螯合捕收剂在浮选中的应用
综 述
螯合捕收剂在浮选中的应用
刘文刚 魏德洲 周东琴 朱一民 贾春云
(东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳,110006)
摘 要 近年来,螯合捕收剂的发展取得了飞速进步,一些研究及实践的资料证明,螯合捕收剂的浮选性能与它们的螯合特性密切相关。本文从配位原子、捕收性能、捕收机理、药剂组合使用、工业应用等方面,总结了近十年来螯合捕收剂的研发现状,并指出了存在的主要问题。
关键词 螯合捕收剂 配位原子 药剂组合使用 工业应用
在浮选药剂发展过程中,第一代混合捕收油早已过时,第二代离子型水溶性捕收力强的浮选药剂(如黄药、黑药等)已经历了70余年,越来越无法满足目前世界范围内日渐贫、细、杂矿石的浮选分离要求。近年来,人们都把注意力转向第三代非离子型高选择性浮选剂上,特别是螯合捕收剂更以其卓越的选择性深受人们关注〔1〕。因为金属螯合物比普通的离子型和共价型金属盐更稳定,长期以来将螯合剂当作选择性更好的捕收剂,并且,它们似乎可以代替常规的捕收剂,从已知的分析化学中的分离金属方法也可以看出这一点〔2,3〕。
螯合捕收剂必须至少有两个原子同时与同一个金属原子配位,这些原子通常是O、N和S。配位物质提供的这些给予体原子称为“配位体”。如果单个配位体分子或离子不只有一个原子与金属离子配位,便使其自身围绕中心原子弯曲成螯状,形成复杂的环状结构,称为“螯合物”。根据配位体在带正电的金属离子周围配位区域内的配位数目是三、四、五、六,将其相应地称作三元环、四元环、五元环和六元环〔4〕。
螯合类捕收剂有供电子原子(如硫、氮和氧、有时也包括磷)组成的碱性官能团或酸性官能团,碱性官能团是含有能与金属阳离子反应的未配对电子的原子,其中重要的有:-N H2(胺)、-N H(亚氨基)、-N=(无环或杂环叔氮)、=O(羰基)、-O-(酯或醚)、-N=OH(肟)、-OH(脂肪醇)、-S-(硫醚)、-PR2(取代膦基)等;酸性基团丢失一个质子而与金属原子配位,主要有-COOH(羧酸)、-SO3H(磺酸)、-PO(OH)2(磷酸)、-OH(烯醇和酚基)、=N -OH(肟)或-SH(硫醇和硫酚)。
从实际应用的角度考虑,螯合捕收剂在矿物表面形成的螯合物必须具有很小的溶度积,而且能使矿物表面具有足够的疏水性〔5〕。
1 结构明晰的螯合捕收剂
111 O-O型螯合捕收剂
中南大学蒋玉仁等〔6〕开发合成了一种新型廉价螯合捕收剂COBA,并研究了它对一水硬铝石和高岭石的捕收活性、结构-性能关系及作用机理。结果表明,COBA对一水硬铝石的捕收能力强,而对高岭石的捕收能力弱,具有比水杨羟肟酸更好的选择性,其性能差异主要是由极性基结构差异即电负性、拓扑连接指数、断面尺寸和疏水性所引起的。研究者认为,COBA对一水硬铝石的捕收机理,主要是极性基中羧基-COOH的O原子、羟肟基-C(O) N HOH中>C=O的O原子和-N HOH的O原子通过化学成键与矿物表面原子形成了两环螯合物。
王明细、蒋玉仁等〔7〕用COBA与油酸钠混合捕收剂对黑钨矿进行了浮选试验研究,在捕收剂用量为3?10-5mol/L时,黑钨矿的回收率能达到90%;增加捕收剂用量至5?10-5mol/L时,黑钨矿的回收率为9911%;单用油酸钠时,药剂用量达8?10-5 mol/L时,回收率才达到90%。可见添加COBA可明显减少捕收剂用量,说明COBA对黑钨矿有很好的捕收性能。
CF捕收剂是北京矿冶研究总院的研究工作者用CF法浮选柿竹园黑白钨矿使用的药剂,其主要成分是N-亚硝基-N-苯胲铵盐。它除了对柿竹园粗、细粒黑白钨矿具有较强的捕收能力外,对萤石和方解石也具有较强的选择性,目前已成功地应用于柿竹园黑白钨矿浮选生产中,并已建成100t/a的药剂生产基地〔8〕。
谭欣等研究了CF捕收剂对氧化铅锌矿的捕收能力〔9〕,结果表明,CF是菱锌矿和白铅矿的有效捕收剂,对方解石、白云石、石英和褐铁矿具有良好的选择性,以螯合剂CF为捕收剂、六偏磷酸钠和硫酸锌盐化水玻璃为抑制剂,在常温和自然p H值的矿浆中,采用硫化-浮选法就能较好地实现氧化铅锌矿物与方解石、白云石、褐铁矿和石英的浮选分离。研究人员运用吸附量、ζ-电位、红外光谱〔10〕、电负性和X射线光电子能谱等手段〔11〕,验证了CF与氧化铅锌矿的作用机理为:CF中的O-、O=与矿物表面上的金属离子螯合而形成O-O型五元环表面配合物。
鞍钢集团鞍山矿业公司研究所化工室的朱玉珍〔12〕将不同的分子结构基团经过一系列化学反应,配制成Q-618捕收剂,并研究了其对东鞍山易选和难选矿石的捕收性能,结果表明,Q-618型组合浮选剂在硬水中选别东鞍山的难选、易选矿石所得的指标较使用现场药剂的好,可替代塔尔油、氧化石蜡皂,特别是在软水介质之中,通过选别易选矿和27m、40m、53m的难选矿石得到的平均指标为精矿品位62168%,回收率82141%。同时Q-618还具有用药量少、捕收能力强、对浮选温度不敏感、调整剂用量少、精矿泡沫较脆、矿石适应性强等特点。
林强,王晓玲等〔13〕按照分子设计原理合成了α-肟基乙基磷酸二乙酯(LNO1)、α-肟基乙基膦酸二丁酯(LNO2)、α-肟基乙基膦酸二己酯(LNO3)、α-肟基乙基膦酸二苯酯(LNO4)、α-肟基苄基膦酸二乙酯(LNO5)5种α-肟基磷酸酯类化合物,并从量子化学、基团电负性等方面研究了它们捕收性能,结果表明,α-肟基磷酸酯化合物对铜、铅、锌的硫化矿物的捕收性好,而对黄铁矿、毒砂的捕收能力弱,它特别适用于Cu-As、Cu-Pb的浮选分离。在这5种化合物中,LNO2的浮选分离效果最为突出;综合捕收能力和选择性,LNO4、LNO5也有突出的效果;LNO1捕收能力稍差,LNO3的捕收能力比LNO2更强,但选择性却不及后者。
在20世纪初就已开始了对羟肟酸类捕收剂的研究,进入20世纪90年代,随着药剂吸附作用机理与浮选特性的深入研究,羟肟酸在稀土矿物的浮选分离中得到了广泛应用。由于羟肟酸对赤铁矿、钛铁矿、红柱石、硅线石、黄绿石、钙钛矿、氟碳铈矿、硅孔雀石等具有较强的选择捕收性能,在稀土矿物浮选中使用羟肟酸捕收剂能有效地从含Ca2+、Ba2+的矿物中分选出稀土矿物〔14〕。
徐金球等〔15〕基于同分异构原理成功合成了新型捕收剂1-羟基-2-萘甲羟肟酸,并应用于稀土矿物的选别。用包钢选矿厂稀土浮选给矿(含REO 10195%)进行的试验结果表明,1-羟基-2-萘甲羟肟酸能有效地捕收稀土矿物,粗选精矿REO品位为37102%,回收率为80110%。这表明,1-羟基-
2-萘甲羟肟酸是一种很有前途的稀土捕收剂。
任俊等〔16,17〕用1-羟基-2-萘羟肟酸浮选氟碳铈矿的研究结果表明,这种药剂对氟碳铈矿有较强的捕收作用,在酸性介质中,氟碳铈矿的上浮率随p H值增大而增加;在碱性较强的介质中,氟碳铈矿的上浮率随p H值增大而降低,其最佳浮选p H值为815～915。浮选回收率与1-羟基-2-萘羟肟酸浓度呈递增关系,浓度低时递增速度较快,浓度为110?10-3mol/L时,氟碳铈矿的回收率可达90%;增大至510?10-3mol/L时,回收浮率趋于95%。研究者通过ζ-电位、吸附作用规律、药剂基团电负性理论及红外吸收光谱测定等手段证实,1-羟基-2 -萘羟肟酸主要是以羟肟基上的两个氧原子与氟碳铈矿表面的Re(Ⅲ)形成了O-C=N-O-Re(Ⅲ) -O五元环的螯合物。
朱一民和周菁等〔18〕研究了萘羟肟酸对黑钨矿的捕收性能和捕收机理,结果表明萘羟肟酸是黑钨矿有效的捕收剂,且它对萤石及石英具有高选择性。
我国生产的羟肟酸主要有H205、环烷羟肟酸、水杨羟肟酸、苯甲羟肟酸和C7-9羟肟酸等,价格偏高是这类捕收剂的最大缺点。改进生产流程,提高产品质量和转化率,降低生产成本是目前生产羟肟酸急待解决的问题〔19〕。
王晖等〔20〕系统地研究了N-辛烷基-B-氨基丙酸甲酯(SF8)的结构与捕收性能,结果表明,SF8在自然p H条件下,对石英和石榴子石的捕收能力很强,而对萤石和赤铁矿的捕收能力很弱,因此可以作为萤石与石英、石榴子石及赤铁矿与石英浮选分离的捕收剂。用SF8浮选分离萤石-石英(1∶1)、萤石-石榴子石(1∶1)人工混合矿,一次选别即可获得含CaF2>99127%、SiO2<0159%、回收率大于89196%的萤石精矿;分离不同配比的萤石-石英-石榴子石三元体系混合矿,一次选别得到含CaF2 98107%～99111%、SiO20143%～1112%、回收率90169%～96147%的萤石精矿;分离赤铁矿-石英(1∶1)混合矿,一次选别获得了含Fe67165%、SiO2 1151%、回收率95184%的高纯铁精矿。ζ-电位、吸附量测定结果表明,SF8在硅酸盐矿物表面是以
静电力为主,并附有氢键的螯合吸附形式。
112 S-N型螯合捕收剂
A?A?西尔克西等〔21〕研究了己基硫代乙胺氯化物(HTA)对黄铁矿和毒砂的捕收性能,在哈里蒙特管和分批试验设备中,用纯矿物和混合矿物进行了p H和捕收剂浓度对浮选效果影响的试验,结果表明,HTA在碱性p H范围具有独特的浮选性能,而黄药在酸性p H范围可很好地回收黄铁矿。探索性试验表明,通过优先浮选黄铁矿,可很好地用HTA 分离黄铁矿和毒砂。哈里蒙特管和丹佛浮选机分离试验证实,在p H=11时,用HTA作捕收剂,不用任何调整剂即可实现毒砂与黄铁矿的分离。
M1Barbaro等〔22〕用5-丁醇醚-2-氨基噻吩钾盐作为捕收剂浮选蓝铜矿的试验结果表明,该药剂是一种有效的蓝铜矿捕收剂,在很窄的p H范围内(p H515～6)浮选效果达到最好,在p H=5时,浮选效果急剧下降。红外光谱研究表明,在浮选条件下,捕收剂中的S、N与蓝铜矿表面的Cu形成了螯合链。
A?M?马拉比里等〔23〕研究了一种新的巯基苯并恶唑类合成药剂5-甲基-2-巯基苯并恶唑(MM2 BO)。实验室及半工业试验表明,该药剂对几种复杂矿石中的硫化铜矿物表现出很强的选择性捕收作用。使用原位傅立叶变换红外技术、吸附试验、动电位测量与哈里蒙德管浮选试验验证了该药剂与纯辉铜矿的作用方式是,氮原子和硫原子形成螯合键,而吸附到辉铜矿表面,而恶唑环上的氧原子则通过因共轭效应释放出的电子螯合。
乙基硫脲CH3CH2N HC(=S)N H2是黄铜矿捕收剂〔24〕,研究结果表明,它与黄铜矿表面作用主要是其分子中的S和N原子与黄铜矿表面的铜原子生成螯合物。
113 N-O型螯合捕收剂
3,5,6-三氯吡啶-2-酚(TCPO)原先作为一种应用广泛的有机化工原料已用于多种精细化工产品的合成。蒋玉仁等〔25〕首次对其开展了浮选性能研究,研究结果表明,TCPO对过渡金属氧化矿有较好的捕收性能,在较高的捕收剂浓度下,矿物的可浮性顺序为孔雀石>赤铁矿>黑钨矿>锡石,对上述四种矿物的有效浮选p H区间为610～810,其分子中键合原子N给出电子与金属形成正配σ键,同时接受金属离子提供的d电子形成反馈π键,与此同时,O原子提供电子与金属离子形成正配σ键和正配π键,反馈π键和正配π键的同时形成产生的协同作用,加强了N、O原子的螯合性能。
114 N-N型螯合捕收剂
苯并三唑(B TA)作为铜矿物的螯合捕收剂〔26〕是由Scott首先发现的,近年来,李军等〔27〕研究了B TA及B TA与丁黄药混用对孔雀石可浮性的影响,结果表明,有机螯合剂B TA与丁黄药混用比二者单用效果好,当丁黄药用量为300mg/L、B TA用量为300mg/L时,孔雀石上浮率可达90%;B TA+丁黄药能有效地浮选分离孔雀石和石英人工混合矿,当丁黄药用量为300mg/L、B TA用量为200 mg/L、p H=1015时,孔雀石上浮率可达85%。115 S-O型螯合捕收剂
黄原酸甲酸酯是从黄铁矿中浮选硫化铜矿物选择性很好的捕收剂,70年前就已经用黄原酸甲酸酯作捕收剂浮选金属硫化矿物,特别是硫化铜矿物〔28〕。P?K?阿克尔曼等评价了在黄原酸基和甲酸酯基位置上的烃基取代基团变化对这类捕收剂浮选黄铜矿、辉铜矿、铜蓝和黄铁矿的影响,结果表明,黄原酸甲酸酯是多数硫化铜矿物的优良捕收剂,它们对矿物的可浮性顺序为:黄铜矿=辉铜矿μ铜蓝μ斑铜矿μ黄铁矿。阿克尔曼等人认为,黄原酸甲酸酯以S、O与矿物表面的金属离子发生螯合作用固着在金属硫化矿物表面上〔29,30〕。
林强等用自己合成的一系列烷基黄原酸甲酸酯多种选矿药剂进行了选矿对比试验,结果表明,这种药剂是从黄铁矿中优先浮选铜矿物的性能优良的高效捕收剂〔31〕。
2 结构不明的螯合捕收剂
B-130是由四川有色冶金研究所研制的一种新型螯合捕收剂,是一种石油化工产品,有固体和液体两种形态,呈强碱性。该药剂原料来源广,价格低廉;燃点、沸点高,运输贮存安全;易溶于水,配制添加方便;无刺激性异味,深受操作人员欢迎。B-130作为氧化铜矿石的新型螯合选矿药剂,其作用特点主要体现在:(1)在浮选过程中,能使矿物表面硫化膜快速、牢固地吸附捕收剂,从而增大难选铜矿物的上浮速度和浮选效率;(2)能排除矿泥对浮选过程的干扰,对孔雀石、假孔雀石等矿物具有较强的选择捕收性能。
汤雁彬等〔32〕通过小型试验、工业试验和工业应用,证实了新型螯合剂B-130在难选氧化铜矿石选矿中的应用效果,该药剂提高难选氧化铜矿石铜回收率10153%。
邱允武等〔33〕将B-130用于桑日铜矿选矿生产中的结果表明,B-130对氧化铜矿物具有较强的捕收能力,它和黄药混用能产生协同效应,与传统硫化-黄药法相比,在铜矿品位相当的情况下,可提高铜回收率6%左右、金回收率11%左右。
昆明冶研新材料股份有限公司研发的KM-109捕收剂是以多种螯合捕收剂和其它助剂按一定比例复配而成的混合药剂,兼有起泡性能,密度约为1020kg/m3,呈淡黄色或红褐色油状液体,使用时可直接滴加。它对黄铜矿具有很好的选择性的捕收能力,对黄铁矿、磁黄铁矿的捕收能力较弱。郑伟等通过试验研究工作证实,在不改变原有生产工艺流程的前提下,仅用KM-109药剂代替常规药剂,可使铜精矿品位和回收率分别提高1112个百分点和3173个百分点〔34〕。另有试验研究结果证明,KM-109的浮选指标比乙、丁基黄药混用时的更优〔35〕。
葛英勇等〔36〕合成了新型高效螯合捕收剂RN-665,并将其应用于浮选东鞍山难选赤铁矿,获得了精矿中铁品位为62105%、回收率达75118%的良好指标。与原捕收剂比较,精矿的铁品位提高了3192%、回收率提高1191%。
3 螯合捕收剂与其他药剂的组合使用
CSFA〔37〕为一种含-OH、-COOH和=N的复合捕收剂,刘开宇等研究了其对氧化锌矿石(水锌矿)的捕收性能,结果表明,CSFA对水锌矿有很强的选择性,当CSFA用量为20g/t、丁黄药20g/t 时,不使用硫化钠,氧化锌及锌的总回收率分别可达79146%和86175%。动电位和红外光谱的测定结果表明,CSFA在水锌矿表面为明显的化学吸附,在脉石矿物方解石和石英表面为较弱的物理吸附;另外,CSFA与丁基黄药对水锌矿的浮选有一定的协同效应。
王毓华用油酸与螯合剂(A或B)组合对锂辉石进行了浮选试验研究,两类螯合剂均为N-O型,可与锂辉石表面的金属离子发生螯合作用,研究结果表明,用该组合药剂不仅可以显著降低药剂成本,而且能提高锂辉石与石英及长石间的分选指标〔38〕。
何晓娟等进行了硫化钠、改型黄药(K D4)与螯合捕收剂W-7联用浮选铜录山低品位高含泥铜矿石的试验研究,从含Cu0196%(铜氧化率98%,结合铜占有率为28%)、Au0175g/t的原矿中,选出Cu品位为30130%、Au23130g/t、铜回收率66109%、金回收率66122%的铜精矿〔39〕。
MOS-2是含C、H、O、S和N等元素的有机物,它的官能团能与含铜硫化矿物表面的金属离子生成稳定的螯合物,试验研究表明,它与丁基黄药混用作捕收剂,可从含铜11589%、含金21155g/t的原矿中,选出含铜201103%、含金241432g/t、铜回收率931394%、金回收率831382%的铜精矿〔40〕。
采用MOS-2和MA-1新型浮选药剂对武山铜矿的矿石进行的小型试验和工业试验结果表明,在不改变工艺流程,不增加选矿设备的情况下,不但提高了铜、金和银的选别指标,还减少了药剂用量,降低了生产成本,可见MOS-2与高级黄药混用适合浮选含金和银的硫化铜矿石〔41〕。另据报道〔42〕,用MOS-2和丁铵黑药混用浮选中条山篦子沟矿石,铜回收率有所提高,并且有效地提高了金银回收率。
冯其明等〔43〕通过单矿物试验和实际矿石试验研究了新型捕收剂BS-4对镍黄铁矿的捕收性能,结果表明,对单矿物,p H为910～1110时,BS-4对镍黄铁矿具有很好的捕收性能。BS-4与丁基黄药混合用药能提高捕收剂的捕收能力;对实际矿石,采用质量比为1∶1的BS-4与丁基黄药作为捕收剂,在加大对蛇纹石抑制作用的条件下,镍回收率为91147%、铜回收率为88104%,动电位测试、矿物表面对药剂吸附量的测定以及对矿物表面与药剂作用产物的红外光谱测定结果表明,BS-4在镍黄铁矿表面的吸附为化学吸附,且与镍矿物表面金属离子形成稳定的螯合物,同时BS-4与丁基黄药混合用药能够增大矿物表面药剂的吸附量〔44〕。
ZH属于S-N类螯合捕收剂,官能团中的S和N原子可与矿物表面的铜离子形成稳定的螯合物,从而在浮选过程中表现出对硫化铜及氧化铜矿物的较好的捕收能力和选择性,王毓华等通过试验得出ZH不论是与黄药还是与Y89组合使用,同黄药或Y89单用时相比,总铜回收率、氧化铜回收率及铜精矿品位均有一定程度提高,说明ZH螯合捕收剂对氧化铜矿有较好的选择捕收能力〔45〕。
4 螯合捕收剂的工业应用
近年来,对螯合捕收剂的研究工作开展的不少,也取得了可喜的成果,关于这方面的文献资料也不少,但真正将螯合捕收剂应用于工业实践的却很少,产生这种现象的主要原因是:1)大部分螯合捕收剂虽然用量少,但价格昂贵;2)传统药剂的发展经过了几百年的历史,性能等各方面相对稳定,而螯合捕收
剂的发展时间尚短,稳定性等仍需进一步研究;3)螯合捕收剂理论仍需进一步完善。
在我国,螯合捕收剂应用比较成功的是柿竹园法。柿竹园钨铋钼复杂多金属矿石中,矿物种类繁多,共生关系密切,属难选矿石,十余年的科技攻关研制成功的以主干全浮流程为基础,以螯合捕收剂为核心的综合选矿新技术———柿竹园法,很好地解决了该矿石的选矿技术难题,并成功地应用于工业生产〔46〕。柿竹园法首创用高效螯合捕收剂混合浮选黑钨矿和白钨矿新工艺中,解决了多年来黑钨矿和白钨矿必须用不同选矿方法分步回收,以及白钨矿与含钙矿物难以浮选分离的世界上公认的两大难题;首次制定并采用了钨细泥浮选新工艺,成功研制出螯合捕收剂CF和GY的工业合成工艺并大批量工业生产和应用。在GY法浮钨新工艺中,用改性水玻璃选择性抑制萤石等脉石矿物,用铅盐活化钨矿物、用新型螯合捕收剂(GY)混合浮选黑钨矿和白钨矿,对混合粗精矿进行加温精选,得到白钨精矿;对精选尾矿用GY捕收剂浮选,得到黑钨精矿,工业试验结果表明,对含WO30147%的原矿,可选出含WO370107%的钨精矿,钨总回收率达到81162%。与733氧化石蜡皂法相比,钨的粗精矿量大为减少,回收率大幅度提高〔46〕。CF〔47〕法浮选钨是在矿浆自然p H值条件下进行,可有效地回收微细粒的黑白钨矿物,工艺流程简单,易操作管理,占用设备少,基础投资低。
5 结 论
通过对螯合捕收剂研究与应用情况的归纳与分析,可以得到以下一些新的认识。
1)螯合捕收剂的配位原子主要是电负性较大的S、N、O等;
2)O-O型螯合捕收剂,即羧酸和酯类捕收剂占了很大比例;
3)与配位原子结合的金属离子主要是W、Cu、Zn、Fe等过渡金属元素;
4)量子化学、配位化学与浮选理论和工艺相结合并辅以红外光谱、X射线光电子能谱等较先进的测试手段,是有关螯合捕收剂研究工作的显著特征;
5)有关捕收性能研究工作开展得很多,但真正用于工业的很少,与其它捕收剂混合使用是扩大螯合捕收剂应用范围、提高经济效益的重要途径;
6)螯合捕收剂的作用机理和螯合捕收原理需要进一步完善。
参考文献
1 林强,王晓玲,王淀佐,一类螯合捕收剂α-肟基磷酸酯的制备及其结构与性能的关系[J].化工冶金,1997,18(4):312-317.
2 富尔斯特瑙DW,等.用螯合剂作为铜矿物的通用捕收剂的研究[J].国外金属矿选矿,2000,(7):27-36.
3 Fuerstenau DW.R,Herrera-Urbina DW.Studies on the applica2 bility of chelating agents as universal collectors for copper minerals [J].Int.J.Miner.Process,2000,58:15-33.
4 任俊.螯合捕收剂浮选稀土矿物[J].国外金属矿选矿,1993,
(6):34-43.
5 阿克尔曼PK,等.用螯合捕收剂作硫化铜矿物和黄铁矿浮选的捕收剂[J].国外金属矿选矿,2000,(1):28-35.
6 蒋玉仁,胡岳华,曹学峰.新型螯合捕收剂COBA结构与捕收性能的关系[J].中国有色金属学报,2001,11(4):703-706.
7 王明细,蒋玉仁.新型螯合捕收剂COBA浮选黑钨矿的研究[J].
矿冶工程,2002,22(1):56-58.
8 朱建光.2002年浮选药剂的进展[J].国外金属矿选矿,2003,
(2):4-10.
9 谭欣,李长根.螯合捕收剂CF对氧化铅锌矿捕收性能初探[J].
有色金属(选矿部分),2002,(4):31-36.
10 谭欣,李长根.CF药剂浮选氧化铅锌矿的作用机理研究Ⅰ.吸附量、ζ2电位和红外光谱研究[J].矿冶,2004,13(3):23-29. 11 谭欣,李长根.CF药剂浮选氧化铅锌矿的作用机理研究Ⅱ.浮选剂基团电负性和X射线光电子能谱研究[J].矿冶,2005,14
(1):24-28.
12 朱玉珍.Q-618捕收剂浮选东鞍山铁矿石的研究[J].中国矿业,2000,9(49):304-307.
13 林强,王晓玲,王淀佐.α-肟基磷酸酯对硫化矿物的捕收性能[J].有色金属,1997,49(3):23-28.
14 车丽萍,余永富,庞金兴,等.羟肟酸类捕收剂在稀土矿物浮选中的应用及发展[J].稀土,2004,25(3):49-54.
15 徐金球,徐晓军,王景伟.1-羟基-2-萘甲羟肟酸的合成及对稀土矿物的捕收性能[J].有色金属,2002,54(3):72-73.
16 任俊,卢寿慈,池汝安.1-羟基-2-萘甲羟肟酸浮选氟碳铈矿作用机理[J].中国有色金属学报,1996,6(4):24-28.
17 Ren J,LUS,SON G S,et al.Anew collector for rare earth mineral flotation[J].Minerals Engineering,1997,10(12):1395-1404. 18 朱建光.1999年浮选药剂的进展[J].国外金属矿选矿,2000,
(3):2-6.
19 朱一民,周菁.萘羟肟酸浮选黑钨矿作用机理研究[J].有色金属,1999,51(4):31-34.
20 王晖,钟宏.一种高效的脱硅浮选捕收剂[J].矿冶工程,1996, 16(3):30-34.
21 西尔克西AA.用已基硫代乙胺作捕收剂从毒砂中浮选分离黄铁矿[J].国外金属矿选矿,2001,(4):19-23.
22 Barbaro M,Urbina R H,Cozza C,et al.Int.J.Process,1997,50: 275-287.
23 马拉比里AM,等.一种新螯合捕收剂与硫化铜矿物的作用机理[J].国外金属矿选矿,1994,(5):27-35.
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图10 竖管高度对重颗粒回收率的影响(间隙宽度
312mm,G s =2168kg/(m 2?s),没有用内环)1-竖管高度2
144m;2-竖管高度4127m
图11 竖管高度对重颗粒质量分数的影响(间隙宽度
312mm,G s =2168kg/(m 2?s),没有用内环)1-竖管高度
2144m;21竖管高度4127m
图12 竖管高度对分选指标的影响(间隙宽度
312mm,G s =2168kg/(m 2?s),U 0=3153m/s ,
没有用内环)
1-竖管高度2144mm;2-竖管高度4127mm
4 结 论
研究了在流化床竖管中根据颗粒密度差别分选
细颗粒的可能性。当流化床的给料质量通量合适时获得了良好的分选效果。试验系统中包括:一个恒定直径和两种不同高度的竖管、可选择的内环和给定的试验混合物。在这些有限的试验条件下,分离
过程无法优化。尽管如此,用流化床竖管作为干式
颗粒分选系统的概念已经建立起来了,下一步需要对其工业应用进行更深入的研究。
(陈 云;李长根)
(060704)
(上接第8页)
24 朱建光.2001年浮选药剂的进展[J ].国外金属矿选矿,2002,
(2):4-11.25 蒋玉仁,曹育才,薛玉兰.TCPO 螯合捕收剂的结构与性能关系
[J ].矿产综合利用,2001,(3):18-22.26 戈保梁,张文彬.氧化铜矿选矿研究进展[J ].云南冶金,1994,
(4):13-18.27 李军,孙克已.螯合剂BTA 浮选孔雀石机理研究[J ].湖南有色
金属,1995,11(3):28-30.28 朱建光.2000年浮选药剂的进展[J ].国外金属矿选矿,2001,
(3):10-16.29 Ackerman PK ,Harris GH ,K limpel https://www.360docs.net/doc/2d13715739.html,e of xanthogen formates
as collectors in the flotation of copper sulfides and pyrite[J ].Int.J.Miner.Process ,2000,58:1-13.30 阿克尔曼PK ,等.用黄原酸甲酸酯作捕收剂浮选硫化铜和黄铁
矿[J ].国外金属矿选矿,2000,(7):22-26.31 林强,朱继生,刘道发,等.黄原酸甲酸酯的合成研制与浮选性
能评价[J ].有色金属(选矿部分),2005,(2):45-46.32 汤雁彬.新型螯合剂B -130提高难选氧化铜矿浮选指标应用
研究[J ].有色金属(选矿部分),2005,(5):44-46.33 邱允武.西藏桑日混合铜矿石选矿试验研究及工业应用[J ].有
色金属(选矿部分),2005,(6):6-9.34 郑伟,李松春,任志伟,等.KM -109捕收剂在铜锡多金属硫化
矿中的试验研究及应用[J ].矿冶工程,2004,24(2):33-35.35 朱建光.2004年浮选药剂的进展[J ].国外金属矿选矿,2005,
(2):5-12.
36 葛英勇,光国光,林祥辉.螯合捕收剂RN -665浮选东鞍山难
选赤铁矿的研究[J ].矿冶工程,2001,21(2):41-4237 刘开宇,张平民,唐有根.CSFA 对锌氧化矿物的捕收性能及其
机理研究[J ].矿冶,2001,10(1):31-35.38 王毓华.新型捕收剂浮选锂辉石的试验研究[J ].矿产综合利
用,2002,(5):11-13.39 何晓娟,郑少冰.铜录山低品位高含泥氧化铜矿直接浮选工艺
试验[J ].矿产综合利用,1999,(3):11-14.40 王升鹤,易智,黄英明,等.MOS -2药剂浮选含金硫化铜矿试
验[J ].有色金属(选矿部分),2001,(3):31～33.41 胡建国.用MOS -2和MA -1混合捕收剂浮选含金硫化铜矿
[J ].矿冶工程,2001,21(2):43-44.42 郭建萍,黄瑞强.几种新药剂应用于篦子沟矿石的试验研究
[J ].有色矿山,2001,30(6):27-30.43 冯其明,张国范,卢毅屏.新型捕收剂BS -4对镍黄铁矿捕收性
能及作用机理[J ].中南工业大学学报,1999,30(3):244-247.44 张国范,卢毅屏,冯其明.金川二矿区富矿石选矿新药剂应用研
究[J ].湖南有色金属,2001,17(5):6-7.45 王毓华,钟宏,冯其明.组合捕收剂浮选低氧化率混合铜矿石实
验研究[J ].矿冶工程,2001,21(3):53-55.46 孙传尧,程新潮,李长根.钨铋钼萤石复杂多金属矿综合选矿
[J ].中国钨业,2004,19(5):8-13.47 张忠汉,张先华,叶志平,等.柿竹园多金属矿GY 法浮钨新工
艺研究[J ].矿冶工程,1999,19(4):22-25.48 肖庆苏,李长根,康桂英.柿竹园多金属矿CF 法浮选钨主干全
浮选矿工艺研究[J ].矿冶,1996,5(3):26-32.
(060701)
铁矿可浮性和浮选捕收剂及其进展
铁矿可浮性和浮选捕收剂及其进展 罗良飞陈雯李文风 （长沙矿冶研究院，长沙 410012） 摘要本文对具有工业价值的铁矿物的可浮选性及其浮选工艺进行了综述。并介绍了铁矿浮选捕收剂近年来研究进展，提出了铁矿浮选捕收剂的研究方向。 关键词 捕收剂可浮性浮选铁矿进展 Iron Floatability and Advance in Flotation Collector Luo Liangfei ChenWen Li Wenfeng (Changsha Research Institute of Ming and Metallurgy，Changsha，410012) Abstract This paper reviewed the floatability of industrial value iron ore and its technology. And introduced the development of the iron ore flotation collector and proposed the research direction of iron ore flotation collector. Key words collector, floatability, floatation, iron, advance 1 引言 随着钢铁工业的高速发展，现代高炉对铁精矿质量要求越来越严格，即铁精品位要求越来越高，杂质含量要求越来越低。因此，铁矿选矿过程中浮选工艺显得越来越变得重要。自鞍山钢铁公司东鞍山烧结厂于1958年开始采用浮选分选铁矿石以来，我国氧化铁矿石选矿技术已经取得长足进步，尤其是在国家十五科技攻关的支持下，鞍山式磁、赤铁矿选矿技术已经达到世界领先水平。长沙矿冶研究院张泾生教授开创并成功应用于鞍钢调军台选矿厂的弱磁—强磁—阴离子反浮选工艺流程已成为此类矿石的经典流程，在我国大中型铁矿山选矿厂如鞍钢齐大山选矿厂、调军台选矿厂、弓长岭选矿厂、太钢尖山铁矿、唐钢司家营铁矿、安钢舞阳铁矿广泛推广应用。 2 铁矿物可浮性及浮选工艺 2.1铁矿物的可浮性 有工业价值的铁矿石可以分为以下五种类型：磁铁矿矿石、赤铁矿及假像赤铁矿矿石、褐铁矿矿石、含钛磁铁矿矿石、菱铁矿矿石[1]。 （1）磁铁矿的可浮性。磁铁矿的天然可浮性比赤铁矿差，浮选速度也比赤铁矿小。因此，通常采用反浮选工艺对脉石矿物进行浮选来提高铁品位，降低杂质含量。正浮选工艺应用相对少。 （2）赤铁矿的可浮性。赤铁矿的可浮性较好，极易被脂肪酸类捕收剂浮选，因此，可以采用抑制脉石矿罗良飞，男，高级工程师，luolfcs@https://www.360docs.net/doc/2d13715739.html,
新型浮选药剂论文
新型浮选药剂论文
一：浮选原理及新型浮选药剂 浮选是利用矿物亲水性的差异而实现矿物分离的方法。易被水湿润的表面称为亲水表面，难被水润湿的表面称为疏水表面。煤各部分的显微组分是不同的，煤粒表面的大部分为非极性区域，部分为极性区域。有机组分的表面主要是非极性区域，矿物杂质等的表面主要是极性区域。 煤粒在水中，其表面的质点和水分子互相极化，从而产生程度不同的水化作用。极性区域的水化作用较强，能生成较厚且较稳定的水化层，从而表现出亲水性。非极性区域的水化作用弱，甚至没有水化作用，表现出疏水性。 浮选时，在搅拌和起泡剂的作用下产生气泡，气泡和煤中的疏水表面相接触时，因水化层较薄容易破裂，结果使气泡和煤中的有机组分黏在一起而上浮。而当气泡和由煤中的矿物杂质构成的亲水表面相接触时，要克服较厚的水化层的阻挡是困难的，故难以使其上浮。 当煤粒表面吸附液相中的离子或分子后，其水化作用的大小程度会变化，故可通过向水中加入药剂的方法来扩大被分离组分间亲水性的差别，并产生大量合适的气泡，促进有机组分的上浮。按其作用可把这些药剂分为两类。其中一类属于起泡剂，它们能在气-液界面上促进气体向水中的扩散，从而生成大量均匀、稳定性好的气泡。另一类属于捕收剂，其主要作用是在固-液相界面上增加有机组分的疏水性，从而使煤粒和气泡结合的更牢固。 捕收剂 浮选是细粒煤泥精选的最为有效的方法，煤泥浮选过程中通常要加入捕收剂来提高煤颗粒表面的疏水性，捕收剂多为煤油、轻煤油，约占80~90%。而这类浮选药剂普遍存在药耗量过大的问题，而且，对于细粒煤含量较多和低变质程度的焦煤，由于其可浮性和选择性更差，因而浮选药剂耗量更大。煤泥浮选中烃类油用量一般在吨干煤泥1~2kg，随着油价上涨，浮选药剂费用将大幅度上升，从而导致浮选成本上升，最终影响到选煤厂的经济效益，近年来，世界各国都在研制新型高效的浮选药剂，以求降低成本，提高精煤产率。以下是新型捕收剂的种类。 第一类：ZNX-0711捕收剂 ZNX-0711捕收剂是一种新型煤泥浮选捕收剂具有捕收性能好、浮选速度快、分选效率高的特点。采用这种捕收剂在实验室进行了煤泥浮选的对比试验，并在选煤厂进行了工业应用。实验结果表明：ZNX-0711用于煤泥浮选，其性能明显好于煤油和柴油。 理论分析： 煤泥浮选涉及到气、液、固三相，是一个相当复杂的过程，不同变质程度的煤具有不同的可浮性，浮选药剂的作用正是通过调节气、液、固三相的界面性质，增加了煤与矿物之间是的表面性质的差异，从而实现了煤与矿物颗粒的有效分离。 煤泥浮选的前提条件就是要提高煤颗粒的疏水性，增大煤颗粒与杂质的表面疏水性差异。烃类油（柴油、煤油等）是一种疏水性物质，它与水互不相溶，在矿浆中不能形成细小的分散相，只能以液滴的形式存在，导致烃类油与煤粒发生接触碰撞时附着的概率较小，而
选矿浮选药剂
选矿浮选药剂(最新整理、内容详尽） 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。然而，由于研究角度不同，对捕收剂的分类存在着不同的方法。依据捕收剂对矿物起捕收作用的部分及其结构，可将其分为异极性捕收剂、非极性油类捕收剂和两性捕收剂三类；按捕收剂的应用范围把其分为硫化矿、氧化矿、硅酸盐矿物、非极性矿物和沉积金属等的捕收剂；通常根据药剂在水溶液中的解离性质，将捕收剂分为离子型(ionizing)和非离子型(non-ionizing)两类。在离子型捕收剂中，又根据起捕收作用疏水离子的电性，分为阴离子型、阳离子型和两性型捕收剂。非离子型捕收剂则可进一步分为非极性捕收剂与异极性捕收剂两类(见表3-1)。 表3-1 浮选捕收剂的常用分类
浮选捕收剂的分类及应用
教学题目：浮选捕收剂的分类及应用 Title：Classification and Application of Collectors 目录 1、目的和意义Purpose and Significance 2、捕收剂结构与分类Structure and Classification of collectors 3、阴离子捕收剂Anionic collectors 4、阳离子捕收剂Cationic collectors 5、非离子性捕收剂Non-ionizing collectors 1、目的意义Purpose and Significance (1) 目的和意义： Without reagents there would be no flotation, and without flotation the mining industry, as we know it today, would not exist [By SRDJAN M.BULATOVIC]. 因此，学习和掌握浮选药剂的分类和应用非常重要，是学习浮选乃至选矿的基础，而浮选捕收剂又是浮选药剂中最重要的一种。 (2) 学习要求： 熟练掌握浮选捕收剂的分类方法和每一类捕收剂的浮选性能；掌握捕收剂适用的矿物类型；了解常用捕收剂的合成方法。 (3) 重难点： 同一类捕收剂结构、性质的异同点(尤其硫化矿捕收剂)；捕收剂极性基按照结构的细分：中心核原子、亲固原子和连接原子。 (4) 参考书籍： ①浮选剂作用原理及应用[M].王淀佐，湖南：中南工业大学出版社. ②浮选药剂的化学原理[M].朱建光，湖南：中南工业大学出版社.
螯合捕收剂在浮选中的应用
综 述 螯合捕收剂在浮选中的应用 刘文刚 魏德洲 周东琴 朱一民 贾春云 (东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳,110006) 摘 要 近年来,螯合捕收剂的发展取得了飞速进步,一些研究及实践的资料证明,螯合捕收剂的浮选性能与它们的螯合特性密切相关。本文从配位原子、捕收性能、捕收机理、药剂组合使用、工业应用等方面,总结了近十年来螯合捕收剂的研发现状,并指出了存在的主要问题。 关键词 螯合捕收剂 配位原子 药剂组合使用 工业应用 在浮选药剂发展过程中,第一代混合捕收油早已过时,第二代离子型水溶性捕收力强的浮选药剂(如黄药、黑药等)已经历了70余年,越来越无法满足目前世界范围内日渐贫、细、杂矿石的浮选分离要求。近年来,人们都把注意力转向第三代非离子型高选择性浮选剂上,特别是螯合捕收剂更以其卓越的选择性深受人们关注〔1〕。因为金属螯合物比普通的离子型和共价型金属盐更稳定,长期以来将螯合剂当作选择性更好的捕收剂,并且,它们似乎可以代替常规的捕收剂,从已知的分析化学中的分离金属方法也可以看出这一点〔2,3〕。 螯合捕收剂必须至少有两个原子同时与同一个金属原子配位,这些原子通常是O、N和S。配位物质提供的这些给予体原子称为“配位体”。如果单个配位体分子或离子不只有一个原子与金属离子配位,便使其自身围绕中心原子弯曲成螯状,形成复杂的环状结构,称为“螯合物”。根据配位体在带正电的金属离子周围配位区域内的配位数目是三、四、五、六,将其相应地称作三元环、四元环、五元环和六元环〔4〕。 螯合类捕收剂有供电子原子(如硫、氮和氧、有时也包括磷)组成的碱性官能团或酸性官能团,碱性官能团是含有能与金属阳离子反应的未配对电子的原子,其中重要的有:-N H2(胺)、-N H(亚氨基)、-N=(无环或杂环叔氮)、=O(羰基)、-O-(酯或醚)、-N=OH(肟)、-OH(脂肪醇)、-S-(硫醚)、-PR2(取代膦基)等;酸性基团丢失一个质子而与金属原子配位,主要有-COOH(羧酸)、-SO3H(磺酸)、-PO(OH)2(磷酸)、-OH(烯醇和酚基)、=N -OH(肟)或-SH(硫醇和硫酚)。 从实际应用的角度考虑,螯合捕收剂在矿物表面形成的螯合物必须具有很小的溶度积,而且能使矿物表面具有足够的疏水性〔5〕。 1 结构明晰的螯合捕收剂 111 O-O型螯合捕收剂 中南大学蒋玉仁等〔6〕开发合成了一种新型廉价螯合捕收剂COBA,并研究了它对一水硬铝石和高岭石的捕收活性、结构-性能关系及作用机理。结果表明,COBA对一水硬铝石的捕收能力强,而对高岭石的捕收能力弱,具有比水杨羟肟酸更好的选择性,其性能差异主要是由极性基结构差异即电负性、拓扑连接指数、断面尺寸和疏水性所引起的。研究者认为,COBA对一水硬铝石的捕收机理,主要是极性基中羧基-COOH的O原子、羟肟基-C(O) N HOH中>C=O的O原子和-N HOH的O原子通过化学成键与矿物表面原子形成了两环螯合物。 王明细、蒋玉仁等〔7〕用COBA与油酸钠混合捕收剂对黑钨矿进行了浮选试验研究,在捕收剂用量为3?10-5mol/L时,黑钨矿的回收率能达到90%;增加捕收剂用量至5?10-5mol/L时,黑钨矿的回收率为9911%;单用油酸钠时,药剂用量达8?10-5 mol/L时,回收率才达到90%。可见添加COBA可明显减少捕收剂用量,说明COBA对黑钨矿有很好的捕收性能。 CF捕收剂是北京矿冶研究总院的研究工作者用CF法浮选柿竹园黑白钨矿使用的药剂,其主要成分是N-亚硝基-N-苯胲铵盐。它除了对柿竹园粗、细粒黑白钨矿具有较强的捕收能力外,对萤石和方解石也具有较强的选择性,目前已成功地应用于柿竹园黑白钨矿浮选生产中,并已建成100t/a的药剂生产基地〔8〕。
浮选药剂论文
选矿药剂作业 学院：矿业工程学院 姓名： 学号： 班级：矿加09—3班 时间：2012年12月05日
选矿药剂的原理及其部分领域的应用 摘要对一铜铅锌硫多金属硫化矿铜铅混合浮选后, 用重铬酸钾与水玻 璃的混合液作为铅矿物的抑制剂进行铜铅分离, 对锌硫采用部分混合浮选再分 离流程获得较好的选别铜铅锌多金属硫化矿有效分选一直是多金属硫化矿浮选 的难题之一,一直以来不少选矿学者致力于铜铅锌多金属硫化矿药剂与矿物表面吸附作用的研究,如何适应矿石性质的变化以及越来越强的环境意识,已成为当 代浮选科技的重大问题之一。 关键词铜铅锌硫多金属硫化矿铜铅混合浮选铅矿物抑制剂稀土应用 矿石性质 本试验矿样为一铜铅锌硫多金属硫化矿, 主要金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿、白铁矿、毒砂、黄铜矿、褐铁矿和菱铁矿等。并赋存有一定量的铋、镉、银等稀散元素和贵金属。主要脉石矿物有石英、绿泥石、绢云母、铁白云石和炭质等。方铅矿一般粒度为0. 36～0. 0097mm,多数呈不规则脉状他形粒状嵌布于闪锌矿间。有些也交代充填于黄铁矿颗粒间。 闪锌矿一般粒度为0. 36～0. 039mm, 大部分为含铁高的黑色闪锌矿, 他形, 粗粒。闪锌矿包含有方铅矿、黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿。闪锌矿同周围脉石矿物或所包含矿物之间的关系多为不规则港湾状, 部分呈微波状。黄铜矿为伴生元素铜的主要赋存矿物,多数呈粗粒度嵌布于闪锌矿裂隙之中, 其接触关系较为平直, 解离性能较好。少部分黄铜矿呈尘点状、马尾丝状嵌布于闪锌矿内, 或在闪锌矿内的磁黄铁矿边部呈镶边状, 它们之间的接触关系比较复杂, 多为岛屿状、海湾状。黄铁矿、磁黄铁矿、白铁矿为回收硫的主要矿物, 其中以黄铁矿为主, 磁黄铁矿次之。磁黄铁矿与闪锌矿关系密切, 常包含其中; 黄铁矿除与闪锌矿、方铅矿关系密切外, 也常独自呈不规则团块嵌布于脉石中; 白铁矿总是和黄铁矿交生, 很少单独嵌布于其它矿物之中, 他们之间的关系有微波状、港湾状。 各矿物含量见表1。原矿多元素分析结果见表2。
【CN109894281A】一种萤石浮选捕收剂及其制备方法和应用【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910110371.8 (22)申请日 2019.02.11 (71)申请人 浙江工业大学 地址 310004 浙江省杭州市潮王路18号 申请人 金石资源集团股份有限公司 (72)发明人 宋英 王福良 金火荣 陈建建 (74)专利代理机构 北京三聚阳光知识产权代理 有限公司 11250 代理人 朱静谦 (51)Int.Cl. B03D 1/00(2006.01) B03D 1/012(2006.01) B03D 101/02(2006.01) B03D 103/04(2006.01) (54)发明名称 一种萤石浮选捕收剂及其制备方法和应用 (57)摘要 本发明属于矿物浮选技术领域，具体涉及一 种萤石浮选捕收剂及其制备方法和应用。该浮选 捕收剂包括磺化琥珀酸二辛酯钠盐、油酸和乙 醇。该浮选捕收剂的捕收能力强、水溶分散性和 浮选选择性好、浮选指标稳定，能够提高萤石浮 选的回收率，在大规模工业应用中，重复效果较 好。利用该捕收剂浮选得到的精矿的回收率高、 二氧化硅的含量较低，且尾矿的品位更低。此外， 该浮选捕收剂也可在低温下对矿物进行浮选，可 以有效避免矿浆加热等问题， 有利于节能减排。权利要求书1页 说明书6页 附图1页CN 109894281 A 2019.06.18 C N 109894281 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109894281 A 1.一种萤石浮选捕收剂，其特征在于，包括磺化琥珀酸二辛酯钠盐、油酸和乙醇。 2.根据权利要求1所述的浮选捕收剂，其特征在于，所述磺化琥珀酸二辛酯钠盐为磺化琥珀酸二辛酯钠、磺化琥珀酸二辛酯二钠中的至少一种。 3.根据权利要求1或2所述的浮选捕收剂，其特征在于，所述磺化琥珀酸二辛酯钠盐、油酸和乙醇的质量比为(135-155)：(760-790)：(65-85)。 4.一种权利要求1-3任一所述的浮选捕收剂的制备方法，其特征在于，将油酸、磺化琥珀酸二辛酯钠盐和乙醇依次混合，搅拌反应0.5-1h后得到所述浮选捕收剂。 5.一种权利要求1-3任一所述的浮选捕收剂或权利要求4所述的制备方法制备得到的浮选捕收剂在萤石浮选中的应用。 6.根据权利要求5所述的浮选捕收剂在萤石浮选中的应用，其特征在于，所述萤石浮选步骤为，将原矿矿石破碎，对其磨矿处理后，加入调整剂调浆，再加入抑制剂和捕收剂充分搅拌后，经一次粗选，七次精选和两次扫选得到精矿产品和尾矿。 7.根据权利要求5或6所述的浮选捕收剂在萤石浮选中的应用，其特征在于，所述粗选过程中：以1000kg原矿计，所述捕收剂用量为800-1500g；所述调整剂用量为800-1200g；所述抑制剂用量为400-800g； 所述精选过程中：以1000kg原矿计，所述捕收剂用量为50-200g；所述抑制剂用量为1000-1500g； 所述扫选过程中：以1000kg原矿计，所述捕收剂用量为50-200g。 8.根据权利要求7所述的浮选捕收剂在萤石浮选中的应用，其特征在于，所述粗选阶段的抑制剂为水玻璃，调整剂为碳酸钠。 9.根据权利要求7或8所述的浮选捕收剂在萤石浮选中的应用，其特征在于，所述精选阶段的抑制剂为酸化水玻璃；所述酸化水玻璃中水玻璃与硫酸的质量比为(0.8-1.2):1。 2
浮选捕收剂吸收性能研究
材料科学 化工之友 ２００７．ＮＯ．１３ 浮选用捕收剂是一种能选择性地吸附在煤粉表面并使其疏水性提高的有机物质，主要作用是在煤粉—水界面上，通过提高煤粉的疏水性，使煤粉能够更牢固地附着于气泡而上浮，增加煤粉的可浮性。但是捕收剂在煤表面的吸附规律至今仍处于积累数据、探索机理的阶段。长期以来，引用各种气液界面的等温吸附公式来从事这方面探讨，应用最多的是Ｌａｎｇｍｕｉｒ公式和Ｆｖｅｕｎｄｉｃｈ等温吸附公式，虽然有些实验事实与这２个公式相符，但仍有一定局限。因此寻求捕收剂在煤表面的吸附规律，对捕收剂在煤表面的等温吸附技术模拟还需进一步研究。 １ 建立捕收剂在煤表面等温吸附的技术模拟 在煤表面的吸附机理可以用界面化学两阶段的吸附模型来概括。第１阶段时个别的表面活性分子或离子通过静电吸引和／或范德华引力（包括氢键）与固体表面直接作用被吸附。到一定浓度以上，吸附进入第２阶段。这时溶液中的表面活性分子或离子与已吸附的表面活性分子或离子通过碳氢键间的疏水相互作用形成表面胶团（或称做半胶团）使吸附急剧上升。此时，第１阶段中吸附的单体形成表面胶团的活性中心。 第一阶段：吸附位（煤）＋单体（捕收剂）→吸附单体 第二阶段：吸附单体＋（ｎ—１）单体→表面胶团 ２ 捕收剂在煤表面等温吸附技术模拟的研讨 ２．１ 染料—浮选剂络合物形成法测定捕收剂在煤表面等温吸附量（１）测定原理 煤在浮选药剂中对药剂吸附量的测定，按照测定方法分为直接法和间接法。直接法是对吸附在矿物表面的药剂量和组成作直接测定；间接法是用已知浓度和体积的药剂溶液作用后，测定残余溶液的浓度，再计算出吸附量。本实验即采用间接法测量。利用捕收剂与有机染料在一定的溶剂中形成有色络合物，此络合物的消光值与捕收剂的浓度成比例关系，因而可作比色或分光光度测定。 （２）捕收剂在煤表面等温吸附量的测定 煤的最大吸附量为每２．７ｇ煤吸附０．０２ｍｌ煤油，准确称取待测煤样５０ｇ，加水制成煤浆液，用微型注射器吸取不同体积的煤油分别加入煤浆液中，搅拌后静置２ｄ，待吸附达平衡后离心分离，将滤液（含未被吸附的煤油）加染料染色，利用分光光度计测定溶液的吸光度。再参加吸光度的标准曲线，由被测液吸光度可查得其浓度，即残余液中煤油的浓度，用溶液中总的煤油量减去残余液中煤油的量，再除以煤的质量，即可求出每克煤吸附煤油的量（见表１）。计算公式为： 吸附量＝［加入煤油的体积—残余液中煤油的体积］／煤的质量２．２ 该技术模拟在生产实践中的应用 某选煤厂采用跳汰粗选、重介质旋流器精选，原煤经水力分级旋流器分级去粗后直接浮选工艺，设计能力１．８Ｍｔ／ａ，２００４年实际生产能力达到２．４Ｍｔ，入选原煤为主焦煤，主要产品为１０级冶炼精煤，浮选捕收剂原一直采用的是１９０＃溶剂油。 （１）工业性试验 根据该捕收剂技术模拟试验，在现场针对该厂实际入选原煤应用不同捕收剂进行等温吸附模拟，根据其在煤粒表面等温吸附量及选择性不同，对ＤＩ－１新型合成捕收剂和原捕收剂１９０＃溶剂油分别进行大量等温吸附技术模拟试验及效果分析，并对原捕收剂和ＤＩ－１合成捕收剂进行大量工业性试验的基础上，发现采用ＤＩ － １合成捕收剂时各项指标均好于原１９０＃溶剂油捕收剂（见表３），认为该厂采用ＤＩ－１新型合成捕收剂进行煤泥浮选效果最佳。这就更进一步验证了这一技术模拟的可行性。 （２）捕收剂效益分析 浮选捕收剂吸收性能研究 刘维林 （七煤（集团）公司龙湖选煤厂） 摘 要：煤炭洗选加工是提高煤炭综合利用价值的有效途径，煤炭分选本身如浮选煤需要研究捕收剂、起泡剂、促进剂等浮选药剂性能，以降低精煤灰分、提高精煤产率、改善浮选效果。而在浮选原矿中加入浮选捕收剂可改善煤粉表面疏水性，促进捕收剂在煤炭表面的吸附，可见吸附是其间相互作用的一种主要形式。 关键词：煤炭 浮选捕收剂 中图分类号：ＴＤ８２文献标识码：Ａ文章编号： １００４－０８６２（２００７）０７（ａ）－００４２－０２表１ 捕收剂在煤表面等温吸附量表２ ＤＩ－１合成捕收剂和轻柴油工业性试验结果统计表（起泡剂为杂醇） ＦＲＩＥＮＤ ＯＦ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ４２
新型赤铁矿反浮选脱硅捕收剂的合成及浮选性能研究
立志当早，存高远 新型赤铁矿反浮选脱硅捕收剂的合成及浮选性能研究 我国铁矿资源丰富,但随着矿山的延伸开采,矿石品位逐年降低,难选程度逐 年加大。对难选贫矿来说,仅靠传统的磁选工艺难以达到冶炼的要求,于是浮选 在铁矿选矿中所占的地位越来越重要。浮选成功的关键,很大程度上取决于浮选药剂的正确选择。国内铁矿浮选药剂的开发研制,在国际上处于领先水平,浮选 药剂更新换代速度很快,多种新型高效浮选药剂已经成功的在工业上应用。但铁矿反浮选药剂的研制开发,仍然存在一些不足之处,如阴离子捕收剂操作条件相 对较为复杂、阳离子捕收剂浮选效率偏低等,所以加强新型高效赤铁矿反浮选药剂的研制对提高我国铁矿资源的综合利用效率具有重要意义。本文在对赤铁矿 反浮选脱硅体系进行分析的基础上,设计并合成了两种新型赤铁矿反浮选脱硅捕收剂(N-十二烷基乙二胺和N-十二烷基-1,3-丙二胺),并通过单矿物试验、人工混合矿分选试验和实际矿石分选试验对其捕收性能进行了研究。在对浮选药剂的 分子结构与性能关系进行分析的基础上,通过接触角测定、动电位分析、XPS 测试以及红外光谱分析对其捕收作用机理进行了探讨。(1)以脂肪胺和丙烯腈为原料,在无催化剂条件下,通过加成和还原胺化反应合成了N-十二烷基-1,3-丙二胺 固体;以溴代十二烷和乙二胺为原料,以乙醇为有机溶剂,通过卤代烷氨解法合成 了N-十二烷基乙二胺固体,并通过红外光谱技术、核磁共振成像技术、熔点测 定以及元素分析对合成的两种固体进行了表征。(2)通过单矿物浮选试验,研究了N-十二烷基-1,3-丙二胺和N-十二烷基乙二胺对赤铁矿和石英的浮选性能,并与 传统阳离子捕收剂(十二胺)的浮选性能进行了对比。试验结果表明,在N-十二烷基-1,3-丙二胺用量为50.0mg/L、pH=10.08 时,石英回收率达到最大值,为 98.39%;在N-十二烷基乙二胺用量为41.7 mg/L、pH=6.6 时,石英回收率达到最大值,为98.10%。然而,两种捕收剂对赤铁矿的捕收能力均比较差,用N-十二烷基
浮选硫化矿常用的捕收剂种类
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 浮选硫化矿常用的捕收剂种类 浮选硫化矿常用的捕收剂主要有： 1.黄药类包括黄药和黄药酯。1）黄药（黄原酸盐）。其结构式: 学名为烃基二硫代碳酸盐，通式是ROCSSMe，其中R 为烃基，Me 为碱金属离子。R 为乙基、丁基等，则相应地称为乙基黄药、丁基黄药等。黄药为淡黄色粉剂，含杂质时顔色变深，比重为1.3～1.7。有刺激性臭味，易溶于水。黄药的捕收能力与分子中非极性基的烃链长度、异构有关。2)黄药酯，通式为ROCSSRˊ。常用的有：乙基腈酯、丁黄腈酯等。常用来做铜、铅、钼等硫化矿捕收剂。 2.硫氮类常用乙基氮、丁硫氮、硫氮酯等。乙硫氮分子式为（C2H5）2NCSSNa,它是白色粉剂，工业上常因含少量黄药呈淡黄色，易溶于水，在酸性介质中易分解。它对黄铜矿、方铅矿有较强的捕收能力，对黄铁矿捕收能力弱。硫氮酯的通式为RNCSSRˊ。常用的二乙基硫氮腈酯是棕褐色油状液体，难溶于水，可溶于有机溶剂，有起泡性能。 3.硫胺酯即硫逐氨基甲酸酯，属非离子型捕收剂，微溶于水，琥珀色油状液体。它是硫化矿浮选时有良好选择性的捕收剂，对黄铜矿、辉铜矿有较强的捕收作用，不捕黄铁矿。 4. 黑药类即二烃基二硫代磷酸盐，通式为: R2O2PSSMe 黑药具有起泡性，捕收及不及黄药，但选择性较黄药好，而且在酸性介质中不易分解，性质稳定。 1）25 号黑药，即甲酚黑药（C2H4CH8O）2PSSH。常温下，甲酚黑药为黑色或暗绿色粘稠液体，比重约为1.2，有硫化氢臭味，微溶于水，有起泡性，对 皮肤有腐蚀作用，与氧气接触易氧化而失效。2）丁铵黑药，即二丁基二硫代磷酸铵，分子式为（C4H9O）2PSSNH4。白色粉末，易溶于水，潮解后变黑，有起泡性，适于金、铜、锌等硫化矿的浮选。3）胺黑药，通式为（RNH）
赤铁矿反浮选捕收剂应用现状及未来发展趋势
赤铁矿反浮选捕收剂应用现状及未来发展趋势摘要：综述了近年来铁矿石反浮选阳离子捕收剂理论研究、铁矿石反浮选新型阳离子捕收剂研究以及铁矿石阳离子反浮选工艺研究的进展，介绍了铁矿石阳离子反浮选技术的工业应用现状。认为随着阳离子捕收剂合成工艺及反浮选工艺的日趋成熟，阳离子反浮选技术将被越来越多地应用于我国难选铁矿石的处理。 关键词：赤铁矿；反浮选；阳离子捕收剂；应用现状 随着我国优质铁矿资源储量不断减少，低品位、微细粒嵌布复杂难选铁矿石的开发利用变得越来越重要，单一重选或单一磁选工艺已很难适应日益恶化的矿石性质，磁选、重选与反浮选相结合的联合工艺在铁矿石的处理方面占据越来越主要的地位。其中反浮选技术就是有效的选矿分选方法之一，特别是降低铁精矿中微细粒嵌布的有害杂质如：磷、硫的含量，反浮选具有其他的物理选矿方法所无法比拟的技术优势。经过半个多世纪的对铁矿石选别的研究及实践，铁矿石的反浮选技术已取得长足的发展，现如今铁矿反浮选技术是铁精矿提质降杂最为重要的研究方向之一[1]。而反浮选技术最关键、最核心的就是浮选药剂的研究与运用，本研究将对反浮选捕收药剂的应用现状及未来发展趋势进行介绍和探讨。 1 铁矿石反浮选捕收剂 由于铁矿石脉石主要为硅酸盐类，所以铁矿反浮选所用捕收剂最终归结为硅酸盐类矿物的捕收剂。目前硅酸盐类矿物所用捕收剂大体上可分为两大类：阴离子捕收剂和阳离子捕收剂[2]。 1.1反浮选阳离子捕收剂 当捕收剂在水中解离后，疏水基为阳离子的称为阳离子捕收剂。阳离子捕收剂主要有胺类和胺类衍生物以及铵盐类化合物，起捕收作用的疏水性离子是阳离子(RNH3+)。据报道，有人用分子轨道法研究了胺类药剂在石英表面的作用，指出RNH3+与石英主要是通过3种离子键合力而发生作用：H(RNH3+)-O(SiO2)，N(RNH2)-SiO2及N(RNH2)-H(Si-OH-)，这种键合力大约是水分子二聚物中氢键(H-O-H-O-)作用力的一半。由于N-H…O 的稳定性比N…H-O 键稳定性差，胺类与石英的键合形式主要作用。用于浮选硅质矿物，具有和矿物作用时间短、分选效果好的特点。在硅酸盐矿物的浮选中主要用脂肪胺类的捕收剂。是≡SiO-H…N+H3R。在某些情况下胺分子起捕收作用。用于浮选硅质矿物，具有和矿物作用时间短、分选效果好的特点。在硅酸盐矿物的浮选中主要用脂肪胺类的捕收剂。 阳离子捕收剂反浮选的技术优势： (1)药剂制度单一简单。阳离子反浮选技术采用单一药剂-胺类捕收剂，药剂制度简单，浮选温度较低，适宜现场使用。 (2)操作简单可靠。阳离子反浮选工艺药剂种类少，浮选过程更易于操作，调整变化快，对工艺流程适应性强。 (3)与重选、磁选等工艺联合后效果更好。阳离子反浮选工艺与重选、磁选等工艺联合
浮选捕收剂(教案)
浮选捕收剂的分类及应用 目录 1、目的和意义Purpose and Significance 2、捕收剂结构与分类Structure and Classification of collectors 3、阴离子捕收剂Anionic collectors 4、阳离子捕收剂Cationic collectors 5、非离子性捕收剂Non-ionizing collectors 1、目的意义Purpose and Significance (1) 目的和意义： Without reagents there would be no flotation, and without flotation the mining industry, as we know it today, would not exist [By SRDJAN M.BULATOVIC]. 因此，学习和掌握浮选药剂的分类和应用非常重要，是学习浮选乃至选矿的基础，而浮选捕收剂又是浮选药剂中最重要的一种。 (2) 学习要求： 熟练掌握浮选捕收剂的分类方法和每一类捕收剂的浮选性能；掌握捕收剂适用的矿物类型；了解常用捕收剂的合成方法。 (3) 重难点： 同一类捕收剂结构、性质的异同点(尤其硫化矿捕收剂)；捕收剂极性基按照结构的细分：中心核原子、亲固原子和连接原子。 (4) 参考书籍： ①浮选剂作用原理及应用[M].王淀佐，湖南：中南工业大学出版社. ②浮选药剂的化学原理[M].朱建光，湖南：中南工业大学出版社. ③Handbook of Flotation Reagents Chemistry, Theory and Practice: Flotation of Sulfide Ores [M].Srdjian B.bulatovic, Elesevier Science & Technology Books
浮选金红石用的捕收剂和调整剂
综述 浮选金红石用的捕收剂和调整剂 朱建光 (中南大学资源与生物工程学院湖南长沙410083) 摘要本文介绍了浮选金红石用的捕收剂和调整剂。在捕收剂部分介绍了脂肪酸、美狄兰、苄基胂酸、苯乙烯膦酸、烷胺二甲膦酸、烷基磷酸氢酯、烷基羟肟酸和水杨羟肟酸等对金红石的捕收性能;在调整剂部分,介绍了硝酸铅、六偏磷钠、羧甲基纤维素(CM C)、氟硅酸钠、硫酸铝和糊精等的活化或抑制性能。简略说明捕收剂和调整剂的作用机理,并略加述评。关键词金红石浮选捕收剂活化剂抑制剂 前言 我国拥有丰富的钛资源,主要是钛铁矿和金红石,目前我国共发现金红石矿床59处112,其中大型矿床13个,中型矿床11个,小型矿床35个,探明总储量1亿t以上。随着勘探工作的深入,可能还要增加,尽管各地矿石性质有些差异,但它们之间却有很多相似之处。有人122通过7个金红石矿石工艺特性的分析,认为这7个矿床的金红石矿石有下述共同特点。 品位低,一般含T iO22%~4%左右,伴生有钛铁矿,钛赤铁矿、赤铁矿、磁铁矿等磁性矿物,这些磁性矿物的密度均大于412g/cm3与金红石密度412 ~413g/cm3相近,脉石矿物含有角闪石、绿泥石、石榴石、磷灰石、榍石、云母和长石等。 嵌布粒度细,且与其它矿物嵌布关系复杂,含有硫(主要是黄铁矿)和磷(磷灰石)等矿物。由于一些脉石矿物比金红石易泥化,选矿时产生大量矿泥,金红石中一般以类质同象存在的Fe、Si和Ca等杂质难以除去,因此对金红石矿石进行选矿富集时,宜视矿石性质不同采取不同的方法和流程,本文只讨论用浮选法处理金红石矿石时所用的捕收剂和调整剂。 1捕收剂 金红石的捕收剂有:羧酸类及其皂。不饱和脂肪酸132有油酸和亚油酸。饱和脂肪酸有月桂酸(皂)和氧化石蜡皂等。膦酸类捕收剂有苯乙烯膦酸和烷胺二甲双膦酸等。胂酸类捕收剂有苄基胂酸。羟肟酸类捕收剂有C7-9羟肟酸(NM-50),水杨羟肟酸等。下面择重要者介绍。 1.1脂肪酸作捕收剂 户鼎金红石矿石中的金红石粒度细,矿石易碎,难选,含金红石2.07%。主要脉石密度(g/cm3)为方解石2.91,绿泥石2.74、石英2.68、白云石2.91、蛇纹石2.62、云母3.12、金红石4.23、铁矿物5112。因此用重选法以离心机抛弃一部分细粒脉石矿物和矿泥,再用磁选除去磁铁矿,使金红石得到富集,富集后的金红石矿石由于嵌布粒度细,采用脂肪酸作捕收剂,Na2Co3作pH调整剂,CM C作抑制剂,松醇油作起泡剂,通过一粗一扫丢尾矿,粗精矿经三次精选,精?尾矿和扫精混合返回粗选,精ò和精ó尾矿顺序返回的浮选流程得到浮选精矿,再用盐酸和氢氟酸酸清洗浮选精矿,得到含87.0% T iO2,回收率49.4%的钛精矿142。 油漆厂的微细粒度料含TiO242.1%和SiO22817%。先用重选法(如旋流器)除去含石英轻的部分,重部分得到富集,含T iO254.8%和SiO22219%。取600g重部分于2L浮选槽中,加水调浆,加EDTA015kg/t,NaF015kg/t,用硫酸调pH至2.5~3,加油酸6kg/t,调浆后粗选,丢尾矿;将粗精矿加油酸015kg/t,调浆精选。得到含T iO277.3%,回收率5311%的精矿152。 本文作者认为下述两点值得使用脂肪酸作捕收剂时参考:动植物油脂肪酸除椰子油脂肪酸外,多为十八碳脂肪酸,在十八碳脂肪酸中,不饱和的比饱和的效果要好,因不饱和的十八碳酸熔点比饱和的低,
硫化铜浮选捕收剂
硫化铜浮选捕收剂 一、捕收剂 凡能选择性地作用于矿物表面，使矿物表面疏水的有机物质，称为捕收剂。可以作为捕收剂的有机化合物很多，实践中常用的如黄药，油酸，煤油等。 硫化矿浮选常用的捕收剂有： 1、黄药 黄药为烃基二硫代碳酸盐（ROCSSMe），式中R为非极性的烃基，Me为碱金属离子（通常为Na+或K+）。在水中解离ROCSSMe = ROCSS-—+ Me+ 黄药在常温下是固体的黄色粉末，带有刺激性臭味，有毒。黄药在水中解离出阴离子，具有捕收作用。黄药性质不稳定，易吸水潮解，遇热更加速其分解。易溶于水、丙酮与醇中。 常用的有乙基黄药（CH3CH2OCSSMe）及丁基黄药（CH3CH2CH2CH2OCSSMe）。黄药是硫化矿物（如：方铅矿，黄铜矿，闪锌矿，黄铁矿等）最常用的捕收剂。 矿浆经过黄药处理，硫化矿物表面即与黄药的极性基发生作用，而非极性基朝端朝外起疏水作用。硫化矿物表面由于吸附了黄药，其疏水性大大增强，与弥散矿浆中的气泡附着，借气泡浮力上浮至矿浆表面，将其收集为泡沫产品，即得精矿；而未与气泡附着的脉石矿物留在矿浆内，从而达到分选的目的。 2、黑药 黑药是仅次于黄药、应用较广的硫化矿物捕收剂。生产的黑药有加酚黑药和丁基铵黑药两种。由于黑药具有起泡性能，使用时用量不宜过大，一般为25~100克/ 吨。 二、起泡剂 为了产生浮选所必需的大量而稳定的气泡，必须向浮选矿浆中添加起泡剂。起泡剂一般是异极性的表面活性物质。在其分子中含有极性基，如：羟基OH—，胺基NH2—，羧基COOH—, 羰基C=O等。在分子的另一端是非极性基烃基R—。就其结构而言，与异极性捕收剂十分相似。由于起泡剂分子中结构的不对称性，在有起泡剂的矿浆中充入大量空气后，起泡剂分子会优先的吸附在气水界面上。疏水的非极性基力图离开水中移至水面，而亲水的极性基部分，则力图进入水中。这两种趋势的大小，取决于分子中极性基（如亲水的羟基OH—）与非极性基（如疏水的烃基R—）强弱的对比。如：非极性基的成分大，则分子移至水面的趋势大于进入水中的趋势，因而减少了增加单位表面所需做的功，从而降低了水的表面张力。物质在表面层中自发的富集现象，叫吸附现象。由于起泡剂分子在水气界面上这种取向吸附作用，降低了水气界面的表面张力，使水中弥散气泡变得坚韧与稳定。形成了两相（气水两相）稳定泡沫。在矿浆中形成的气泡的表面附有大量疏水矿粒。这种附有矿粒的气泡，叫三相泡沫。在三相泡沫中，矿粒成为气泡兼并的障碍物，同时又能阻止气泡间水层的流动，避免气泡的直接接触。故三相泡沫的稳定性，较未矿化的两相泡沫要高些。
铁矿物阴离子反浮选捕收剂的研究概况
铁矿物阴离子反浮选捕收剂的研究概况 1 前言 我国铁矿石具有相对品位低、品质差、构造复杂、品种多、富矿少等特点，９７．５％的矿石需要选矿后方能利用。近年来的研究表明，浮选是提高我国铁矿石利用水平的重要方法，也是潜力所在。铁矿浮选主要分有两种流程:一是捕收剂反浮脉石;二是捕收剂正浮铁矿。从铁矿本身的性质来说,反浮选应比正浮选有优势,因为反浮选工艺捕收的对象是脉石,而正 浮选工艺捕收的对象是铁矿物。铁矿物的密度在510 kg/L左右,铁矿物的密度大于脉石的密度。浮选作业矿浆密度在1~2 kg/L之间。因此,脉石在浮选作业矿浆中,有效重力将远远低于铁矿物在浮选作业矿浆中的有效重力,造成浮选过程效率低下。从药剂用量上比较，用胺类捕收剂对石英进行反浮选,胺的覆盖率6%~7%即可实现反浮选;而用羧酸浮选铁矿物,羧酸的覆盖率必须达到15%以上,方可实现铁矿物浮选。再者,正浮选虽然具有抛尾矿品位低的特点,但是由于捕收剂选择性的局限,铁精矿品位难以提高到大于65%,致使正浮选精矿品位难以提高,该法只适用于易选矿石。正是由于铁矿本身性质的限制,使得正浮选应用较少,长期以来反浮选流程成为应用最广泛的方法。 对于反浮选，又有阳离子反浮选和阴离子反浮选之分。当捕收剂在水中解离后,疏水基为阳离子的称为阳离子捕收剂；疏水基为阴离子的称为阴离子捕收剂。在浮选过程中，起作用的药剂是阳离子捕收剂时，就称该过程为阳离子反浮选工艺，反之为阴离子反浮选工艺。常用的阳离子捕收剂主要是脂肪胺，但是采用胺类常规阳离子反浮选工艺,存在阳离子浮选药剂种类较少，药剂配制不便、浮选泡沫粘度大流动性差、不易消泡、选择性较差等实际生产问题，使得目前，阳离子反浮选工艺在我国很少使用，仅东鞍山铁矿曾经开展了采用胺类反浮选石英的实验研究,取得了良好的浮选指标。而阴离子捕收剂对矿石性质变化有较强的适应性，种类多，配药制度灵活多样，可充分利用多种药剂的协同作用，取得更好的选别效果。所以，阴离子反浮选工艺是我国目前铁矿物浮选工艺的主流，一直以来，有很多科研人员在这方面做了大量研究工作。 阴离子反浮选的作用机理 矿物的表面特性是浮选界面现象中最重要的一种特性,直接影响到矿物的可浮性。矿物的表面特性很复杂,包括表面键的断裂、表面电性、表面离子状态、表面元素的电负性、表面极性、表面自由能、表面剩余能、表面不均匀性、表面积、表面溶解性以及表面结构和化学组成等特性。这些表面特性与矿物可浮性具有直接的关系,也为通过利用浮选药剂的作用来改变矿物表面的某些特性达到分离矿物及改善浮选效果提供了机会。在浮选中,矿物的表面性质和浮选药剂的性能是决定矿物分选的两个重要因素。从一定意义上讲,捕收剂在实现有用矿物与脉石矿物的分离中起着决定性的作用。 阴离子反浮选捕收剂在矿物表面的吸附主要有以下形式: (1)物理吸附。 靠吸附剂与吸附质之间分子引力(范德华力)产生的,该种吸附过程是可逆的,吸附速度与脱附速度在一定条件下呈动态平衡。其特点是能量小,吸附分子与固体表面距离较大,在固体表面上具有流动性。药剂分子与矿物间不发生键合的电子转移或共存。物理吸附一般没有选择性,并且易于解吸,通常吸附量随温度上升而下降。 (2)化学吸附。 化学吸附是指药剂与矿物表面间的反应,形成定向排列的单层。其特点是能量大,吸附分子与固体表面距离较小。化学吸附具有选择性高,不易解吸,通常吸附量随温度上升而升高。 (3)表面化学反应。 表面化学反应是指药剂与矿物表面间的反应,形成定向排列的多层金属-药剂的盐。表面化学反应与溶液内化学反应的主要区别是前者的反应产物在表面上构成独立的相,而后者是金属离子与药剂在离开表面的溶液内发生反应,形成金属与药剂的化合物沉淀。