礦物加工工程浮選3(雙語,2016版)

3.Flotationreagents3.1浮選藥劑的分類和作用3.2捕收劑

3.2.1捕收劑的分類

3.2.2捕收劑的結(jié)構(gòu)

3.2.3硫代化合物類捕收劑(巰氫基捕收劑)3.2.4有機(jī)酸類(烴基含氧酸類或氧化礦)捕收劑

3.2.5胺類捕收劑

3.2.6非極性油類捕收劑3.3調(diào)整劑

3.3.1活化劑

3.3.2抑制劑

3.3.3介質(zhì)調(diào)整劑3.4起泡劑為什么要使用浮選藥劑？使用浮選藥劑的目的：

由于自然界的大部分礦物都是親水的，為了使礦物之間分離，必須人為地控制礦物的浮選行為，如采用捕收劑就可以選擇性提高某些礦物的疏水性，使用抑制劑可選擇性提高某些礦物的親水性，人為提高不同礦物之間的潤(rùn)濕性差異，從而達(dá)到分離礦物的目的。因此浮選藥劑是浮選研究的核心。

Mostmineralsarenotnaturallyhydrophobic,sothatvariousreagentsmustbeaddedtothepulpforselectivecontrolofthewet-abilityofvariousmineralsurfacesandtoachievethedesiredfrothing.浮選藥劑可分為哪幾種類型？分別起什么作用？3.1浮選藥劑的分類和作用(classificationandapplication)浮選藥劑捕收劑(collector)：能選擇性地作用于礦物表面并使之疏水的有機(jī)物質(zhì)。Collectorsarethemostimportantreagents,whichadsorbselectivelyonmin--eralsurfaces,renderingthemhydrophobicandfacilitatingbubbleattachment.起泡劑：能使空氣在礦漿中彌散，增加分選氣液界面，并能促使frother

氣泡在礦化和升浮過程中機(jī)械強(qiáng)度的一類浮選劑。Forthersareusedtohelpmaintainareasonablystablefroth.調(diào)整劑調(diào)整(促進(jìn)和阻礙)捕收劑與礦物表面的相互作用，調(diào)整礦漿性質(zhì)，能提高浮選選擇性的一類藥劑。ModifierRegulator抑制劑：能削弱或消除捕收劑與礦物的相互作用，Depressant

從而降低或惡化礦物可浮性的一類藥劑?；罨瘎耗茉鰪?qiáng)捕收劑與礦物的相互作用，Activator

從而促進(jìn)礦物可浮性的一類藥劑。介質(zhì)調(diào)整劑MediumregulatorpH值調(diào)整劑(pH-regulatorsagents)

礦泥分散劑(slimedispersant)絮凝劑(flocculant)和凝聚劑(coagulation)捕收劑的結(jié)構(gòu)是什么？各部分起什么作用？3.2捕收劑(Collector)glasswaterglasswater石蠟(parafins)親水疏水石蠟就起了捕收劑的作用。極性基非極性基ore極性基決定藥劑在礦物表面固著強(qiáng)度和選擇性非極性基決定藥劑在礦物表面疏水性hydrophilichydrophobicPolargroupNon-polargroup捕收劑可分為哪幾種類型？3.2.1捕收劑的分類捕收劑非極性油類捕收劑：煤油、變壓器油異極性捕收劑非離子型捕收劑：酯、多硫化物離子型捕收劑陰離子捕收劑：如黃藥、黑藥、脂肪酸陽離子捕收劑：如胺類兩性捕收劑：如十六烷基二醋酸classificationscollectorsNon-polaroil：coaloil、transformeroilHeteropolorcollectorNon-ionising：ester、polysulfideIonising

anionic

：xanthate,Dithiophosphate,Fattyacidscationic

：amineAmphotericcollector：hexadecylcelluloseCollectorsareorganiccompounds.Theymaybeionizingcompounds,whichdissociateintoionsinwater,ornon-ionizingcompounds,whicharepracticallyinsoluble,andrenderthemineralwaterrepellentbycoveringitssurfacewithathinfilm.Thenon-ionizingcompoundsarebasicallyusedfortheflotationofnaturallyflotableminerals,suchascoal,graphite,molybdenite,anddiamondetc.Ionizingcollectorshavefoundverywideapplicationinflotation.Theyhavecomplexmolecules,whichareasymmetric(不均勻的)instructureandareheteropolar,i.e.themoleculecontainsanon-polarhydrocarbongroupandapolargroup,whichmaybeoneofanumberoftypes.Thenon-polarhydrocarbonradicalishydrophobic,whereasthepolargroupishydrophilic.Ionizingcollectorsaredividedintoanionicandcationic,inaccordancewiththetypeofion,anionorcationthatpossessesthehydrophobicaffectinwater.Thestructureofsodiumoleate,ananioniccollectorinwhichthewater-repellenthydrocarbonradicalconstitutesthenon-polarpartofthemolecules,isshowninfigure.捕收劑的結(jié)構(gòu)和作用？3.2.2捕收劑的結(jié)構(gòu)

以黃藥(xanthate)為例：HHHC……HHCOCSSNa非極性基極性基(親固基)聯(lián)結(jié)原子(chainconnectionatom)中心核原子(centralcoreatom)親固原子(鍵合原子)非疏水離子非極性基決定了礦物表面的疏水能力，烴鏈長(zhǎng)度越長(zhǎng)，疏水能力越大，水化作用越小，捕收劑的用量減小，即藥劑的捕收能力越強(qiáng)。但捕收劑非極性長(zhǎng)度要適當(dāng)，既要保證其具有強(qiáng)的捕收能力，又要使具有良好的選擇性。Non-polargroupPolargroup(affinitysolidgroup)Becauseofchemical,electrical,orphysicalforcebetweenthepolargroupandmineralsurfaces,collectorsabsorbonparticleswiththeirnon-polarendsorientedtowardsthebulksolution,therebyimpartinghydrophobicitytotheparticles.影響捕收劑非極性作用的因素有哪些？

影響非極性基疏水能力(water-repellentability)的因素：

a）烴鏈長(zhǎng)度(hydrocarbonchainlength)

非極性基烴鏈長(zhǎng)度增加，使非極性間分子的色散力(dispersionforce)提高，增加了藥劑在礦物表面的固著強(qiáng)度，導(dǎo)致水化(hydration)作用減弱，表面接觸角(contactangle)增大，使礦物可浮性提高。但藥劑的疏水性(hydrophobicity)并不與烴鏈中的CH2數(shù)成正比，烴鏈CH2數(shù)增加，接觸角增加，捕收劑用量下降，但接觸角的增長(zhǎng)幅度下降，或捕收劑用量的減小幅度下降。因此捕收劑長(zhǎng)度要適當(dāng)，以保證其有強(qiáng)的捕收能力和良好的選擇性(selectivity)。用量長(zhǎng)度CH3-C2H5-C3H7-C4H9-C5H11-

b）烴基支鏈(hydrocarbongroupbranchedchain)

非極性基烴鏈長(zhǎng)度越長(zhǎng)，非極性應(yīng)越強(qiáng)，故烴基支鏈對(duì)浮選不利。但有特例，如異丙基黃藥(isopropylxanthate)比正丙基(propylxanthate)黃藥的捕收能力強(qiáng)。

支鏈愈靠近親固基，捕收能力越強(qiáng)。但也有例外，如環(huán)狀鏈烴一般捕收能力弱，在實(shí)踐中沒有得到廣泛應(yīng)用。捕收劑極性基的種類有哪些？極性基(polargroup)，也稱親固基，決定著藥劑在礦物表面的固著強(qiáng)度(adhesiveintensity)和選擇性(selectivity)。極性基中的親固原子是親固基中與礦物表面金屬離子發(fā)生鍵合作用的原子。常用的捕收劑的親固原子有：⑴

S2-。半徑大，1.82?，電負(fù)性(electronegativity)小，易被極化，能形成離子鍵(ionicbond)、共價(jià)鍵(coovalentbond)和金屬鍵(metallicbond)。該原子與硫化礦物表面的金屬離子的鍵合作用較強(qiáng)，具有含有該原子的藥劑用來浮選硫化礦物(sulphidemineral)。⑵

O2-。與氧化礦物(oxidemineral)表面離子鍵合能力強(qiáng)。⑶:N3+。有孤對(duì)電子能與一些金屬離子共用形成共價(jià)鍵，可用于硅酸鹽礦物(silicatemineral)浮選。⑷沒有親固原子。如烴類油(hydrocarbonoil)，用于天然疏水性礦物的浮選。根據(jù)親固原子不同，捕收劑可分成以下幾類：⑴含S2-的巰氫基陰離子捕收劑(sulphydrylcollectors)ROCSS-ROROPSS-黃藥(xanthate)黑藥(dithiophosphate)⑵含O2-的氫氧基陰離子捕收劑(oxyhydrylcollectors)CO-OOSO-OOSO-OOCNO-OHAsO-O-羧基(carbosylic)硫酸基(sulphates)磺酸基

(sulphonates)O羥肟酸基Hydroximicacid砷酸基Arsonicacid⑶含:N3+的陽離子捕收劑(cationiccollector)RNH3+RNH2黃藥的結(jié)構(gòu)是什么？有何特點(diǎn)？為什么短烴鏈的黃藥就具有捕收作用？3.2.3硫代化合物類捕收劑(巰氫基捕收劑)sulphydrylcollectors特點(diǎn)：親固基中鍵合原子為S2-，疏水基短(C2~C5)⑴

黃藥(xanthate)

又稱黃原酸鹽，結(jié)構(gòu)式為常用黃藥為乙基ethyl黃藥（C<4為低級(jí)黃藥）和丁基butyl黃藥（高級(jí)黃藥）。制法：

ROH+NaOH+CS2=ROCSSNa+H2O

短烴鏈具有捕收作用的原因：黃藥在礦物表面附著，主要通過烴基起疏水作用，但黃藥三維空間結(jié)構(gòu)實(shí)體要占據(jù)礦物一定的表面積，這樣減少了礦物表面與水分子的作用區(qū)域；此外它還能使水分子與表面相隔一定距離，從而有利于削弱表面與水分子的作用力，增強(qiáng)表面疏水性。ROCSSMeSulfidemineralsofcopper,lead,nickel,andzinc,andthenativemetals(e.g.gold)areusuallyfloatedwithashorthydrocarbon-chaincollector(C2~C5)ofsulfhydryltype.Onlysmallamountsofreagentarerequiredwithtypicaldosageof0.01~0.05kgorreagentpertonofore.HHHHHCCOCSSNa(K)cationpolarNon-polarStructureofethylxanthate黃藥有什么性質(zhì)？黃藥的捕收性能？黃藥的應(yīng)用是什么？

性質(zhì)(property)

一般物理性質(zhì)(physicalappearance)：淡黃色粉末，有毒，可燃，易溶于水、丙酮(acetone)和乙醇(ethanol)。

化學(xué)性質(zhì)(chemicalappearance)：

①穩(wěn)定性(stability)：遇水、酸(acid)、堿(alkali)、熱分解在水中解離(dissociation)：ROCSSNa=ROCSS-+Na+ROCSS-水解(hydrolyse)：ROCSS-+H2O=ROCSSH+OH-ROCSSH=ROH+CS2

其分解速度遠(yuǎn)大于水解速度，水解反應(yīng)是決定步驟水解作用與pH值有關(guān)

pH3.4……5.68

半分解周期（分）10100025天

研究表明，分子量越大的黃原酸，由于斥電子能力強(qiáng)，S-H鍵聯(lián)結(jié)牢固，在水溶液中較穩(wěn)定，因此在酸性礦漿中，低級(jí)黃藥的分解速度比高級(jí)黃藥快，故此時(shí)浮選時(shí)最好使用高級(jí)黃藥。由于黃藥穩(wěn)定性(stability)較差，故使用黃藥時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：

a)在堿性(alkali)或弱堿性礦漿中使用。如需在酸性礦漿(acidicpulp)中使用，則需增加用量，且使用高級(jí)黃藥；

b)配制黃藥不要用熱水，且要隨用隨配；

c)黃藥放置于密閉容器(closedvessel)中，并置于陰涼處，防曬(sun-screening)、防火(fireresistance)；

d)不能保存很長(zhǎng)時(shí)間。

②氧化性(oxidizability)

黃藥是還原劑(reducingmatter)，易被空氣或高價(jià)態(tài)金屬陽離子氧化。2ROCSS--2e=(ROCSS)2(2X--2e=X2)

即黃藥易被氧化成雙黃藥(dixanthogen)。雙黃藥的結(jié)構(gòu)式如下：

SSR—O—C—S—S—C—O—R

雙黃藥是一種非離子型的多硫化合物，為極性捕收劑，它在酸性介質(zhì)中穩(wěn)定，在堿性特別是強(qiáng)堿性介質(zhì)中會(huì)分解成黃藥陰離子。

4ROCSS-+O2+2H2O=2ROCSS-SSCOR+4OH-

即溶液中同時(shí)存在黃藥陰離子和雙黃藥。

雙黃藥在浮選中的作用，有如下觀點(diǎn)：

a）黃藥對(duì)硫化礦的捕收只是在礦物表面發(fā)生電極反應(yīng)生成雙黃藥時(shí)才有效；

b）雙黃藥與硫化礦物表面可直接發(fā)生反應(yīng)；

c）在硫化礦表面可發(fā)生黃原酸和雙黃藥的共吸附。

黃藥的捕收性能(collectpropertyofxanthate)

取決于烴基(hydrocarbonchain)的長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)及親固基的性質(zhì)。①非極性基(non-polargroup)烴鏈越長(zhǎng)，黃藥的捕收能力越強(qiáng)。%c戊基丁基丙基乙基甲基非極性強(qiáng)，色散力強(qiáng)，覆蓋層越厚，疏水性越強(qiáng)。

對(duì)戊基以上的長(zhǎng)烴鏈黃藥而言，異構(gòu)體(isomer)的捕收能力不如正構(gòu)體強(qiáng)；而常用的短烴鏈黃藥，異構(gòu)體的捕收能力比正構(gòu)體好些。②極性基(親固基)與其作用活性的關(guān)系。與極性基負(fù)二價(jià)活性硫原子的關(guān)系更為密切。

S2-的特點(diǎn)是：離子半徑很大(1.84?)，極化率很高。它易和一些具有較強(qiáng)極化力和本身又容易被極化變形的金屬陽離子(重金屬離子heavymetalion和貴金屬離子preciousmetalion)相結(jié)合，并形成比較牢固的化學(xué)鍵(chemicalbond)。

a)黃藥與堿土金屬(alkalineearth)子(如Ca2+、Mg2+、Ba2+等)反應(yīng)生成的黃原酸鹽易溶。即黃藥在由堿土金屬離子組成的礦物(如方解石calcite、螢石fluorite、重晶石barytine)表面不能形成牢固的吸附膜，因此黃藥對(duì)堿土金屬礦物也沒有捕收作用。

b)黃藥與許多重金屬離子(heavymetalion)和貴金屬離子(preciousmetalion)反應(yīng)能生成難溶化合物。如下表所示(p338)：金屬M(fèi)etal乙基黃原酸鹽Ethylxanthate丁基黃原酸鹽Butylxanthate二乙基二硫代磷酸鹽DithiophosphateAu6.0×10-304.8×10-31Cu5.2×10-204.7×10-205.0×10-17Hg1.5×10-381.4×10-401.15×10-32Ag8.5×10-195.4×10-201.3×10-16Pb1.7×10-177.5×10-12Cd2.6×10-142.08×10-161.5×10-10Co5.6×10-13Zn4.9×10-93.7×10-111.5×10-2Fe8.0×10-8Mn>10-2

一般來說，金屬黃原酸鹽越難溶，則其相應(yīng)的硫化礦物越易被黃藥捕收。如Au—Co，溶度積很小，故黃藥對(duì)這些礦物捕收能力強(qiáng)，Zn、Fe、Mn溶度積(solubilityproduct)相對(duì)較大，故黃藥對(duì)這些礦物的捕收能力弱。應(yīng)用：

Ⅰ)捕收金(gold)、銀(silver)等貴金屬和自然銅(copper)；

Ⅱ)捕收有色金屬硫化礦(sulphide)，如黃銅礦(chalcopyrite)、方鉛礦(galena)、閃鋅礦(sphalerite)等；

Ⅲ)捕收硫化后的有色金屬氧化礦，如經(jīng)硫化鈉(sodiumsulfide)硫化后的菱鋅礦(calamine)、白鉛礦(cerussite)等黃藥對(duì)脈石(gangue)硅酸鹽礦物(silicatemineral)、氧化物(oxidate)及堿土金屬鹽類礦物的捕收性能較差，故該藥具有良好的選擇性(selectivity)。黑藥的結(jié)構(gòu)？黑藥的制備方法？常用的黑藥有哪些？有什么特點(diǎn)？黑藥的捕收性能？⑵黑藥(dithiophosphate)

又稱二烴基二硫代磷酸酯。結(jié)構(gòu)式為：ROROPSSMe(H,Na或NH4)制法：

由醇(alcohol)或酚(phenol)與五氧化二磷(phosphorouspenroxide)反應(yīng)制得：

4ROH+P2S5=2(RO)2PSSH+H2S

其酸式產(chǎn)物為油狀黑色液體，中和成鈉鹽或銨鹽后可制成固體產(chǎn)品。常用的黑藥有：

a)甲酚(cresol)黑藥(二甲酚二硫代磷酸)

是甲酚(cresol)與五氧化二磷(phosphorouspenroxide)混合加熱制得，甲酚黑藥根據(jù)制造時(shí)配方的不同，有以下幾種牌號(hào)：①15號(hào)黑藥：配方中按原料重量計(jì)加入15%P2S5制得，該黑藥起泡性能強(qiáng)，捕收能力弱。②25號(hào)黑藥：加入25%P2S5制得。該黑藥捕收性能強(qiáng)于15號(hào)黑藥，起泡性能弱，較為常用。③31號(hào)黑藥：25號(hào)黑藥中加入6%白藥(thiocarbanilide)制得。

b)銨黑藥(ammoniumdithiophosphate)（正丁基二硫代磷酸銨）是正丁醇(butanol)與P2S5按4:1配比，先合成二丁基二硫代磷酸，然后通往氨氣(freeammonia)中和后制得：

4C4H9OH+P2S5=2(C4H9O)2PSSH+H2S

（C4H9O)2PSSH+NH4OH=(C4H9O)2PSSNH4+H2O

是白色、灰色粉末，易溶于水，性能穩(wěn)定，不易變質(zhì)。

丁基銨黑藥適用于銅(copper)、鉛(lead)、鋅(zinc)、鎳(nickel)等硫化礦物的浮選，其特點(diǎn)是弱堿性礦漿中對(duì)黃鐵礦(pyrite)和磁黃鐵礦(pyrrhotite)的捕收性能較弱，而對(duì)方鉛礦(galena)的捕收性能較強(qiáng)。

C)胺黑藥

由P2S5與相應(yīng)胺合成，分子式(RNH2)PSSH，包括苯胺黑藥、甲苯胺黑藥和環(huán)己胺(cyclohexane)黑藥。均為白色粉末，不溶于水。苯胺(aniline)黑藥對(duì)硫化鉛、鋅、銅礦物具有較強(qiáng)的捕收性能，選擇性(selectivity)好，泡沫不粘，但用量較大。

黑藥的捕收性能：

①捕收性能弱于黃藥，但選擇性較好。原因：烴基(alkyl)磷酸鹽的溶解度(solubility)大于相應(yīng)的烴基碳酸鹽(alkylcarbonate)。在實(shí)際生產(chǎn)中黑藥和黃藥配合使用。

②黑藥比黃藥穩(wěn)定。原因：磷酸(phosphoricacid)的酸性比碳酸強(qiáng)，使黑藥在水溶液中比黃藥穩(wěn)定，不易分解失效，故可用于酸性浮選。③黑藥不象黃藥那樣容易氧化。但遇到銅、鐵等易還原的高價(jià)金屬陽離子可長(zhǎng)時(shí)間與空氣接觸可受熱時(shí)，部分黑藥也會(huì)氧化成雙黑藥。黃藥(xanthate)黑藥(dithiophosphate)相同點(diǎn)烴基RC2~C5C2,CH3C6H4,C4鍵合原子—S-—S-差異點(diǎn)中心核4價(jià)C5價(jià)P與S-鍵能C—SS—Me<P—S>S—Me捕收能力較強(qiáng)較弱選擇性較黑藥差較好化學(xué)穩(wěn)定性較黑藥差較穩(wěn)定黑藥的應(yīng)用？

黑藥的應(yīng)用(application)：①與黃藥應(yīng)用相同；②選擇性強(qiáng)。對(duì)閃鋅礦(sphalerite)、黃鐵礦(pyrite)捕收能力弱，可用于多金屬分離(separation)，從閃鋅礦(sphalerite)

、黃鐵礦(pyrite)中分離出方鉛礦(galena)、黃銅礦(chalcopyrite)。③可在酸性介質(zhì)(aciditymedium)中使用。硫氮類捕收劑的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)？硫氨酯類捕收劑的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)？⑶硫氮類捕收劑（烴基二硫代氨基甲酸鹽）

sodiumdihydrocarbyldithiophosphateNRRCSSNaR：C2H5

乙硫氮R：C4H9

丁硫氮特點(diǎn)：捕收能力比黃藥、黑藥強(qiáng)，對(duì)FeS2捕收能力弱，一般與黃藥配合使用在硫化礦浮選中。對(duì)黃鐵礦的捕收能力較弱，故硫化礦浮選中具有較好選擇性。

⑷酯類捕收劑(estercollectors)①黃藥的酯類捕收劑②烴基硫代氨基甲酸酯(alkyldithiocarbomateester)ORCSSR`NRCSOR`NRCSSR`HH烴基一硫代氨基甲酸酯烴基二硫代氨基甲酸酯Z-200的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)？Z-200：O-異丙基，N-乙基-硫代氨基甲酸酯NC2H5COC3H7HSOC3H7CN—C2H5Smineral特點(diǎn)：通過螯合作用(chelation)與礦物發(fā)生作用，故捕收能力強(qiáng)，特別對(duì)鉛鋅礦物(leadandzincminerals)具有很強(qiáng)的捕收能力，但對(duì)黃鐵礦(pyrite)的捕收能力較弱。故是多金屬硫化礦選廠的良好選擇性捕收劑(selectivecollectors)。該藥劑在國(guó)外廣泛使用，但在國(guó)內(nèi)用的相對(duì)較少。

（5）其它硫代化合物類捕收劑

R-SH硫醇(thio-alcohol)或硫酚(thio-phenol)SC6H5—NH—C—NH—C6H5白藥(硫代二苯脲)thiocarbanilideNSCSHNCSHNR噻唑硫醇咪唑硫醇①都有-SH(巰基)，均可作為硫化礦捕收劑。②R—SH較黃藥捕收能力強(qiáng)，但難聞，未能推廣。③白藥難溶于水，使用不便，已不使用。硫代化合類捕收劑的作用機(jī)理是什么？(6)硫代化合物類捕收劑的作用機(jī)理

早期見解：

20世紀(jì)50年代提出了化學(xué)假說(chemicalhypothesis)和吸附假說(adsorptionhypothesis)，而后當(dāng)認(rèn)識(shí)到氧和氧化作用的重要性后，又提出：1）氧對(duì)黃藥與硫化礦物相互作用有影響，提出半氧化假說(half-oxidizinghypothesis)和半導(dǎo)體見解(quasi-conductorviewpoint)，即礦物適度輕微氧化對(duì)浮選有利，而深度氧化對(duì)浮選不利；2）雙黃藥(dixanthate)的作用；3）黃藥與重金屬離子的生成物對(duì)硫化礦物(sulphideminerals)的捕收作用；4）黃藥及其產(chǎn)物在硫化礦物表面吸附固著形式多樣化。

①化學(xué)假說(chemicalhypothesis)：認(rèn)為黃藥與硫化表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物的溶度積(solubilityproduct)越小，反應(yīng)越易發(fā)生，即認(rèn)為黃藥與硫化礦物表面的作用，類似于溶液中所發(fā)生的一般化學(xué)反應(yīng)。

PbS]PbS+O2PbS]PbSmOn+X-PbS]Pb(X)2

該假說的作用：

a)解釋了黃藥離子在方鉛礦(galena)表面固著的事實(shí)；b)解釋了黃藥對(duì)不同硫化礦物發(fā)生選擇性(selectivity)作用。

②吸附假說(adsorptionhypothesis)

：

認(rèn)為黃藥與硫化礦物的作用不是一般的化學(xué)反應(yīng)，而是黃藥陰離子與礦物表面陰離子(OH-)發(fā)生了離子交換吸附(ionexchangeadsorption)，如果溶液中黃藥離子與礦物表面金屬離子的濃度超過吸附溶度積(solubilityproduct)時(shí)，黃藥離子就能在礦物表面發(fā)生吸附，也有人認(rèn)為黃藥分子在礦物表面發(fā)生吸附。MMMMMMSSSSSSH2OMMMMMMSSSSSSOHOHOHHHHX-MMMMMMSSSSSSXHHHXX

③半氧化假說(或稱溶度積觀點(diǎn))(half-oxidizinghypothesis)：

認(rèn)為氧可使礦物表面形成半氧化狀態(tài)，有利于黃藥類捕收劑進(jìn)行反應(yīng)，因而提高礦物可浮性。主要觀點(diǎn)：

1）完全沒有氧化的硫化礦物由于其溶度積很小，所以不能直接與黃藥作用；

2）經(jīng)適度輕微氧化后生成介于硫化物與硫酸鹽的一些中間產(chǎn)物(-SxOy)，這些中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)入溶液后，可提高礦物表面晶格金屬陽離子化學(xué)鍵力的不飽和性，促使黃藥與晶格金屬陽離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成溶度積很小的捕收劑金屬鹽，提高黃藥陰離子的化學(xué)吸附活性，使礦物可浮。

3）過分氧化的硫化礦物，晶格外層甚至深部的S將完全或絕大部分都被氧化成SO42-離子，雖然礦物表面易和黃藥起化學(xué)反應(yīng)生成黃原酸鹽，但由于重金屬硫酸鹽溶解度大，極易從礦物表面溶解脫落，故黃原酸鹽也極易從礦物表面脫落，使礦物可浮性變壞，即水化超過氧的積極作用，使氧的有利因素轉(zhuǎn)化成不利的因素。MMMMMMSSSSSS氧化前晶格MMMMMMSSSSSSOOOO硫氧化成SO42-的硫化物晶格MMMMMMSSSSSSO42-XXXSO42-溶解后的硫化物表面。過度氧化時(shí)，內(nèi)層也生成MSO4，與礦物晶格的鍵斷開，成為新相，黃藥難以在表面吸附。近代見解：①化學(xué)吸附(chemicaladsorption)機(jī)理輕微氧化CO32-交換交換吸附多層吸附PbS+2O2

PbSO4PbSO4+CO32-PbCO3+SO42-PbSO4SO42-PbCO3+2X-PbX2+CO32-Pb(OH)22OH-②電化學(xué)氧化(galvano-chemistricaloxidize)（雙黃藥見解）機(jī)理

當(dāng)?shù)V物在溶液中的靜電位(restpotential)大于黃藥氧化成雙黃藥的可逆電位(reversiblepotential)時(shí)，黃藥能氧化成雙黃藥(dixanthate)在礦物表面吸附，反之，則生成金屬黃原酸鹽(metalxanthate)。

如在硫化礦表面存在兩個(gè)相互獨(dú)立的電化學(xué)反應(yīng)：

a)2X-=X2+2e-X-被氧化

b)1/2O2+H2O+2e-=2OH-O2被還原即2X-+1/2O2+H2O=X2+2OH-

黃藥氧化成雙黃藥的平衡電位可以測(cè)定，硫化礦物在該溶液的靜電位（電極電位）也可測(cè)定，所能斯特(Nernst)公式：

如果礦物在溶液中的靜電位大于黃藥氧化成雙黃藥的平衡電位Eh，則生成X2，反之生成MX。脂肪酸及其皂類捕收劑的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)？3.2.4有機(jī)酸類(烴基含氧酸類或氧化礦)捕收劑(organicacidscollectors)⑴脂肪酸及其皂(fattyacidsanditssoap)性質(zhì)：①烴基長(zhǎng)度為C12~C17。結(jié)構(gòu)中的羰基(carbonyl)極性(polarity)強(qiáng)，與水分子作用能力強(qiáng)，故短碳鏈無捕收能力。②溶解度(solubility)小。故使用時(shí)要用有機(jī)溶劑溶或乳化使用，也可采用皂化后使用或加溫使用(20~30℃)③臨界膠束濃度(criticalmicelleconcentration,CMC)。即捕收劑達(dá)CMC時(shí)能形成膠束。臨界半膠束濃度(criticalhemi-micelleconcentration,HMC)，開始形成半膠束時(shí)的濃度，為浮選的起始濃度。RCOOH（Na,K）④在水溶液中解離。在強(qiáng)酸性(strong-acid)條件下主要以分子(molecule)形式存在，中性(neutral)及堿性(alkalinous)條件下以離子(ion)形式存在，一定濃度時(shí)存在膠束，分子離子共存。⑤與堿土金屬(alkalisoilmetal)生成難溶化合物(insolublecompound)?！z束(三維)Micelle(3D)膠束(二維)Micelle(2D)半膠束Hemi-micelle脂肪酸分子結(jié)構(gòu)脂肪酸及其皂類捕收劑的應(yīng)用？應(yīng)用(application)①含堿土金屬陽離子的極性鹽類礦物(polarsaltsmineral)。如方解石(calcite)、螢石(fluorite)、重晶石(barite)、白鎢礦(scheelite)等；②氧化礦物(oxideminerals)。如赤鐵礦(hematite)、氧化錳(manganeseoxide)等；③活化后的硅酸鹽礦物(silicateminerals)。鈣鎂離子(calciumandmagnesium)活化后礦物④可溶性鹽(solublesalts)。如巖鹽(halite)、硼礦物(boronmineral)等；應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的問題：藥劑具有起泡性；選擇性(selectivity)差，故應(yīng)嚴(yán)格控制用量，或與調(diào)整劑(regulator)搭配使用；溶解性差，加溫浮選。常用的脂肪酸及其皂類捕收劑有哪些？各有何特點(diǎn)？烴基磺酸鹽和硫酸鹽的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)？常用的脂肪酸及其皂：①油酸(oleicacid)和油酸鈉(sodiumoleate)

(C17H33COOHC17H33COONa)應(yīng)用：由于價(jià)格貴，主要用于試驗(yàn)研究。一般用于稀有金屬(raremetal)選別及螢石(fluorite)等含鈣礦物的浮選。浮選溫度≥14℃。②塔爾油(talloil)。是一種不飽和脂肪酸，是堿法造紙廢液中提取的。具有強(qiáng)起泡性、捕收能力強(qiáng)、選擇性差。③氧化石臘皂(oxidizedparaffinwaxsoap)。捕收能力差、起泡性較弱、經(jīng)常與塔爾油混用。④環(huán)烷酸(naphthenicacid)和堿渣(alkalicinder)。石油工業(yè)副產(chǎn)品，用于磷灰石(apatite)和赤鐵礦(hematite)浮選中。⑵烴基磺酸鹽(hydrocarbylsulfonates)和烴基硫酸鹽(hydrocarbylsulphates)(RSO3NaandRSO4Na)為烴類油(hydrocarbon-typeoil)或醇(alcohol)+濃硫酸(concentratedsulfuricacid)制得。特點(diǎn)：起泡性較好，捕收能力不強(qiáng)，選擇性好。酸性介質(zhì)中的浮游性較好。耐硬水，溫度對(duì)其影響小。羥肟酸鈉的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)？甲苯砷酸的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)？⑶羥肟酸鈉(sodiumhydroximicacid)CRNONaOHR:C7~C9特點(diǎn)：對(duì)赤銅礦(cuprite)、氧化鐵(ferricoxide)、鋁土礦(bauxite)及某些稀土(rareearth)礦物具有良好捕收性。⑷甲苯胂酸(toluenearsonicacid)CH3AsOHOOH特點(diǎn)：可回收細(xì)泥中錫石(cassiterite)，但成本較高，污染環(huán)境，難以推廣。RA系列捕收劑的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)？(5)RA系列捕收劑

RA系列陰離子反浮選捕收劑是以脂肪酸及石油化工副產(chǎn)品等為原料經(jīng)改性制成的，現(xiàn)已有RA315、515、715、915等多個(gè)品種供應(yīng)，已成功用于調(diào)軍臺(tái)、齊大山、東鞍山、舞陽、胡家廟等多個(gè)紅礦選礦廠，RA系列藥劑捕收能力強(qiáng)，選擇性好，其分選效率及用量可與胺類等陽離子捕收劑相媲美，對(duì)礦泥有較好的耐受性，是紅礦選礦取得技術(shù)突破的關(guān)鍵因素之一。早在“七五”期間，RA-315藥劑用作鐵礦反浮選，采用弱磁-強(qiáng)磁-反浮選工藝流程選別鞍鋼齊大山鐵礦石獲得成功，為開拓磁選-反浮選工藝流程選別我國(guó)鞍山式紅鐵礦選礦奠定了基礎(chǔ)。RA藥劑第一代產(chǎn)品RA-515第二代產(chǎn)品RA-715第三代產(chǎn)品RA-915RA/B組合藥劑RA-925、RA945等第一階段脂肪酸改性第二階段脂肪酸代用品第二階段引進(jìn)非離子型極性結(jié)構(gòu)組合產(chǎn)品歧化產(chǎn)品A藥+B藥RA-915改性RA系列藥劑的提級(jí)和改性研究過程

式中，R1—R—R2為烴基結(jié)構(gòu)（包括烷基和芳基，結(jié)構(gòu)中有飽和鍵和不飽和鍵，有直鏈也有支鏈）；M為原料分子中的親礦物基團(tuán)；M1、M2為經(jīng)化學(xué)反應(yīng)引進(jìn)的活性基團(tuán)。

RA-315的結(jié)構(gòu)模型如下：

R1RR2M1MM2RA系列捕收劑的結(jié)構(gòu)模型：R1RR2ClCOOHX

RA-315是用脂肪酸類物質(zhì)為基礎(chǔ)原料進(jìn)行氯化反應(yīng)加工改性制得的，它具有如下特點(diǎn)：1）由于脂肪酸原料本身是一組復(fù)雜的混合物，當(dāng)它與氯化劑進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，既發(fā)生加成反應(yīng)、又發(fā)生取代反應(yīng)及其他副反應(yīng)，所以制得的反應(yīng)產(chǎn)物是一組更多組分的混合物，由于混合藥劑的協(xié)同效應(yīng)而提高了藥劑的捕收性能；2）由于在氯化反應(yīng)烴基結(jié)構(gòu)上引進(jìn)了氯原子活性基團(tuán)，而提高了藥劑的選擇性。X為原料的另一活性基團(tuán)。

RA-515和RA-715是由化工副產(chǎn)品為原料，經(jīng)氯化等反應(yīng)制得。兩種藥劑的化學(xué)成份基本一樣，不同之處在于：1）反應(yīng)物（原料）配比及工藝操作有所不同；2）藥劑產(chǎn)品濃度不同。RA-515藥劑成有效成分為70%，RA-715為98%以上。制取RA-515和RA-715的主體原料為化工副產(chǎn)品，即有機(jī)羧酸類與小部分脂肪酸混合物，其他原料為氯化劑、催化劑和少量添加劑，制取工藝流程如下圖所示。

RA-515和RA-715的結(jié)構(gòu)模型如下：

主體原料預(yù)處理氯化反應(yīng)催化劑氯化劑添加劑后處理皂化反應(yīng)產(chǎn)品包裝R1RR2ClCOOHM2

活性基團(tuán)在烴基上的位置及其數(shù)量直接影響了它們的選礦性能，因此在制取過程中必須嚴(yán)格控制反應(yīng)物料的配比和操作條件。

RA-915是RA系列捕收劑的第三代，主要是針對(duì)貧細(xì)、難磨和難選鐵礦物的浮選而研制的，用RA-915選別舞陽鐵礦石的工業(yè)試驗(yàn)和祁東鐵礦石的擴(kuò)大連選，均比RA-515和RA-715更好。制取RA-915的原料與RA-515和RA-715不同，主要原料為非脂肪酸類化工副產(chǎn)品，其它原料為氯化劑、氧化劑、催化劑和少量添加劑。制取工藝流程如下圖所示。

RA-915的結(jié)構(gòu)模型如下：

R1RR2Cl

MOH

氯基、羥基等活性基團(tuán)的引入提高了藥劑活性同時(shí)還能與礦物形成環(huán)狀螯合物而提高了其捕收性能。主體原料預(yù)處理氯化反應(yīng)氧化劑催化劑氯化劑后處理皂化反應(yīng)產(chǎn)品包裝氧化反應(yīng)袁家村鐵礦石RA-915實(shí)驗(yàn)室浮選閉路（驗(yàn)證）試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)號(hào)捕收劑用量（g/t）產(chǎn)品名稱試驗(yàn)結(jié)果（%）產(chǎn)率鐵品位鐵回收率Ⅰ粗選550精選150精礦56.0266.4486.96尾礦43.9812.4813.04浮選給礦100.0042.80100.00Ⅱ粗選600精選200精礦52.1067.4282.09尾礦47.9016.0017.91浮選給礦100.0042.79100.00

RA-925是對(duì)RA-9系藥劑（RA-915）進(jìn)行改性，通過添加增效劑，引進(jìn)非離子型絡(luò)合結(jié)構(gòu)，能適合于在常溫（25℃）和較低溫度（20℃）條件下進(jìn)行浮選的藥劑。RA-925對(duì)袁家村浮給“標(biāo)樣”的閉路試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)號(hào)浮選溫度（℃）捕收劑用量(g/t)產(chǎn)品名稱試驗(yàn)結(jié)果（%）產(chǎn)率鐵品位回收率Ⅰ25RA-915粗選700精選200精礦53.7065.3282.15尾礦46.3016.4217.85浮選給礦100.0042.70100.00Ⅱ25RA-925粗選700精選200精礦55.7066.5085.12尾礦44.9314.2614.80浮選給礦100.0043.02100.00Ⅲ20RA-925粗選750精選250精礦55.4965.9685.24尾礦44.5114.2414.76浮選給礦100.0042.94100.00

RA/B組合藥劑，是由RA和RB兩種藥劑組合在一起用于鐵礦選礦而不必再添加燒堿、淀粉和石灰等其他藥劑。其中RA藥劑為捕收劑，根據(jù)選礦廠需要選用RA-9系藥劑中的一種與RB藥劑組合使用。RB藥劑為調(diào)整劑。

RA/B二種藥劑用常溫自來水?dāng)嚢枧渲萍纯伞＿m于在常溫（25℃左右）礦漿中使用。這樣礦漿可以在不加溫或少加溫的情況下進(jìn)行浮選，它可大量節(jié)省能耗和降低選礦成本，從而獲得可觀經(jīng)濟(jì)效益。RA/B組合藥劑用于本鋼南芬鐵礦的擴(kuò)大連選試驗(yàn)結(jié)果（階段磨礦—弱磁—強(qiáng)磁選—反浮選工藝流程）

（RA-915）

藥劑組合試驗(yàn)結(jié)果（%）RA-915NaOH玉米淀粉石灰RA-915產(chǎn)品名稱產(chǎn)率鐵品位鐵回收率強(qiáng)磁精礦30.9265.2160.51浮選精礦15.2067.1230.62混合精礦46.1265.8491.13磁選尾礦44.294.716.25浮選尾礦9.597.042.62綜合尾礦52.885.498.87給礦100.0033.32100.00RA/BRA藥RB藥強(qiáng)磁精礦30.9265.2160.51浮選精礦15.4467.2531.61混合精礦46.3665.8991.16磁選尾礦44.294.716.25浮選尾礦9.357.442.09綜合尾礦53.645.198.34給礦100.0033.32100.00四種藥劑組合兩種藥劑組合RA系列藥劑生產(chǎn)廠藥劑名稱對(duì)難選程度的適應(yīng)性已推廣應(yīng)用的選礦廠例藥劑生產(chǎn)廠藥劑廠生產(chǎn)規(guī)模RA-515(笫一代產(chǎn)品)易選礦(齊大山鐵礦石)鞍鋼調(diào)軍臺(tái)選廠鞍鋼齊大山選廠長(zhǎng)沙鞍山大規(guī)模生產(chǎn)RA-715(笫二代產(chǎn)品)－般難選礦(東鞍山鐵礦石)鞍鋼東燒廠唐鋼司家營(yíng)選廠長(zhǎng)沙武漢大規(guī)模生產(chǎn)RA-915(笫三代產(chǎn)品)難選礦(袁家村鐵礦石)安鋼紅山選廠太鋼袁家村選廠武漢祥輝選礦公司湘潭祥輝藥劑公司大規(guī)模生產(chǎn)RA-925(改性產(chǎn)品)常溫選礦及特難選礦(鄂西、湘西、酒鋼、昆鋼、云、貴、川黔等特難選鐵礦石)待推廣應(yīng)用于：(己做連選)太鋼袁家村選廠酒鋼選廠湘潭祥輝藥劑公司批量生產(chǎn)RA/B(組合藥劑)常溫選礦及特難選礦(侍定)待推廣應(yīng)用于：(己做連選)太鋼袁家村選廠本鋼南芬選廠湘潭祥輝藥劑公司試生產(chǎn)

RA系列捕收劑的選礦工業(yè)試驗(yàn)和工業(yè)應(yīng)用情況藥劑名稱工業(yè)應(yīng)用實(shí)例選礦工業(yè)試驗(yàn)工業(yè)應(yīng)用情況浮選工業(yè)試驗(yàn)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果精礦品位/%尾礦品位/%RA-315鞍鋼調(diào)軍臺(tái)選礦廠65.338.70優(yōu)于脂肪酸藥劑(油酸)優(yōu)于陽離子捕收劑(十二胺)1990年始應(yīng)用情況良好RA-515鞍鋼齊大山選礦廠68.3217.96優(yōu)于MZ-212002年8月至今應(yīng)用情況良好RA-715鞍鋼東鞍山燒結(jié)廠65.4224.52優(yōu)于MZ-212003年8月至今應(yīng)用情況良好鞍鋼胡家廟選礦廠---良好RA-915安鋼紅山選礦廠65.08(綜合指標(biāo))16.80(綜合指標(biāo))優(yōu)于MH-88和RA-7152005年12月至今應(yīng)用情況良好湖南祁東鐵礦選礦廠64.14(連選指標(biāo))16.41(連選指標(biāo))優(yōu)于陽離子捕收劑GE-609待工業(yè)應(yīng)用

RA系列捕收劑的應(yīng)用實(shí)例：①鞍鋼調(diào)軍臺(tái)選礦廠1988年采用弱磁—強(qiáng)磁—反浮選工藝流程選別齊大山鐵礦石時(shí)，采用RA-315作為捕收劑，選別工業(yè)試驗(yàn)獲得鐵精礦品位達(dá)65.33%，回收率高達(dá)80.72%的先進(jìn)水平。隨后1990年后RA-315藥劑被應(yīng)用于鞍鋼新建調(diào)軍臺(tái)選礦廠作鐵礦反浮選捕收劑獲得成功，開拓了赤鐵礦磁選—反浮選工藝流程，為選別我國(guó)鞍山式紅鐵礦奠定了基礎(chǔ)。②齊大山鐵礦選礦廠在2002年7月進(jìn)行了RA-515藥劑的選礦工業(yè)試驗(yàn)，獲得比MZ-21藥劑更好的選別指標(biāo)：鐵精礦品位高達(dá)68.32%，尾礦品位為17.96%。這是目前國(guó)內(nèi)外紅鐵礦選礦達(dá)到的最高指標(biāo)。

③東鞍山燒結(jié)廠比齊大山鐵礦石組成復(fù)雜而且嵌布粒度較細(xì)。根據(jù)東鞍山鐵礦石的特點(diǎn)，2003年7~8月在東鞍山燒結(jié)廠采用磁選—重選—反浮選工藝流程，用RA-715作捕收劑進(jìn)行選礦工業(yè)試驗(yàn)，獲得比MZ-21藥劑更好的指標(biāo)；鐵精礦品位達(dá)65.21%，尾礦品位為24.63%。隨后2003年8月~12月東鞍山燒結(jié)廠繼續(xù)對(duì)RA-715藥劑和MZ-21藥劑進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，在浮選精礦品位相近的情況下，用RA-715的浮選尾礦品位比MZ-21低1.5%，金屬回收率提高1.38%。所以從2004年1月起，RA-715藥劑在東鞍山燒結(jié)廠全面推廣應(yīng)用至今生產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益顯著。④安陽鋼鐵公司舞陽鐵山廟礦石，由于組成復(fù)雜、鐵品位低、嵌布粒度細(xì)，屬典型的“貧、細(xì)、難磨、難選”紅鐵礦石。2005年11月~12月該礦采用RA-915為捕收劑，采用磁選—重選—反浮選工藝流程進(jìn)行選礦工業(yè)和生產(chǎn)調(diào)試，獲得鐵精礦品位高達(dá)65.08%，尾礦品位為16.51%的良好指標(biāo)。故RA-915藥劑目前在紅山選礦廠投入工業(yè)應(yīng)用，生產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)定并獲得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。MZ系列捕收劑的特點(diǎn)？(6)MZ系列捕收劑

MZ系列捕收劑是馬鞍山礦山研究院研制的新型鐵礦物反浮選捕收劑。它與目前使用的RA-315捕收劑相比，在浮選過程表現(xiàn)出選擇性好、捕收能力強(qiáng)、淀粉用量低、適于較低礦漿溫度、節(jié)約能源且浮選精礦沉降速度快、藥劑配制簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。MZ-21捕收劑主輔原材料來源廣泛，可就近采購(gòu)且質(zhì)量有保障。MZ-21生產(chǎn)屬間歇式，反應(yīng)過程穩(wěn)定，生產(chǎn)工藝可靠，無易燃、易爆及有害氣體產(chǎn)生，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備及儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備無特殊要求，生產(chǎn)中的能耗低于RA-315，排放的三廢量極小，且新產(chǎn)生的污染物可直接回收利用或處理后達(dá)標(biāo)排放，具備工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)條件。鞍鋼集團(tuán)鞍山礦業(yè)公司齊大山選礦廠將MZ-21與RA-315進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明，用MZ-21代替RA-315，玉米淀粉集中加至粗選，可使浮選作業(yè)精礦品位提高0.49%，浮選作業(yè)尾礦品位上升0.04%，車間綜合精礦品位提高0.18%，綜合尾礦品位不變。通過對(duì)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)、藥劑消耗和蒸汽消耗的綜合分析，年效益可達(dá)294.9萬元以上。但MZ-21與RA-515相比，在提高精礦品位方面，RA-515略佳，因此目前齊大山選礦廠又用RA-515替代了MZ-21。對(duì)比結(jié)果如下表所示。捕收劑原礦品位%精礦品位%尾礦品位%回收率%RA-51529.0166.8211.7672.16MZ-2129.0166.6411.6872.43MH系列捕收劑的特點(diǎn)？(7)MH系列捕收劑

尖山鐵礦采用MH-80陰離子捕收劑對(duì)其磁鐵礦石采用陰離子反浮選試驗(yàn)研究，考察了調(diào)整劑NaOH用量、抑制劑玉米淀粉用量、活化劑CaO用量和捕收劑MH用量對(duì)浮選試驗(yàn)結(jié)果的影響，并進(jìn)行了浮選時(shí)間、浮選濃度和浮選溫度的條件試驗(yàn)，進(jìn)一步進(jìn)行了開路、閉路流程和連選試驗(yàn)。研究表明，尖山鐵礦以MH為捕收劑采用單一陰離子反浮選工藝進(jìn)行提鐵降硅效果良好，磁選鐵精礦品位65.5%，SiO2含量為8%左右，可以選出69.01%，SiO2含量為3.77%，產(chǎn)率93.75%，回收率98.40%的優(yōu)質(zhì)鐵精礦粉。進(jìn)一步將該工藝投入工業(yè)生產(chǎn)，最終生產(chǎn)出精礦品位69%以上，SiO2含量小于4%的鐵精礦產(chǎn)品，綜合經(jīng)濟(jì)效益巨大。

河南舞陽鐵山廟鐵礦使用MH-88特效捕收劑，解決了鐵山廟礦石脈石礦物的浮選難題。捕收劑種類的選擇試驗(yàn)中，MH-88捕收劑比其它捕收劑對(duì)脈石礦物有較好的可浮性，選擇性也比其他捕收劑較佳，通過小型試驗(yàn)和連續(xù)試驗(yàn)證明了這些優(yōu)點(diǎn)。MH-88原料來源廣泛、加工容易、無毒，使用也很方便。MG捕收劑的特點(diǎn)？(8)MG捕收劑武漢理工大學(xué)研究的MG捕收劑，其主要特點(diǎn)是常溫使用效果良好，該藥劑在山西騰飛礦業(yè)公司和奔騰礦業(yè)公司應(yīng)用2年以上，其正常使用溫度為20~25℃，最低使用溫度可達(dá)到15℃，但此時(shí)藥劑用量加大。以騰飛礦業(yè)公司鐵礦MG捕收劑反浮選為例?？傻玫骄V品位含F(xiàn)e65.18%,回收率92.71%，與原捕收劑相比，回收率提高了7.62%，尾礦品位降低9.96%,浮選溫度由原來的35℃降到20~25℃。使用表明MG是良好的常溫反浮選捕收劑。2009年武漢理工大學(xué)對(duì)MG藥劑進(jìn)行進(jìn)一步完善改性，引入活性基團(tuán)，使MG的捕收能力得到了大幅加強(qiáng)，藥劑用量比原來降低了50%。在司家營(yíng)礦業(yè)公司現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)改性后的MG捕收劑MG-2浮選赤鐵礦，當(dāng)給礦品位為Fe38.60%，精礦可達(dá)TFe68.0%~66.0%，滿足公司對(duì)鐵精礦的技術(shù)指標(biāo)要求，而用量?jī)H為原藥劑用量的50%。MG-2和RA-715開路浮選司家營(yíng)礦的結(jié)果比較KS系列捕收劑的特點(diǎn)？(9)KS系列捕收劑KS系列陰離子反浮選用捕收劑是針對(duì)脈石礦物為綠泥石等硅酸鹽礦物而設(shè)計(jì)研制的，藥劑具有一定的分散性，故具有選擇性好的優(yōu)點(diǎn)。合成是分二步，第一步先合成助劑，然后助劑再與其它添加劑合成捕收劑。KS－Ⅱ的結(jié)構(gòu)為：KS－Ⅱ在對(duì)鞍山齊大山選廠混磁清的實(shí)驗(yàn)室浮選和工業(yè)浮選表明，該藥與生產(chǎn)用藥相比，藥劑用量不變，在保證精礦品位的同時(shí)，可使浮選作業(yè)尾礦品位降低1.17個(gè)百分點(diǎn)，目前已在齊選廠全面推廣應(yīng)用，09年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益1036.64萬元。

RCHCH2OHCOOHKS－Ⅱ的合成過程：

KS-Ⅱ與LKY捕收劑選別鞍山赤鐵礦的閉路試驗(yàn)結(jié)果KS－Ⅲ藥劑的特點(diǎn)是既有陰離子基團(tuán)（羧基和磺酸基），又有陽離子基團(tuán)（氨基），故是一種兩性捕收劑，三個(gè)極性親固基與石英表面活化離子鈣可以形成六環(huán)螯合型絡(luò)合物，從而增加藥劑的選擇性和捕收性能，降低尾礦品位。藥劑結(jié)構(gòu)中R基團(tuán)的碳原子數(shù)為14～18。KS－Ⅲ在東鞍山燒結(jié)廠進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，結(jié)果表明，與生產(chǎn)用藥相比，藥量基本相同，浮選精礦品位提高了0.27個(gè)百分點(diǎn)，浮選尾礦降低了0.36個(gè)百分點(diǎn)。新藥劑已在東鞍山燒結(jié)廠全面推廣使用，2009年獲得的經(jīng)濟(jì)效益284.10萬元。2010年1月24日遼寧省科學(xué)技術(shù)廳委托鞍山市科技局對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了科技成果鑒定，全體專家均認(rèn)為該系列藥劑的研制與應(yīng)用技術(shù)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。RCHCHNH2COOHSO3HKS－Ⅲ的結(jié)構(gòu)為：(10)其它陰離子捕收劑

長(zhǎng)沙礦冶研究院目前研制成功一種RA系列的新藥劑，即A·B組合藥劑，該藥劑的主要特點(diǎn)是：1）配藥時(shí)只要配制A藥（極性非離子型捕收劑）和B藥（新高分子有機(jī)抑制劑）兩種藥劑，而不必加溫配制，節(jié)省了配藥費(fèi)用，從而降低了選礦成本；2）浮選作業(yè)只添加A藥和B藥兩種藥劑，而不必加調(diào)整劑、抑制劑和活化劑，故藥劑制度簡(jiǎn)單，便于工人操作，生產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)定；3）該藥劑比其他藥劑具有更好的選礦性能，指標(biāo)穩(wěn)定。目前正在籌建A·B組合藥劑的生產(chǎn)廠，即將投入工業(yè)應(yīng)用。用SO3將氧化石蠟磺化，使可以在其位引入磺酸根，得到磺化氧化石蠟，再用堿將其皂化，可得到磺化氧化石蠟皂，用于包鋼選礦廠弱磁選鐵精礦反浮選去除氧化礦雜質(zhì)，與氧化石蠟皂相比，在37~38℃時(shí)，選礦效率提高2.97%，藥劑用量降低45%；在22℃時(shí)，選礦效率提高1.35%，藥劑用量降低54%。

東北大學(xué)近年來合成了一種溴代月桂酸DX-1，結(jié)構(gòu)如下：其中R為烴基，為十二個(gè)碳，設(shè)計(jì)低碳的目的是為了提高藥劑的溶解性，使之適于低溫浮選。溫度對(duì)赤鐵礦浮選回收率的影響捕收劑DX-1不僅對(duì)赤鐵礦的捕收效果好，對(duì)反浮選石英也有很好的浮選效果，而且浮選石英不需要活化劑。捕收劑DX-1浮選司家營(yíng)鐵礦石時(shí)，當(dāng)NaOH用量800g/t、淀粉用量為900g/t、捕收劑用量為800g/t、不添加活化劑時(shí)，一次粗選精礦品位為61.44%，精礦回收率為53.63%。捕收劑DX-1用量對(duì)石英浮選回收率的影響

DX-1吸附石英模型分析認(rèn)為，捕收劑DX-1的鍵合原子（具有負(fù)電性的Br、O及帶有負(fù)電荷的O2-）可把石英表面與Si+結(jié)合的OH－從石英表面擠至溶液中，同時(shí)捕收劑DX-1的極性基與石英表面的Si+結(jié)合，并發(fā)生化學(xué)吸附同時(shí)還有部分靜電引力和分子間作用力。

另外東北大學(xué)還合成了一種N-烷基氨基羧酸類化合物DKZ-1，即CH3(CH2)8NHCH2COONa，研究表明該藥劑在30℃時(shí)捕收效果良好，溫度進(jìn)一步升高時(shí)，反而會(huì)使分選指標(biāo)下降。用DKZ作捕收劑時(shí)齊大山鐵礦混磁精的分選效果DKZ藥劑對(duì)石英的吸附模型氫鍵的存在既會(huì)使藥劑在較低溫度下具有較好的捕收能力，也會(huì)因?yàn)闇囟雀卟焕贒KZ-1捕收劑反浮選捕收石英的效果。因?yàn)楦邷貢?huì)造成氫鍵中的氫原子振動(dòng)強(qiáng)烈，從而造成氫鍵的破壞導(dǎo)致藥劑分子對(duì)石英的捕收能力下降。

東北大學(xué)還合成了一種新型捕收劑HD202，該藥劑屬磺酸鹽類藥劑，使用時(shí)與硫酸配合使用。實(shí)驗(yàn)室以齊大山鐵礦混磁精為原料，正、反浮選結(jié)果如下：正浮選反浮選結(jié)果表明，正、反浮選的結(jié)果差異不大，但正浮選的藥劑制度相對(duì)簡(jiǎn)單，所需的礦漿溫度較低。但由于各種原因，現(xiàn)場(chǎng)并沒有推廣應(yīng)用該藥劑。除此之外，東北大學(xué)還研制了新型組合鐵礦捕收劑WM-1，為油酸鈉和自制的一種螯合類捕收劑的組合藥劑，試驗(yàn)研究表明該藥劑與常規(guī)陰離子反浮選對(duì)比，在精礦品位不變的情況下可提高回收率，且低溫性能相對(duì)較好。包鋼選礦廠對(duì)強(qiáng)磁精礦采用GK-68正浮選捕收劑，該藥劑是一種烴基含氧酸類捕收劑，采用反、正浮選工藝，在強(qiáng)磁精礦鐵品位為37.22%的情況下，獲得的最終鐵精礦品位為61.22%，且鉀、鈉含量和硅的含量明顯降低。有機(jī)酸類捕收劑的作用機(jī)理是什么？(11)有機(jī)酸類捕收劑(organicacidscollectors)的作用機(jī)理①物理吸附(physicaladsorption)。通過靜電作用(staticaction)在礦物表面吸附。

如P327圖20-17，十二烷基硫酸鈉(dodecylsodiumsulfate)對(duì)針鐵礦(geothite)浮選與動(dòng)電位(-potential)的關(guān)系。1—用十二烷基硫酸鹽(dodecylsodiumsulfate)為捕收劑(RSO4Na)2—用十二胺(laurylamine)作捕收劑(RNH3+)②化學(xué)吸附(chemiadsorption)。通過化學(xué)鍵合作用吸附。如油酸鈉(sodiumoleate)對(duì)金紅石(rutile)動(dòng)電電位的影響。10-6Ol-10-510-410-3pHζPZC6.7PZC6.7

紅外光譜(infraredspectrometry)測(cè)定表明，油酸(oleicacid)和油酸鈣(calciumoleate)在螢石(fluorite)表面均有吸附，表明藥劑在螢石表面發(fā)生物理和化學(xué)吸附(physicsadsorptionandchemicaladsorption)。③半膠束吸附(hemi-mellece)。在雙電層(doubleelectricallayer)緊密層(sternlayer)吸附。如P352圖21-13，剛玉(corundum)的動(dòng)電電位與十二烷基磺酸鈉(dodecylsodiumsulfonate)濃度的關(guān)系。

剛玉(corundum)表面動(dòng)電電位與電解質(zhì)濃度的關(guān)系

RSO4Na吸附能改變動(dòng)電電位符號(hào)，是一種半膠束吸附(hemi-micelleadsorption)。④離子分子絡(luò)合物(complexcompound)吸附油酸(oleicacid)的溶液化學(xué)(solutionchemistry)RCOOH=RCOO-+H+RCOOH+RCOO-=(RCOO)2H-2RCOO-=(RCOO)22-

可見，ε與CR2H-一致，回收率最大值對(duì)應(yīng)于離子分子絡(luò)合物濃度最大值，故該絡(luò)合物吸附是導(dǎo)致礦物浮選的主要原因。8pHε%胺類捕收劑的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)？3.2.5胺類捕收劑(aminecollectors)主要是NH3的衍生物(derivant)。第一胺RNH2用的較多。⑴性質(zhì)(property)①難溶于水，常用C8~C18胺，溶于酸中使用。②屬長(zhǎng)烴鏈捕收劑，能形成半膠束吸附(hemi-micelleadsorption)。十二胺的CMC=1.3×10-2mol/L。③對(duì)pH值較敏感。酸性條件下以氨離子形式存在，堿性條件下主要以分子形式存在。RNH2(l)+H2O=RNH3++OH-k1=4.3×10-4RNH2(s)+H2O=RNH3++OH-k2=8.6×10-9RNH2(s)=RNH2(l)k3=2×10-5酸性介質(zhì)中以RNH3+為主，pH=10.6時(shí)，RNH3+=RNH2，pH>10.6時(shí)，生成RNH2(s)，以RNH2為主。胺類捕收劑的應(yīng)用和作用機(jī)理？⑵應(yīng)用(application)①硅酸鹽礦物(silicateminerals),如石英(quartz)、綠柱石(beryl)、鋰輝石(spodumene)、云母(mica)等。②菱鋅礦(ZnCO3),smithsonite。③鉀鹽(KCl),potassiumsalts。⑶作用機(jī)理(mechanismofaction)①靜電物理吸附(staticphysicsadsorption)；P327圖20-17：1-用十二烷基硫酸鹽

(dodecylsodiumsulfate)

為捕收劑(RSO4Na)2-用十二胺(laurylamine)作捕收劑(RNH3+)②

半膠束吸附(hemi-micelleadsorption)

；③離子分子共吸附(ion-moleculeco-adsorption)；

共吸附的作用：使極性基間的排斥力(repellingforce)減??；促進(jìn)半膠束形成；胺與中性分子醇共用顯著改善浮選效果。所以對(duì)于該類捕收劑，當(dāng)其濃度小時(shí)，在礦物表面發(fā)生靜電吸附(staticadsorption)，當(dāng)濃度達(dá)一定值時(shí)，發(fā)生半膠束吸附，當(dāng)濃度進(jìn)一步增加，在礦物表面發(fā)生離子分子共吸附。++++++++————④化學(xué)吸附(chemicaladsorption)。與礦物金屬離子發(fā)生鍵合作用。如菱鋅礦smithsonite(ZnCO3)對(duì)胺的吸附。浮選ZnCO3的pH值為10.5~11.0，溶液中存在足夠的胺分子RNH2，其中:N的孤對(duì)電子能與礦物表面鋅離子生成絡(luò)合物(comple