浮选药剂及其的作用原理68页PPT
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
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。
矿物加工工程-浮选药剂
2.2.3 巯基类阴离子型捕收剂
（3）黄药的性质
捕收性 黄药以其极性基中的S2-与矿物表面的金属离子作用形成化
学键而附着于矿表，非极性基朝外指向水，起疏水作用。 A. 非极性基与捕收性能的关系
烃基越长，疏水性越强，捕收性能越。原因可从三方面进 行解释。但烃链过长，黄药选择性变差，溶解度降低，捕收效 果降低，故C原子数一般取C=2~5。
10
2.2.2 非极性烃类油捕收剂及其作用机理
5、非极性烃类油组成对其捕收作用的影响 （1）润湿热 润湿过程，表面自由能减少，减少的能量将以热 量形式释放出来。润湿单位表面积固体物料所放出的热量称 润湿热（J/cm2）。
根据热力学第二定律，系统自由能降低，吸附过程才能自发 进行，且降低幅度越大，过程越容易进行。所以，润湿热越 大，药剂吸附能力越强，对矿物的捕收活性越大。
12
2.2.2 非极性烃类油捕收剂及其作用机理
6、非极性烃类油溜分对分选的影响 分溜温度低，则C链长度短，药剂的疏水性差，浮选活性差； 分溜温度高，烃类油的C链长，疏水性好；但C链长度增加的同时，
药剂粘性增大，分散度降低，吸附速度减慢，从而浮选活性变差。 在石油各馏分中，活性最高的馏分基本都在180~240℃，碳链长度
4
2.2 捕收剂 2.2.1 分类与结构
1. 捕收剂分类 (2) 按其分选矿物的类型分为： 非极性矿物捕收剂； 硫化矿物捕收剂； 氧化矿物捕收剂 2. 捕收剂的结构
5
2.2.2 非极性烃类油捕收剂及其作用机理
1、非极性烃类油的特性 非极性烃类油的特点
① 结构对称，在水中不解离为离子，属非离子型捕收剂； ② 难溶或微溶于水（溶解度小）； ③ 化学性质不活泼，依靠物理吸附于矿物表面（非极性矿表 或矿表非极性区）； ④ 疏水性强，其中常含有杂极性物质，故同时具有不同程度 的起泡性。 非极性烃类油的来源
第二章_浮选药剂及其作用原理
氧化(%) 分解(%) 氧化(%) 分解(%) 氧化(%) 分解(%) 氧化(%) 分解(%) 0 1 2 3 4 5 6 无 0.7 1.6 2.0 2.0 2.0 2.0 无 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 无 1.3 4.1 5.9 7.9 8.4 8.8 无 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 3.0 无 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 无 1.0 2.0 3.0 3.8 4.4 4.7 无 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 无 1.1 1.7 2.5 3.6 4.0 4.0
2.3.2起泡剂起泡过程的作用原理
防止气泡兼并
增大气泡机械强度
2.4调整剂及其作用
2.4.1抑制剂及抑制作用机理 1.溶去原有的捕收剂油膜
CN
2.将捕收剂离子由矿物表面排除
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。
有机酸及其皂有三方面来源 : 动植物油脂 经水解而得到的饱和及不饱和脂肪酸的混 合物，工业副产品 , 如造纸工业所得的副 产品-塔尔油；有机合成产品, 如氧化石蜡、 氧化煤油、石油磺酸盐等。
亲水基（亲固基） COO-或NH3+
疏水基（亲气基） R
脂肪酸类捕收剂作用机理
脂肪酸类捕收剂作用机理
2.2.6非极性油类捕收剂
非极性烃类油的主要成分为脂肪烃、脂环 烃和芳香烃。主要包括：煤油、柴油、变 压器油、焦油。 非极性烃类油化学活性差，在水中不解离 成离子、溶解度小、疏水性强，对呈分子 键的、天然疏水性强的矿物表面具有良好 的吸附性能（也是捕收机理）。
浮选药剂课件
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。
浮选技术中浮选药剂的分类与作用
浮选技术中浮选药剂的分类与作用
浮选药剂按用途分为捕收剂、起泡剂和调整剂三大类。
捕收剂的主要作用是使目的颗粒表面疏水，使其容易附着在气泡表面，从而增加其可浮性。
因此，凡能选择性地作用于颗粒表面并使之疏水的物质，均可作为捕收剂。
起泡剂是一种表面活性物质，富集在水一气界面，主要作用是促使泡沫形成，并能提高气泡在与颗粒作用及上浮过程中的稳定性，保证载有颗粒的气泡在矿浆表面形成的泡沫能顺利排出。
调整剂的主要作用是调整其他药剂(主要是捕收剂)与颗粒表面的作用，同时还可以调整矿浆的性质，提高浮选过程的选择性。
调整剂按照其具体作用又细分为活化剂、抑制剂、介质调整剂、分散与絮凝剂4种。
凡能促进捕收剂与颗粒表面的作用，从而提高其可浮性的药剂(多为无机盐)，统称为活化剂，这种作用称为活化作用。
与活化剂相反，凡能削弱捕收剂与颗粒表面的作用，从而降低和恶化其可浮性的药剂(各种无机盐及一些有机化合物)，统称为抑制剂，这种作用称为抑制作用。
介质调整剂的主要作用是调整矿浆的性质，造成对某些颗粒的浮选有利，而对另一些颗粒的浮选不利的介质性质，例如调整矿浆的离子组成，改变矿浆的pH值，调整可溶性盐的浓度等。
分散与絮凝剂是用来调整矿浆中微细粒级物料的分散、团聚及絮凝的药剂，当微细颗粒由一些有机高分子化合物通过“桥联作用”形成一种松散和具有三维结构的絮状体时，称为絮凝，所用药剂称为絮凝剂，如聚丙烯酞胺等;当微细颗粒因一些无机电解质(如酸、碱、盐)中和了颗粒的表面电性，而在范德华力的作用下所引起聚团时，称为凝聚，这些无机电解质称为凝聚剂(或凝结剂、助沉剂)。
第二章药剂
第2章浮选药剂矿物能否上浮，主要取决于矿物表面的润湿性。
自然界大部分矿物其可浮性均较差，单纯依靠矿物之间润湿性的差别是不能将矿物顺利分离的。
浮选药剂的作用：改变浮选过程中相界面的性质，调节矿物的可浮性，调整矿浆的浮选性质，改善气泡的质量，提高气泡矿化过程的选择性和浮选速度。
2．1 浮选药剂的分类与作用一、捕收剂作用点：固液界面，且有选择性。
作用：提高疏水性，增加可浮性，促使气泡附着，增强附着的牢固性。
二、起泡剂作用点：气液界面。
作用：降低界面表面张力，促使空气在矿浆中弥散，形成小气泡，并防止气泡兼并，增加分选界面，提高气泡的稳定性。
三、调整剂1．活化剂作用点：固液界面。
作用：促进捕收剂与矿物表面的作用。
2．抑制剂作用点：固液界面。
作用：削弱非目的矿物与捕收剂之间的作用。
3．介质PH值的调整剂作用点：矿浆介质。
作用：调整电性。
4．分散与絮凝剂作用点：矿浆。
作用：分散絮凝细泥，减少影响。
5.烃类油的捕收过程（1）烃类油分散和粘附；（2）油滴展开；（3）形成油膜。
烃类油的辅助捕收作用:（1）辅助捕收;（2）溶剂、乳化剂。
2．2 捕收剂一、捕收剂的分类和结构非离子型：烃类油，不溶性脂类。
离子型：阳离子，阴离子，杂极性捕收剂。
阴离子型：巯基（球基HS）烃基酸及皂类。
二、捕收剂的作用1．提高矿物表面的疏水性；2．增大矿物在气泡上的附着力和缩短诱导时间。
三、非极性烃类油捕剂及其作用机理1．烃类油的性质；2．烃类油的作用机理：（1）烃类油与水之间的作用；（2）烃类油与矿物之间的作用；（3）烃类油的捕收作用。
3．烃类油组成对捕收作用的影响：（1）非极性组分对浮选的影响；（2）杂极性化合物在浮选中的作用；（3）烃类油馏分对分选的影响。
4．提高烃类油浮选活性的途径四、疏基类阴离子型捕收剂硫化矿浮选时常用的捕收剂1．特点：烃链短，分子量小，极性亲固基含有两价的硫原子，水解后生成--SH基的产物。
解离出阴离子具有捕收作用，属于杂极性物质。