浮选药剂中捕收剂捕集作用规律性的探讨1(1).ppt
浮选药剂中捕收剂捕集作用规律的探讨,一、序言二、规律的探讨三、原子对映规律四、适用范围和实例五、利用这一规律可以解释的问题六、讨论七、结语,一、序言,浮选是近代选矿的重要方法之一,特别是矿石由于逐渐贫化和矿物的细粒嵌布,并要求加强资源的综合利用,都希望能利用浮选来处理。浮选工艺的研究,主要是寻求经济有效的药剂。,一、序言,1925年凯勒（Keller）和路易斯（Lewis）用黄药在浮选中作为捕收剂。,图1 黄药（黄药学名烃基黄原酸盐或烃基二硫代碳酸盐）,一、序言,1926年韦特沃斯（Whitworth）提出黑药专利图 2 黑药（black catching agent）,一、序言,与黄药相比，黑药的浮选性质有两个主要特点：(1)捕收力较低，选择性较高，特别是对硫铁矿捕收力较小，故在含硫化铁高的铜及铅锌硫化矿浮选中用作优先浮选捕收剂，可以得到较好质量的精矿，同时许多种黑药对金的捕收性能较好；(2)稳定性好，可以在较低pH值下使用不致被迅速分解。,二、规律的探讨,选矿药剂中常用的捕收剂有200种左右，按照不同的极性基加以分类，主要有以下几种类型：1.黄药类2.黑药类3.疏基化合物4.羧酸及松脂酸、环烷酸类5.硫酸盐类及磺酸盐类6.有机磷胂类药剂7.阳离子胺类8.络合捕收剂,二、规律的探讨,从结构分析，典型的捕收剂必需具备：一个憎水基，一个极性基。憎水基指向气泡，极性基吸附于矿物表面，这可用RX来表示，或以图表示如下：憎水基的长短影响憎水性的强弱，而极性基则决定吸附的选择性。在离子型捕收剂中，极性基吸附于矿物表面，主要是化学吸附形成化学键，这已成为红外光谱分析所证实。,二、规律的探讨,例：一个黄原酸盐的离子与方铅矿作用，黄药离子吸附于矿物表面形成黄原酸铅。用结构示意图表示：,二、规律的探讨,我们若以 表示两相界面,即 则可以发现,在界面Pb原子的两侧，都具有相同的S原子，有着镜相对映的关系，而乙基黄药是方铅矿的有效捕收剂。,二、规律的探讨,推而广之，多种硫化矿对乙基黄药，在它的界面金属原子的两侧，都具有相同的对映的S原子，黄药对它们都是有效的捕收剂。,三、原子对映规律,捕收剂分子中的极性基与被浮选的矿物具有对映的原子（或原子团）的，将是有效的捕收剂。这就是浮选中捕收剂与矿物作用之间的原子对映规律，简称之为“原子对映规律”。,四、适用范围和实例,1.黄药类 黄药类捕收剂常用的有乙基、丙基、异戊基、丁基黄药及其他高级黄药，其非极性基R的变化、长短、异构，对药剂溶解度、疏水性强弱，有一定的影响，这符合有机化学的观点，一定结构对分子有一定的影响。他们都含有极性基，他们是硫化矿的良好捕收剂。这类药剂包括他们的钠盐、钾盐：硫氮9号：,四、适用范围和实例,通式：其中Me为金属原子 被浮选的硫化矿：方铅矿PbS、辉铋矿Bi2S3、辉钨矿WS2、黄铁矿FeS2、硫镉矿CdS、闪锌矿ZnS、硫钴矿Co3S4、硫锰矿MnS、褐硫锰矿MnS2、辉铜矿Cu2S、铜兰CuS、黄铜矿CuFeS2、硫镍矿NiS、辰砂HgS等等。,四、适用范围和实例,2.黑药类 例：甲醛 相同类型的品种有15号、25号、30号黑药，环烷酸黑药（弗斯弗腾），丁基按黑药等,，也是硫化矿的有效捕收剂，我们在界面金属原子的两侧，也找到具有对映的硫原子。,四、适用范围和实例,3.含SH疏基捕收剂 含疏基化合物有硫醇、硫酚，他们都是硫化铜类矿物的很好捕收剂。庚硫醇捕收硫化矿 硫酚、苯骄琉基噬唑浮选硫化铜,四、适用范围和实例,一些硫醇类，都是闪锌矿的有效捕收剂，例：N二丁基2硫醇基乙胺盐酸盐N（2硫醇基乙基）苯胺盐酸盐N丁基一双（2硫醇基乙基）一胺N（2硫醇基乙基）N甲基苯铵盐酸盐S（2硫醇乙基）邻氨基硫酚,四、适用范围和实例,4.羧酸类 这类捕收剂的极性基团为，解离成。这类药剂是氧化矿的典型捕收剂，如油酸在赤铁矿上的吸附：,四、适用范围和实例,又如脂肪酸浮选方解石 这类药剂品种很多，包括各种饱和脂肪酸：庚酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、软脂酸（棕桐酸）、硬脂酸；不饱和酸：油酸、亚油酸、亚麻仁油酸，还包括各种动植物油脂肪酸；人工合成脂肪酸：氧化石蜡、氧化煤油；纸浆废液，塔尔油等，虽然憎水基R 有所不同，只是在性能上有些改变,它们在界面被吸附的离子的两侧,都具有对映的氧原子，都是氧化矿很好的捕收剂。,四、适用范围和实例,对于碳酸盐矿物,利用脂肪酸类型捕收剂,也是有效的。例如十二酸钠浮选碳酸钙,它们不但具有对映的氧原子,而且在界面钙离子的两边,具有对映的原子团 羧酸根。,四、适用范围和实例,图3为利用脂肪酸浮选孔雀石CuCO3Cu(OH)2，使用丁酸到壬酸，它们都是羧基型捕收剂，都具有对映的原子团，符合我们提出的这一规律。,图3 利用脂肪酸类型捕收剂浮选孔雀石,四、适用范围和实例,5.硫酸盐和磺酸盐类 这一类药剂的结构，极性基为 这类化合物极性端为氧，可以浮选氧化矿，对硫酸盐矿物的浮选效果更好。,四、适用范围和实例,例：黑尔比赫利用十二烷基硫酸盐浮重晶石、天青石等，如图4。,图4 十二烷基硫化钠对几种矿物的浮选,从图4可以看出，两种具有对映硫酸根的矿物，回收率最高。,四、适用范围和实例,1980年富井奎司报导用十六烷基硫酸钠浮选硫酸沿矿，如图5：,图5 十六烷基硫酸钠浮选硫酸铅矿,四、适用范围和实例,6.有机麟坤类药剂 这类常用的有烷基膦酸，苯乙烯膦酸，甲苯肿酸,他们是锡石SnO2的有效捕收剂，它们的分子结构中，都含有对映的氧原子。对烷基膦酸来说，最好应该是父磷酸盐矿物；对磷石灰石、方解石、白云石三种春矿物进行捕收性能试验，实验用容积为25毫升的小浮选机进行，矿样3克，搅拌三分钟，温度为262C，实验结果如图6：,四、适用范围和实例,图6 十二烷基膦酸钠对磷石灰、方解石、白云石三种纯矿物的捕收性能试验,五、利用这一规律可以解释的问题,1.黄药对多金属硫化矿,为什么难以分选？因为它们都具有对映的硫原子，黄药都是它们的捕收剂，所以难以分选。2.黄药不是氧化矿的有效捕收剂，因为它们不具有对映的原子。3.被硫化了的矿物，可以用黄药浮选。因为用硫化钠或其他硫化剂进行硫化后，使其表面生成了硫化物，引进了对映的硫原子。4.脂肪酸类捕收剂对氧化矿都可以浮，但选择性不好。,五、利用这一规律可以解释的问题,例如：对白铅矿进行硫化如图,图7 白铅矿对黄药的吸附,1为用 Na2S 16毫克/升处理的2为用 Na2S 16毫克/升处理的3、4为未经硫化钠处理的白铅矿样品,六、讨论,1.“原子对映规律”可以适用于大部分的捕收剂，已如上所述。但对于离子型捕收剂胺类，以及非离子型药剂，此规律不能适用。因为胺类作用，基本上是物理吸附，不能形成化学键。2.对于络合型捕收剂以及酯类，还有待进一步研究。3.白药呈白色片状结晶，微溶于水，在水中成互变异构性式：只有酸性型式SH易与矿物表面相作用，具有较好的选择捕收作用，符合以上规律,六、讨论,4.有人认为硫化矿必先形成氧化表面，才能与黄药起作用。但事实证明硫化矿表面引进氧原子后，用黄药浮选是不利的。5.对一些有色金属碳酸盐，可以用矿化剂硫化后，用黄药浮选。6.“原子对映规律”是从化学结构来观察药剂与矿物二者之间的关系，可以试用分子轨道来讨论。,七、结语,本报告提出：浮选中捕收剂与矿物作用之间的原子对映规律。即捕收剂分子中极性基与被浮选的矿物，具有对映的原子（或原子团）的，将是有效的捕收剂。简称之为“原子对映规律”。,谢谢大家,
