非极性矿物捕收剂概述
捕收剂的分类与结构
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟捕收剂的分类与结构(一)捕收剂的分类与结构捕收剂按其在水中解离程度分成两大类:非离子型捕收剂和离子型捕收剂。
非离子型捕收剂主要是非极性烃类油和不溶性的酯类。
前者本身是非极性物质，主要用于分选非极性矿物，如煤、石墨等，也可以作某些极性矿物的辅助捕收剂。
后者用于分选重金属硫化矿。
离子型捕收剂的分子结构中一般有两个基因：极性基和非极性基。
极性基能够活泼地与矿物表面发生作用，使捕收剂固着到矿物表面;非极性基起疏水作用。
所以，这类捕收剂也称杂极性或复极性药剂。
离子型捕收剂的非极性基是烃基。
烃基内部键能很强，表面是很弱的分子键，基本上不与水分子起作用，故含有非极性基的离子称为疏水离子。
疏水离子中能与矿物发生作用的基团称为亲固基。
捕收剂疏水能力的强弱取决于疏水离子中烃基的结构和长度，而捕收剂与矿物表面的固着强度和选择性则取决于亲固基的性质。
以丁基黄药为例，其分子结构与组成如下：这类捕收剂在水中可解离为离子，其疏水离子可能是阴离子，也可能是阳离子，据此可分为两类：如果疏水离子是阴离子，称阴离子捕收剂;反之则称阳离子捕收剂。
对阴离子捕收剂，按照亲固基的组成和结构进一步又可分为两类：①巯基类捕收剂，又称硫代化合物类捕收剂，最典型的是黄药、黑药。
这类捕收剂的亲固基中都含有二价的硫，常用作硫化矿的捕收剂。
如黑药由两个烃基和亲固基组成，起捕收作用的是(RO)2PSS-。
②烃基酸及皂类捕收剂，该类捕收剂的亲固基是羧基、硫酸基、磺酸基、羟肟酸基或胂酸基等，常用作氧化矿的捕收剂。
目前应用的阳离子捕收剂主要是脂肪胺。
其疏水离子是阳离子(RNH3+)，在。
捕收剂
结构
捕收剂绝大多数都是异极性有机化合物。例如黄药类、羧酸类、脂肪胺类等。其分子的结构中一般都包含两 个基：极性基和非极性基，它们对整个分子浮选性能有重要影响，捕收剂极性基的组成和结构决定捕收剂的化学 性质和在水中解离性质。
各类捕收剂在水中解离后，极性基中的亲固原子主要是-S-、-O-和-NH+3。一般地说，当捕收剂的亲固原子 与矿物中的非金属元素同类时，就可以发生捕收作用。
(4)捕收剂的反应产物在矿物表面的吸附。捕收剂在矿浆中与其他离子或矿物表面作用过程中可能发生一系 列反应，反应中的一些产物在矿物表面上的吸附。如黄药在硫化矿物表面作用或在矿浆中氧化可生成烃基-硫代碳 酸盐(ROCOS-)及过黄药(ROCSSO-)，它们分别可吸附于被氧化的矿物表面和硫化矿表面，而产生捕收作用。
捕收剂
改变矿物表面疏水性、使浮游的矿粒黏附于气泡上的浮选药剂
01 结构
03 类别
目录
02 作用机理 04 用量选择
捕收剂，是改变矿物表面疏水性，使浮游的矿粒黏附于气泡上的浮选药剂。最重要的一类浮选药剂。它具有 两种最基本的性能：(1)能选择性地吸附在矿物表面上；(2)能提高矿物表面的疏水程度，使之易于在气泡上粘附， 从而提高矿物可浮性。
常用的硫化矿捕收剂有黄药、黄药衍生物、黑药、白药、苯并噻唑硫醇、苯并咪唑硫醇、苯并嗯唑硫醇等。
氧化矿捕收剂主要有脂肪酸及其钠皂、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、磷酸酯、砷酸酯、脂肪胺及其盐、松香胺、 季铵盐、二胺及多胺类化合物、两性表面活性剂等。
油类捕收剂，如煤油、柴油等。捕收剂分类表：
注：表中R、R′为不同烃基;M为Na、K;NH4或H，其余为元素符号。
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(2)离子吸附。矿浆中捕收剂离子在矿物表面上的吸附，例如，在pH>5时，黄药在方铅矿表面上的吸附，油 酸类捕收剂在含钙矿物(萤石、方解石、白钨矿等)上的吸附等。
(完整版)浮选药剂的分类及用途分析
浮选药剂的分类及用途分析在浮游选矿过程中，为有效地选分有用矿物与脉石矿物，或分离各种不同的有用矿物，常需添加某些药剂，以改变矿物表面的物理化学性质及介质的性质，这些药剂统称浮选药剂。
浮选药剂按其用途可分为五类：捕收剂、起泡剂、活化剂、抑制剂、调整剂一、捕收剂，改变矿物表面疏水性，使浮游的矿粒黏附于气泡上的浮选药剂。
捕收剂的种类很多，按其离子性质可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型；按其应用范围可分为硫化矿捕收剂、氧化矿捕收剂、非极性矿物捕收剂和沉积金属的捕收剂。
常用的硫化矿捕收剂有黄药、黄药衍生物、黑药、白药、苯并噻唑硫醇、苯并咪唑硫醇、苯并嗯唑硫醇等。
氧化矿捕收剂主要有脂肪酸及其钠皂、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、磷酸酯、砷酸酯、脂肪胺及其盐、松香胺、季铵盐、二胺及多胺类化合物、两性表面活性剂等。
油类捕收剂，如煤油、柴油等。
捕收剂在矿物表面的作用有物理吸附、化学吸附和表面化学反应。
捕收剂的吸附与矿物浮选行为有密切关系。
在一定的捕收剂浓度范围内，随着药剂浓度提高，吸附量增大，浮选回收率显著上升；浓度达到相当值后，回收率随浓度及吸附量提高的幅度变小；捕收剂浓度过高时，吸附量还可继续增大，但浮选回收率却不再升高，甚至反而下降。
因此，在浮选过程中要正确掌握捕收剂的用量，以获得最佳效益。
二、起泡剂：浮选矿浆中气泡的形成,主要依赖于浮选设备中各种类型的充气搅拌装置,以及向矿浆中添加适量的起泡剂(frothers)。
起泡剂一般均为表面活性剂，其分子结构由非极性的亲油（疏水）基团和极性的亲水（疏油）基团构成，形成既有亲水性又有亲油型的所谓的“双亲结构”分子。
亲油基可以是脂肪族烃基、脂环族烃基和芳香族烃基或带O、N等原子的脂肪族烃基、脂环族烃基和芳香族烃基；亲水基一般为羧酸基、烃基、磺酸基、硫酸基、膦酸基、氨基、腈基、硫醇基、卤基、醚基等。
起泡剂加到水中，亲水基插入水相而亲油基插入油相或竖立在空气中，形成在界面层或表面上的定向排列，从而使界面张力或表面张力降低。
选矿浮选药剂分类及机理.
选矿浮选药剂分类及机理浮选捕收剂(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。
捕收剂概述
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟捕收剂概述广，易于制取；（2）价格低，便于使用，即易溶于水，无臭，无毒，成分稳定、不易变质等；（3）捕收作用强，具有足够的活性；（4）有较高的选择性，最好只对某一种矿物具有捕收能力。
按照捕收剂的分子结构，可将捕收剂分为异极性捕收剂、非极性油类捕收剂和两性捕收剂等三类。
异极性捕收剂是异极性物质。
常见的异极性捕业剂如，黄药（R，OCSSNa）、脂肪酸（R-COOH）胺类（R—NH2）等。
这类捕收剂的分子是由极性基（—OCSSNa，—COOH，—NH2）和非极性基（R-）两部分组成。
在极性基中不是全部的原子价都被饱和，因而有剩余亲和力，它们决定了极性基的作用活性。
它与矿物表面作用时，固着在矿物表面上，故也叫亲固基。
在非极性基中，全部原子价均被饱和，因此，具有很低的化学活性，不被水所润湿，也不易与其他化合物反应，对矿物表面起疏水作用。
图1 用火柴图代表黄药分子（R-OCSSNa）及与矿物表面的作用关系：图1 黄药分子及与矿物表面作用示意图由于黄药分子选择性地在矿物表面上吸附或发生化学固着，它有一定的取向，即以极性基朝向矿物，以非极性基朝向水，因而在矿物表面形成一层疏水性薄膜。
异极性捕收剂根据其是否可解离为离子，划分为离子型和非离子型捕收剂（如：多硫化物）。
离子型捕收剂又根据起捕收作用的离子的电性，区分为阴离子捕收剂与阳离子捕收剂。
图2 捕收剂的分类捕收剂的另一大类，是非极性油类捕收剂，其化学通式为R—H ，例如，煤油，变压器油等。
由于油类捕收剂分子内各原子之间以极强的共价键相互结合，对外则呈现为弱分子键的非极性矿物，因而易附着于表面同样呈弱分子键。
烃类捕收剂
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粒絮凝在一起，易粘附在气泡上;另一方面粘度大的油 类捕收能力大，能捕收颗粒较大的辉钼矿及连生体。 所以用粘度大的油作捕收剂，辉钼矿回收率高。应该 指出的是，高粘度油作捕收剂，虽回收率高，但品位 则相应较低。
(六)烃类油中含表面活性物质对辉钼矿 接触角的影响
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烃类油中含表面活性物质和不饱和碳氢化合物越多， 则它与辉钼矿亲水表面(垂直解理面)作用愈好。因垂直 解理面有钼离子暴露出来，能和表面活性物质和不饱 和烃的双键吸附，增加辉钼矿的疏水性。表4-6数据表 明，某些烃类油捕收剂的成分对辉钼矿表面疏水性的 影响，碘值增加，说明烃类油中不饱和程度增加;酸值 增高，说明烃类油中所含酸性物质增加;垂直解理面的 接触角随着烃类油的碘值和酸值增加而增大，而解理 面的接触角不随油的碘值和酸值的增加而变化。可
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图4-3是矿样B的浮选结果。各 种煤油馏分的添加量约660 g/t， 不同馏分煤油对矿样A或B的浮 选性能不完全相同，但200 ~22 0℃和220 ~ 235℃沸程范围的煤 油都可获得最好的结果。其它 文献报导与这个结果相符，例 如测定辉钼矿在煤油各馏分乳 液中的接触角
图4-3 各种馏分煤油的浮选效能(矿样B)
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四 实例：煤油浮选辉钼矿
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现以煤油浮选辉钼矿为代表予以介绍：
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(1)煤油的来源和提取
煤油是从石油中提炼出来的,是石油分馏时接取的 200~ 300℃ 的馏分产物。
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(2)用煤油与二号油混合捕收辉钼矿
有人在处理量为50g的叶轮浮选机中，用煤油与二号油 混合物进行辉钼矿的浮选试验，矿浆PH为6.4~6.5,温度 15~ 17℃，刮泡时间为5 min，其结果如图4-1所示，矿 样成分与粒度分析列于表4-1、4-2。
矿物浮选第4章浮选药剂(1)
RC(O)OH
磺酸（盐）类，例如磺化石油、烷基磺酸盐
RSO3H
硫酸酯，例如烃基硫酸酯
ROSO3H
胂酸、膦酸，例如甲苯胂酸、苯乙烯膦酸
羟肟酸 RC(OH)NOH
1.2 非硫化矿捕收剂 常用的分为阴离子型和阳离子型两大类。
2）胺类捕收剂 解离后产生带有疏水烃基的阳离子，又称为阳离子捕 收剂。是有色金属氧化矿、石英、长石、云母等硅酸盐矿 物的捕收剂。
是选择性优良的硫化矿捕收剂，对铜、铅、锌、镍硫化矿的 捕收作用强。弱碱性条件下对黄铁矿和磁黄铁矿的捕收能力 弱。
1.1 硫化矿捕收剂 5）硫醇类
化学通式为： RSH。
1.2 非硫化矿捕收剂 常用的分为阴离子型和阳离子型两大类。
1）烃基含氧酸（及其盐）类捕收剂 羧酸（盐）类，例如油酸、氧化石蜡皂、妥尔油和环烷酸等。
起泡剂是异极性的有机物质，极性基亲水，非极性基疏水，
使起泡剂在空气与水的界面上定向排列。
大部分起泡剂是表面活性物质，能够强烈地降低水的表面张
力。
起泡剂具有适当的溶解度。
2 起泡剂
2.2 常用的起泡剂
松油和松醇油 松油主要含有α-萜烯醇(C10H17OH) ，其次为萜醇、仲醇和醚类化合物。 松醇油是以松油为原料，硫酸为催化剂，乙醇为乳化剂发生水解反应 制取的。主要含有α-萜烯醇(50%左右 ）。 樟油 甲酚 重吡啶 脂肪醇类 醚醇油，聚丙二醇烷基醚 脂肪酸乙酯，RCOOC2H5 丁醚油，1,1,3 –三乙氧丁烷（TEB） 硫酸酯和磺酸盐
2HS 2H S O 2e
同时由于HS-的加入降低了浮选矿浆电位，抑制了某些硫化矿 物的无捕收剂浮选，如方铅矿、黄铜矿等，这些硫化矿物硫诱 导无捕收剂可浮性较差。
常用的浮选剂分三大类
常用的浮选剂分三大类：捕收剂，起泡剂，调整剂。
捕收剂自然界中除煤、石墨、硫磺、滑石和辉钼矿等矿物颗粒表面疏水、具有天然的可浮性外，大多数矿物均是亲水的，加一种药剂能改变矿物颗粒的亲水性而产生疏水性使之可浮，这种药剂通常称之为捕收剂。
捕收剂通常是极性捕收剂和非极性捕收剂。
极性捕收剂由能与矿物颗粒表面发生作用的极性基团和起疏水作用的非极性基团两部分组成。
当这类捕收剂吸附于矿粒表面时，其分子或离子呈定向排列，极性基团朝向矿物颗粒表面，非极性基团朝外形成疏水膜，从而使矿物具有可浮性。
起泡剂，具有亲水基团和疏水基团的表面活性分子，定向吸附于水一空气界面，降低水溶液的表面张力，使充入水中的空气易于弥散成气泡和稳定气泡。
起泡剂和捕收剂联合在一起吸附于矿物颗粒表面，使矿粒上浮。
常用的起泡剂有：松树油，俗称二号油、酚酸混合脂肪醇，异构己醇或辛醉、醚醉类以及各种酯类等．调整剂调整剂可分为五类：(1)pH值调整剂。
用它来调节矿浆的酸碱度，用以控制矿物表面特性、矿浆化学组成以及其他各种药剂的作用条件，从而改善浮选效果。
在浮选过程中也同样要调节矿浆pH值的。
常用的有石灰、碳酸钠、氢氧化钠和硫酸等。
在铜矿浮选时，最常用的调节剂是石灰和硫酸。
(2)活化剂。
能增强矿物同捕收剂的作用能力，使难浮矿物受到活化而浮起。
，然后用黄药等捕收剂浮选。
(3)抑制剂．提高矿物的亲水性和阻止矿物同捕收剂作用，使其可浮性受到抑制。
如在优先浮选过程中使用石灰抑制黄铁矿，用硫酸锌和氰化物抑制闪锌矿，用水玻璃抑制硅酸盐脉石矿物等、利用淀粉、拷胶（单宁）等有机物作抑制剂达到多金属分离浮选的目的。
(4)絮凝剂。
使矿物细颗粒聚集成大颗粒，以加快其在水中的沉降速度；利用选择性絮凝进行絮凝一脱泥及絮凝一浮选。
常用的絮凝剂有聚丙烯酰胺和淀粉等。
(5)分散剂。
阻止细矿粒聚集，处于单体状态，其作用与絮凝剂恰恰相反，常用的有水玻璃、磷酸盐等。
浮选剂的种类和用量随矿石性质和浮选条件及流程特点而各异，可用试验单位提供药方（或称药剂制度），在生产实践过程中也可根据上述各种条件的变化而加以改变。
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
非极性矿物捕收剂概述
有二：其一为石油工业产品，如煤油、柴油、燃料油等；其二为炼焦化工副产品，如焦油、重油、中油等。
由于炼焦副产品来源不广，成分复杂而且不稳定，所以经常有一定量的酚类，毒性较大，目前已很少应用。
石油成分随产地而异，按成分分为三大类：烷属石油；环烷属石油和芳香属石油。
石油原油中还含有不同数量的氧、硫等。
石油精炼过程中，还要经过一系列的化学处理，因此，石油提炼的产品中，作为浮选剂的中性油、种类繁多，成分各异。
常用作浮选剂的有煤油、柴油、燃料油、重油、变压器油等。
和离子型捕收剂相比，烃类油的整个分子是非极性的，没有极性基。
其本身具有很强的疏水性，难溶于水，在矿浆中由于强烈的搅拌作用而被乳化成微细的油滴状。
所以，烃类油在矿物表面的固着过程是由于：第一碰撞作用。
使油滴粘附在疏水性矿物表面上。
然后，矿粒表面上的油滴逐渐兼并展开，形成油膜，覆盖在矿粒表面，从而大大增强矿物表面的疏水性，使之具有良好的可浮性。
最早的矿物浮选法，有所谓全油浮选，就是用烃油作为浮选剂的。
目前，单独使用烃油作浮选剂的，只是一些天然可浮性很好的非极性矿物，其中包括石墨、煤、硫磺、辉铝矿、滑石及雄黄等矿物。
一般而言，单独使用烃油进行浮选，用药量大，常需要0.2~1.0kg/t 或更高，选择性差。
作为辅助捕收剂使用，烃油特别是燃料油，煤油和柴油，都是很重要的浮选剂，如1975 年美国全年浮选剂的消耗中，烃油（主要是燃料油，其次是煤油）几乎占一半。
而且无论阳离子或阴离子捕收剂和烃油混合使用，常能提高捕收能力，收到良好效果。
在浮选实践中，这类例子是很多的，例如，用脂肪酸皂和煤油混合剂为捕收剂浮选磷灰石，用脂肪酸与燃料油混合浮选氧化铁矿，以及在石英浮选中脂肪胺与煤油混用，不仅能提高指标，而且节省胺用量。
国外在硫化矿字乳选中也广泛使用。