨矿、萤石、磷灰石、重晶石等。 ②黑色和稀有金属氧化矿物。如赤铁矿、软锰矿、 锡石、黑钨矿、钛铁矿等。③钙、铁、铍、锂、 锆等金属的硅酸盐矿物。如绿柱石、锂辉石、锆 英石、钙铁石榴石、电气石等。
其水溶性好，捕收力不太强，起泡
性较好。可用作起泡剂(如十二烷基
磺酸钠)，也可用于浮选非硫化矿
(如十六烷基磺酸钠)。
油溶性磺酸盐烃基分子量较大，烃基为烷基时 烃链中含碳20个以上，基本不溶于水，可溶于非 极性油中，其捕收性较强，主要用作非硫化矿的 捕收剂，常用于浮选氧化铁矿和非金属矿(如萤石 和磷灰石)。
矿物浮选第4章浮选药剂1
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。
1.1 硫化矿捕收剂
2）硫氮类：氨基二硫代甲酸盐、硫氮酯 ? 氨基二硫代甲酸盐 乙硫氮化学通式为：(C2H5)2N-CSSMe ， Me为碱金属离子
Na或K。
丁硫氮化学通式为：(C4H9)2N-CSSMe ，
乙硫氮也称硫氮9号，为白色粉剂，与铜、铅、锌、钼等重金 属离子形成不溶性的盐，捕收能较黄药强，对黄铁矿捕收能力 弱。浮选速度较快。
? 硫氮酯
化学通式为：RN-CSSR' 。
1.1 硫化矿捕收剂
2）硫氮类：氨基二硫代甲酸盐、硫氮酯 乙硫氮化学通式为：(C2H5)2N-CSSMe ， Me为碱金属离子
Na或K。
CH 3CH 2 CH 3CH 2
疏水基
S
N-C-SH(Na)
亲矿基
1.1 硫化矿捕收剂
3）硫胺酯
化学通式为：ROCS(NR) ，硫逐氨基甲酸酯，非离子性极性捕 收剂，为微溶于水的油状液体。
1.1 硫化矿捕收剂
1）黄药类：包括黄药、黄药酯 ? 黄药：烃基二硫代碳酸盐（黄原酸盐）
R-O-CSSMe
R为烃基，Me为碱金属离子 ?是醇、氢氧化钠及二硫化碳制备的： ROH + NaOH = RONa + H 2O RONa + CS 2 = ROCSSNa ?不同的醇有不同的碳链，可得到各种黄药。 C2H5—乙基黄药； C4H9—丁基黄药，(CH 3)2CH —异丙基黄药
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。
1.1 硫化矿捕收剂
2）硫氮类：氨基二硫代甲酸盐、硫氮酯 ? 氨基二硫代甲酸盐 乙硫氮化学通式为：(C2H5)2N-CSSMe ， Me为碱金属离子
Na或K。
丁硫氮化学通式为：(C4H9)2N-CSSMe ，
乙硫氮也称硫氮9号，为白色粉剂，与铜、铅、锌、钼等重金 属离子形成不溶性的盐，捕收能较黄药强，对黄铁矿捕收能力 弱。浮选速度较快。
? 硫氮酯
化学通式为：RN-CSSR' 。
1.1 硫化矿捕收剂
2）硫氮类：氨基二硫代甲酸盐、硫氮酯 乙硫氮化学通式为：(C2H5)2N-CSSMe ， Me为碱金属离子
Na或K。
CH 3CH 2 CH 3CH 2
疏水基
S
N-C-SH(Na)
亲矿基
1.1 硫化矿捕收剂
3）硫胺酯
化学通式为：ROCS(NR) ，硫逐氨基甲酸酯，非离子性极性捕 收剂，为微溶于水的油状液体。
1.1 硫化矿捕收剂
1）黄药类：包括黄药、黄药酯 ? 黄药：烃基二硫代碳酸盐（黄原酸盐）
R-O-CSSMe
R为烃基，Me为碱金属离子 ?是醇、氢氧化钠及二硫化碳制备的： ROH + NaOH = RONa + H 2O RONa + CS 2 = ROCSSNa ?不同的醇有不同的碳链，可得到各种黄药。 C2H5—乙基黄药； C4H9—丁基黄药，(CH 3)2CH —异丙基黄药
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。
浮选药剂及其作用原理讲课课件
▪ 常用的抑制剂有CaO、Na2S、 Na2O·mSiO2、ZnSO4等。
▪ 活化剂的作用是增强或促进捕收剂与矿物 的相互作用，从而提高矿物可浮性。
▪ 常用的活化剂有
Cu2+、Ag+、Pb2+、Ca2+、Ba2+、HF、Na2S、 NaHS、草酸（HOOC—COOH）等。
▪ pH值调整剂的作用是调整促进浮选药剂作 用的条件，改善矿物表面性质、矿浆离子 组成。
双黄药对黄铁矿的捕收能力弱，从而提高 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。
亲水基（亲固基） 疏水基（亲气基）
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。
▪ 有机酸及其皂都是表面活性物质 , 有强烈 的起泡性 ;
▪ 用量要严格控制 , 适宜时有选择性 , 过多时 将失去选择性 ;
▪ 要有调整剂的良好配合 , 常配合使用苏打 或苏打与水玻璃合用 ;
▪ 矿浆温度影响较显著 , 一般宜在 30 ℃进行 浮选。
非硫化矿物捕收剂的作用机理
▪ 脂肪酸能依靠静电作用吸附在带正电的矿 物表面 , 同时油酸钠在矿物表面也可以发 生化学吸附 , 即通过极性基与矿物表面金 属阳离子进行化学吸附甚至发生化学反应 形成沉淀。这两种形式对矿物的浮选行为 起着决定性的作用。
▪ 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。
▪ 活化剂的作用是增强或促进捕收剂与矿物 的相互作用，从而提高矿物可浮性。
▪ 常用的活化剂有
Cu2+、Ag+、Pb2+、Ca2+、Ba2+、HF、Na2S、 NaHS、草酸（HOOC—COOH）等。
▪ pH值调整剂的作用是调整促进浮选药剂作 用的条件，改善矿物表面性质、矿浆离子 组成。
双黄药对黄铁矿的捕收能力弱，从而提高 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。
亲水基（亲固基） 疏水基（亲气基）
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。
▪ 有机酸及其皂都是表面活性物质 , 有强烈 的起泡性 ;
▪ 用量要严格控制 , 适宜时有选择性 , 过多时 将失去选择性 ;
▪ 要有调整剂的良好配合 , 常配合使用苏打 或苏打与水玻璃合用 ;
▪ 矿浆温度影响较显著 , 一般宜在 30 ℃进行 浮选。
非硫化矿物捕收剂的作用机理
▪ 脂肪酸能依靠静电作用吸附在带正电的矿 物表面 , 同时油酸钠在矿物表面也可以发 生化学吸附 , 即通过极性基与矿物表面金 属阳离子进行化学吸附甚至发生化学反应 形成沉淀。这两种形式对矿物的浮选行为 起着决定性的作用。
▪ 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。
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浮选药剂的分类和作用
捕收剂：凡事能选择性地提高矿物表面疏水性，并且增大矿 物在气泡上的附着力和缩短附着时间的有机物质。其主要作 用发生在固-液界面上。 起泡剂：能使空气在矿浆中弥散，增加分选气-液界面， 并能促使气泡在矿化和升浮过程中机械强度的一类药剂。
浮 选 药 调整剂 调整(促进和 剂 阻碍)捕收剂
目的矿物起泡剂Fra bibliotek非目的矿物
抑制剂
2 捕收剂(Collector)
water water glass glass
石蜡
亲水
hydrophilic
疏水
hydrophobic
石蜡就起了捕收剂的作用。
极性基 非极性基 Polar group Non-polar group 极性基决定药剂在矿物表面固着强度和选择性 非极性基决定药剂在矿物表面疏水性
黑药(dithiophosphate)
O As
⑵ 含O2-的氢氧基阴离子捕收剂(oxyhydryl collectors)
O C OO O S O OO S O OC NOOH O-
O-
羧基
(carbosylic)
硫酸基
磺酸基
羟肟酸基
砷酸基
(sulphates) (sulphonates) Hydroximic acid Arsonic acid
极性基，也称亲固基，决定着药剂在矿物表面的固着强度和选 择性。 极性基中的亲固原子是亲固基中与矿物表面金属离子发生键合
作用的原子。常用的捕收剂的亲固原子有：
⑴ S2-。半径大，1.82Å，电负性小，易被极化，能形成离子键、 共价键和金属键。该原子与硫化矿物表面的金属离子的键合作 用较强，具有含有该原子的药剂用来浮选硫化矿物。 ⑵ O2-。与氧化矿物表面离子键合能力强。
抑制剂：能削弱或消除捕收剂与矿物的相互作用，
从而降低或恶化矿物可浮性的一类药剂。
活化剂：能增强捕收剂与矿物的相互作用，
从而促进矿物可浮性的一类药剂。 pH调整剂：改变浮选介质的pH值
与矿物表面的 相互作用，调 整矿浆性质， 能提高浮选选 择性的一类药 剂。
介质调整剂
矿泥分散剂 絮凝剂和凝聚剂
气泡 捕收剂
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。
数成正比，烃链 CH2 数增加，接触角增加，
长度
因此捕收剂长度要适当，以保证其有
强的捕收能力和良好的选择性。
b）烃基支链
非极性基烃链长度越长，非极性应越强，故烃 基支链对浮选不利。但有特例，如异丙基黄药比正 丙基黄药的捕收能力强。 支链愈靠近亲固基，捕收能力越强。但也有例 外，如环状链烃一般捕收能力弱，在实践中没有得 到广泛应用
因而得名。常因含有杂质而颜色较深，比重为 1.3 ～ 1.7 ，具
有刺激性臭味，有毒，可燃，易溶于水、丙酮与醇。
在水中解离出ROCSS-阴离子，具有捕收作用。
⑶ 含:N3+的阳离子捕收剂(cationic collector )
RNH3+ RNH2
2.3 硫代化合物类捕收剂(巯基捕收剂)
特点：亲固基中键合原子为S2-，疏水基短(C2~C5)
⑴ 黄药
又称黄原酸盐， 常用黄药为乙基黄药（低级黄药）和丁基 黄药（高级黄药）。最重要的巯基(-SH)捕收剂，也是应用最 广的捕收剂。
1）黄 药
短烃链具有捕收作用的原因：
黄药在矿物表面附着，主要通过烃基起 疏水作用，但黄药三维空间结构实体要占 据矿物一定的表面积，这样减少了矿物表 面与水分子的作用区域；此外它还能使水 分子与表面相隔一定距离，从而有利于削
弱表面与水分子的作用力，增强表面疏水
性。
性质
一般物理性质：黄药常温下是淡黄色粉状或颗粒状物，
S
分子式 (Me为Na或K离子)———
R
O
C
S
Me
ROH+NaOH→RONa+H2O；ΔH ＜0 制法 RONa+CS2→ROCSSNa；ΔH ＜0 总反应式：ROH+NaOH+CS2→ROCSSNa+H2O；ΔH ＜0 备注
1）放热反应，反应器要有散热设备。
2）原料醇中的烃基和烃基衍生物的不同，可得到各种黄药；
影响非极性基疏水能力的因素：
a）烃链长度 非极性基烃链长度增加，使非极性间 分子的色散力提高，增加了药剂在矿物表 面的固着强度，导致水化作用减弱，表面
接触角增大，使矿物可浮性提高。
但药剂的疏水性并不与烃链中的 CH2 捕收剂用量下降，但接触角的增长幅度下 降，或捕收剂用量的减小幅度下降。
用 量
CH3C2H5C3H7-C H 4 9 C H 5 11
ore
2.1 捕收剂的分类
非极性油类捕收剂：煤油、变压器油 非离子型捕收剂：酯、多硫化物 异极性 捕收剂 离子型捕收剂 阳离子捕收剂：如 胺类 两性捕收剂：如十六烷基二醋酸
捕 收 剂
阴离子捕收剂：如 黄药、黑药、脂肪酸
2.1 捕收剂的分类
2.2 捕收剂的结构
以黄药(xanthate)为例： 联结原子
浮选药剂--课件
1 浮选药剂的分类和作用 2 捕收剂
2.1 捕收剂的分类 2.2 捕收剂的结构 2.3 硫代化合物类捕收剂(巯氢基捕收剂) 2.4 有机酸类(烃基含氧酸类或氧化矿)捕收剂 2.5 胺类捕收剂 2.6 非极性油类捕收剂
3 调整剂
3.1 活化剂 3.2 抑制剂 3.3 介质调整剂
4 起泡剂
⑶:N3+。有孤对电子能与一些金属离子共用形成共价键，可用
于硅酸盐矿物浮选。 ⑷ 没有亲固原子。如烃类油，用于天然疏水性矿物的浮选。
根据亲固原子不同，捕收剂可分成以下几类： ⑴ 含S2-的巯氢基阴离子捕收剂(sulphydryl collectors)
S R O C SR R O
S P
S-
O
黄药(xanthate)
中心核原子
H H C H H …… C H O C S Na S
非疏水离子
非极性基
亲固原子(键 合原子) 极性基(亲固基)
非极性基决定了矿物表面的疏水能力，烃链长度越长， 疏水能力越大，水化作用越小，捕收剂的用量减小，即 药剂的捕收能力越强。但捕收剂非极性长度要适当，既 要保证其具有强的捕收能力，又要使具有良好的选择性。