浮選藥劑及其作用原理

關(guān)于浮選藥劑及其作用原理第1頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三捕收劑的作用是能選擇性地作用于礦物表面并使之疏水。捕收劑包括黃藥、黑藥、乙硫氮、Z—200、羧酸、胺類等。第2頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三起泡劑的作用是能使空氣在礦漿中彌散，增加分選氣液界面，并能促使氣泡在礦化，提高升浮過程中氣泡的機械強度。常用的起泡劑有2#油和醚醇。第3頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三抑制劑的作用是削弱或消除捕收劑與礦物的相互作用，從而降低或惡化礦物可浮性的一類藥劑。常用的抑制劑有CaO、Na2S、Na2O·mSiO2、ZnSO4等。第4頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三活化劑的作用是增強或促進捕收劑與礦物的相互作用，從而提高礦物可浮性。常用的活化劑有Cu2+、Ag+、Pb2+、Ca2+、Ba2+、HF、Na2S、NaHS、草酸（HOOC—COOH）等。第5頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三pH值調(diào)整劑的作用是調(diào)整促進浮選藥劑作用的條件，改善礦物表面性質(zhì)、礦漿離子組成。常用的pH值調(diào)整劑有H2SO4、

CaO、NaSO4等第6頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三絮凝劑的作用是促使微細粒團聚沉降。常用的絮凝劑有聚丙烯酰胺。第7頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三2.2捕收劑及其作用原理2.2.1捕收劑的結(jié)構(gòu)與分類捕收劑的種類很多，按其離子性質(zhì)可分為陰離子型、陽離子型、兩性型和非離子型；按其應(yīng)用范圍可分為硫化礦捕收劑、氧化礦捕收劑、非極性礦物捕收劑和沉積金屬的捕收劑。常用的硫化礦捕收劑有黃藥、黃藥衍生物、黑藥、白藥、苯并噻唑硫醇、苯并咪唑硫醇、苯并嗯唑硫醇等。氧化礦捕收劑主要有脂肪酸及其鈉皂、烷基磺酸鹽、烷基硫酸鹽、磷酸酯、砷酸酯、脂肪胺及其鹽、松香胺、季銨鹽、二胺及多胺類化合物、兩性表面活性劑等。油類捕收劑，如煤油、柴油等。第8頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三親水基（親固基）疏水基（親氣基）第9頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三2.2.2硫化礦捕收劑特點：S原子（二價）組成親固基，疏水基分子量小，可得黃藥、黑藥、氨基硫代甲酸鹽、硫醇、硫脲等酸相應(yīng)的酯類，形成硫基化合物捕收劑。硫基為親固基第10頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三

親固基親氣基親固基能有選擇性的吸附在礦物表面。親氣基易于與氣泡粘附。第11頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三氣泡捕收劑捕收劑捕收劑第12頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三2.2.3黃藥類捕收劑黃藥的結(jié)構(gòu)：

SR—O—CS—MeR可以是C2H5、C3H7、C4H9親固基疏水基第13頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三黃藥的性質(zhì)：1.固體粉末。需配成溶液加入浮選作業(yè)。2.易燃、易潮解。需在密封、陰涼的條件下保存。3.易被氧化。需分批加藥。第14頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三第15頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三氧氣對黃藥分解的影響鼓進氧氣時間（小時）乙黃藥異丙基黃藥正丁基黃藥異戊基黃藥氧化(%)分解(%)氧化(%)分解(%)氧化(%)分解(%)氧化(%)分解(%)0無無無無無無無無10.71.01.31.00.41.00.01.121.62.04.11.00.42.00.01.732.02.05.91.00.43.00.02.542.03.07.91.00.43.80.03.652.03.08.42.00.44.40.04.062.03.08.83.00.44.70.04.0第16頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三親固基疏水基第17頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三黃藥的捕收機理據(jù)測定，有的礦物表面生成化合物MeX，如輝銻礦、方鉛礦、輝銅礦等，有的生成X2（雙黃藥）如黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等，也有MeX和X2共存的如銅藍。第18頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三黃藥在浮選工藝中的消耗分配在浮選礦物上形成疏水性薄膜；造成礦漿必需的濃度；和礦漿中存在的離子發(fā)生反應(yīng)，形成不溶性鹽類。此外，礦泥大量存在時，由于其吸附作用，要消耗一部分黃藥。要指出的是，用黃藥浮選礦物時并不需要在礦物上形成單分子層的完全覆蓋。第19頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三黃藥的衍生物雙黃藥是一種良好的硫化礦捕收劑，浮選硫化礦時，其選擇性比黃藥強，特別適宜在低pH值環(huán)境下使用，它對沉淀金屬的捕收性能也比黃藥強。雙黃藥基本上是不溶于水的油狀液體，可直接使用。它在酸性介質(zhì)中比黃藥穩(wěn)定。第20頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三用雙黃藥浮選黃銅礦時，選擇性比黃藥好，在pH=8.5時對黃銅礦的浮選，用丙基雙黃藥與乙基黃藥相比較時，前者的回收率為99%，銅精礦的品位為28.5-30%，后者的回收率為97-99%，銅精礦的品位為24%，雙黃藥對黃鐵礦的捕收能力弱，從而提高了黃銅礦的浮選指標和選擇性。第21頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三常用的Z-200藥劑是指（異丙）乙硫氨酯。性質(zhì)：穩(wěn)定，常溫下為油狀物，不溶于水，通常添加至球磨機中使用，是銅礦物、鋅礦物的捕收劑。在酸性介質(zhì)中比較穩(wěn)定，有較強起泡性，用藥量少（15-30g/t）;第22頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三Z-200是選擇性良好的銅礦物捕收劑，價格為丁黃藥的3～4倍。是銅鋅硫化物的有效捕收劑。但是，它在銅礦物表面吸附不牢固，多次精選容易脫落。與黑藥1：1混合使用效果最好。第23頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三黑藥的性質(zhì)15#、25#黑藥是黑綠色的油狀液體，故稱為黑藥。部分黑藥是白色粉末。黑藥在水中的溶解度小，銨黑藥或鈉黑藥在水中的溶解度大，本身含酚具有起泡性。黑藥比黃藥穩(wěn)定，在酸性礦漿中不如黃藥那樣易分解，也難氧化，在一定條件下可以氧化成雙黑藥。第24頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三乙基鈉黑藥25#黑藥第25頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三黑藥是硫化礦捕收劑，捕收力弱于黃藥，但選擇性優(yōu)于黃藥，特別是對黃鐵礦捕收力弱，但對銅、鉛、鋅、鉍等硫化礦有較強的捕收能力。例如對某多金屬硫化礦，含銅、鉛、鋅、鉬、鉍、鐵等硫化礦，先用煤油和25#黑藥做捕收劑，將銅、鉛、鋅、鉬、鉍的硫化礦優(yōu)先浮出。煤油是輝鉬礦捕收劑，黑藥是銅、鉛、鋅、鉍等硫化礦的捕收劑。粗選尾礦再用CuSO4活化，用黃藥浮黃鐵礦。第26頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三乙硫氮——SN9#是白色晶體，無味，易溶于水及酒精，在空氣中能吸潮分解、變質(zhì)。乙硫氮很不穩(wěn)定，甚至在弱酸性介質(zhì)中也會發(fā)生分解，所以不能在酸性介質(zhì)中使用。硫氮類捕收劑的捕收性能與黃藥相似，但選擇性比黃藥要好。一般黃藥用量比乙硫氮要多幾倍到幾十倍。第27頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三對銅、鉛金屬硫化物有較強捕收能力，對黃鐵礦的捕收能力弱，因此廣泛用于銅硫分離作業(yè)。浮選速度快，可以在較高的pH值下發(fā)揮作用，少用浮選槽，實踐中采用淺刮泡，勤刮泡、高堿度、低循環(huán)、低消耗等混合措施，效果最好。第28頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三第29頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三2.2.4非硫礦礦類捕收劑脂肪胺的合成最早在1850年。1920年第一次用于浮選硫化銅，1933年用于浮選硅酸鹽。由于制造成本問題，直到1950年后大規(guī)模應(yīng)用于浮選工業(yè)。胺類捕收劑作為陽離子捕收劑，它可用于以下礦物的分選：磷灰石中分選硅酸鹽分選鉀、鈉鹽氧化鐵礦分選石英砂其它硅酸鹽或石灰石中分選云母長石中分選雜質(zhì)第30頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三低級胺在常溫下為液體，長鏈胺為白色固體。胺在水中的溶解度隨著碳鏈的增長而減小，短鏈胺可溶于水，長鏈胺幾乎不溶于水，但能溶于酒精、乙醚、醋酸和HCl溶液中。使用時用鹽酸、醋酸或起泡劑配成乳狀液使用。第31頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三可浮石英及其它硅酸鹽。石英與鐵礦分離、磷灰石中分選石英，重晶石、菱鎂礦中石英的分選。第32頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三浮選可溶性鹽KCl。從含有NaCl或MgCl2的巖鹽中選出KCl。從鉀石鹽中使氯化鉀與氯化鈉分離：用脂肪胺（C7-C18）為捕收劑可以浮選氯化鉀，氯化鈉留在尾礦中；用脂肪酸類陰離子捕收劑，泡沫產(chǎn)物為氯化鉀；使用高級脂肪胺鹽酸鹽浮選氯化鉀，礦降pH值及固液比對回收率及品位影響不大。第33頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三用于含石英的氧化鐵礦（赤鐵礦和磁鐵礦）的反浮選，鐵礦物的抑制劑可以為氫氧化鈣、苛性淀粉、堿或者少量的硫化鈉。第34頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三脂肪酸（COOR）及其皂的親固基COO-中存在一個羧基,從而造成親固基有較大的極性和水分子的作用能力較強。第35頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三有機酸及其皂有三方面來源

:動植物油脂經(jīng)水解而得到的飽和及不飽和脂肪酸的混合物，工業(yè)副產(chǎn)品,如造紙工業(yè)所得的副產(chǎn)品-塔爾油；有機合成產(chǎn)品,如氧化石蠟、氧化煤油、石油磺酸鹽等。第36頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三實際中用有機酸及其皂浮選下列一些礦物

:含堿土金屬陽離子的極性鹽類礦物,如:方解石(CaC03)、螢石(CaF2)、重晶石(BaS04)、白鎢礦(CaW04)、菱鎂礦(MgC03)、白云石(CaC03MgC03)和磷灰石等。有色金屬氧化礦物,一般是碳酸鹽和硫酸鹽類,如:孔雀石和白鉛礦等。第37頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三氧化礦物,如:赤鐵礦、氧化錳和菱鐵礦等。經(jīng)活化的硅酸鹽類,未被活化的硅酸鹽不能被有機酸及其皂浮選,經(jīng)活化后表面吸附Ca2+、Mg2+、Fe2+等金屬離子才能被有機酸浮選。易溶于水的含堿和堿土金屬的可溶性礦物,如:鹽巖、硼礦物。第38頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三使用該類捕收劑時還要注意

:有機酸及其皂都是表面活性物質(zhì),有強烈的起泡性

;用量要嚴格控制,適宜時有選擇性,過多時將失去選擇性;要有調(diào)整劑的良好配合,常配合使用蘇打或蘇打與水玻璃合用;礦漿溫度影響較顯著,一般宜在30℃進行浮選。第39頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三2.2.5非硫化礦物捕收劑的作用機理脂肪酸能依靠靜電作用吸附在帶正電的礦物表面

,同時油酸鈉在礦物表面也可以發(fā)生化學吸附,即通過極性基與礦物表面金屬陽離子進行化學吸附甚至發(fā)生化學反應(yīng)形成沉淀。這兩種形式對礦物的浮選行為起著決定性的作用。胺類依靠靜電作用吸附在帶負電的礦物表面。第40頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三親水基（親固基）疏水基（親氣基）

COO-或NH3+R第41頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三脂肪酸類捕收劑作用機理COO-+R++++++++++第42頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三脂肪酸類捕收劑作用機理NH3+R---------第43頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三2.2.6非極性油類捕收劑非極性烴類油的主要成分為脂肪烴、脂環(huán)烴和芳香烴。主要包括：煤油、柴油、變壓器油、焦油。非極性烴類油化學活性差，在水中不解離成離子、溶解度小、疏水性強，對呈分子鍵的、天然疏水性強的礦物表面具有良好的吸附性能（也是捕收機理）。第44頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三礦物表面疏水性越好，在其表面的吸附量越多;吸附時，與礦物表面不發(fā)生化學反應(yīng)，只能以物理吸附的形式固著到礦物的表面。由于只能以物理吸附的形式吸附到礦物表面上，烴類油只能作為天然可浮性較好的礦物的捕收劑（輝鉬礦、石墨、天然硫、滑石、煤）。因其難溶于水，實際上是以油滴形式存在于水中，故其用量較大。第45頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三2.2.7兩性捕收劑羥肟酸是一種具有良好選擇性和捕收性的氧化礦捕收劑，它對鈦鐵礦、錫石、氧化銅等都有良好的捕收性。它可以用于螢石、鎢錳礦、孔雀石（氧化銅）、赤鐵礦、針鐵礦、錫石、鈦鐵礦、鈮鐵礦等的浮選。第46頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三酸羥肟酸堿第47頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三2.3起泡劑及其作用機理2.3.1起泡劑起泡劑：能促使在介質(zhì)中形成大量大小適宜和具有一定穩(wěn)定性泡沫的物質(zhì)。這些具有起泡作用的物質(zhì)稱為起泡劑。種類（具有起泡性能）：醇、酚、酮、醛、醚、酯、酸等有機異極性物質(zhì)。第48頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三起泡劑一般應(yīng)是具有適宜結(jié)構(gòu)的有機異極性物質(zhì)，由兩部分組成:一端為極性基,親水;另一端為非極性基,親氣。起泡劑能在氣一液界面上定向吸附和排列,起泡性能決定于極性基和非極性烴基的性質(zhì)。第49頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三松油是最早的天然起泡劑,主要成分為α–萜烯醇(C10H17OH)。松油為淡黃色或棕色液體,密度0.9~0.95，起泡能力較強。2號油即松醇油

,是我國選礦廠應(yīng)用最廣泛的一種起泡劑。占起泡劑總用量的95%以上。2號油為淡黃色油狀液體,密度0.9~0.91g/cm3主要成分為α–萜烯醇含量40%～60%,高者可達80%,其余為萜烯類化合物。起泡性能較松油稍弱，泡沫稍脆,無捕收能力，組成和性質(zhì)較穩(wěn)定。第50頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三極性基非極性基第51頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三2.3.2起泡劑起泡過程的作用原理氣泡極性基非極性基第52頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三防止氣泡兼并相互排斥第53頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三增大氣泡機械強度第54頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三2.4調(diào)整劑及其作用2.4.1抑制劑及抑制作用機理1.溶去原有的捕收劑油膜

CN-第55頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三2.將捕收劑離子由礦物表面排除抑制性親水膜第56頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三3.吸附于無捕收處親水膠粒第57頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三4.清除活化膜

PbS（疏水膜）PbSO4

（親水膜）

O2第58頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三硫化鈉和其他可溶性硫化物（如NaHS）是有色金屬氧化礦的活化劑,但用量過多時被活化的礦物又被抑制。硫化鈉可以抑制大多數(shù)硫化礦物。硫化鈉主要有以下用途：1.多金屬硫化礦混合精礦的脫藥。2.銅-鉬分離時用于抑制黃銅礦及其他硫化物，用煤油浮選輝鉬礦。3.銅一鉛混合精礦的分離。第59頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三ZnSO4用于抑制閃鋅礦（ZnS）CaO用于抑制黃鐵礦（FeS）SO2用于抑制閃鋅礦和黃鐵礦亞硫酸用于抑制閃鋅礦（同時可以活化銅礦）水玻璃用于抑制石英和硅酸鹽脈石重鉻酸鉀（鈉）用于抑制方鉛礦和方解石淀粉用于抑制赤鐵礦和磁鐵礦第60頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三2.4.2活化劑及其活化作用機理1.生成活化膜

NaSPbS第61頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三2.活化離子吸附

Ca+

第62頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三3.消除親水膜第63頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三氯化鎂、氯化鈣、鐵鹽可以活化石英硫酸銅可以活化閃鋅礦和黃鐵礦硫化鈉或硫化鈣可以活化白鉛礦和孔雀石第64頁，講稿共73頁，2023年5月2日，星期三2.4.3pH值對浮選過程的影響1.直接或間接地影