捕收剂的分类与结构
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 Significance2、捕收剂结构与分类Structure and Classification of collectors3、阴离子捕收剂Anionic collectors4、阳离子捕收剂Cationic collectors5、非离子性捕收剂Non-ionizing collectors1、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 Books2、捕收剂结构与分类Structure and Classification of collectors(1) 捕收剂的结构浮选捕收剂的目的是通过在被浮矿物（Given mineral)表面选择性吸附形成疏水层(Hydrophobic layer)，从而使疏水性矿粒附着气泡(Air bubbles)上浮至泡沫产品(Forth product)中。
浮选第三讲(捕收剂)
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
ore
捕收剂可分为哪几种类型？
3.2.1 捕收剂的分类
非极性油类捕收剂：煤油、变压器油 非离子型捕收剂：酯、多硫化物 异极性 捕收剂 离子型捕收剂 阳离子捕收剂：如 胺类 两性捕收剂：如氨基酸，胺黄药等
阻碍)捕收剂 与矿物表面 活化剂：能增强捕收剂与矿物的相互作用， 的相互作用， Activators 从而促进矿物可浮性的一类药剂。 调整矿浆性 pH调整剂(pH-regulators agents) 质，能提高 浮选选择性 的一类药剂。 介质调整剂 矿泥分散剂(slime dispersant) Modifying Medium regulators reagents
3 Flotation reagents
3.1 浮选药剂的分类和作用 3.2 捕收剂 3.2.1 捕收剂的分类 3.2.2 捕收剂的结构 3.2.3 硫代化合物类捕收剂(巯氢基捕收剂) 3.2.4 有机酸类(烃基含氧酸类或氧化矿)捕收剂 3.2.5 胺类捕收剂 3.2.6 非极性油类捕收剂 3.3 调整剂 3.3.1 活化剂 3.3.2 抑制剂 3.3.3 介质调整剂 3.3.4 起泡剂
Selection of the collector depends on the mineral assemblage under consideration.
影响捕收剂非极性作用的因素 有哪些？
影 响 非 极 性 基 疏 水 能 力 (waterrepellent ability)的因素：
a）烃链长度(hydrocarbon chain length) 非极性基烃链长度增加，使非极性间分 子的色散力 (dispersion force) 提高，增加了 药 剂 在 矿物 表 面 的固 着 强 度 ， 导 致 水化 (hydration) 作用减弱，表面接触角 (contact angle)增大，使矿物可浮性提高。 但药剂的疏水性 (hydrophobicity) 并不与烃 链中的CH2数成正比，烃链CH2数增加，接 触角增加，捕收剂用量下降，但接触角的 增长幅度下降，或捕收剂用量的减小幅度 下降。 因此捕收剂长度要适当，以保证其有强的 捕收能力和良好的选择性(selectivity)。
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。
捕收剂
品名：乙基黄原酸钠分子式：C2H5OCSSNa结构式：性状：浅黄色有刺激性气味的粉末（或颗粒），能溶于水、酒精等，能与钴、铜、镍等金属离子形成难溶化合物。
主要用途：乙基黄原酸钠是黄药系列产品中选择性最好的捕收剂。
它可广泛地应用于易浮或复杂有色金属硫化矿的优先浮选。
也可与硫化剂配用，应用于铜、铅氧化矿的浮选。
它还可用作湿法冶金沉淀剂（如：锌电解液的净化）及橡胶硫化促进剂。
品名：异丙基黄原酸钠分子式：(CH3)2CHOCSSNa结构式:性状：浅黄色有刺激性气味的粉末（或颗粒），能溶于水。
主要用途：异丙基黄原酸钠在有色金属硫化矿浮选中的捕收能力较乙基黄药稍强。
它主要用于各种有色金属硫化矿浮选的捕收剂，还可用作湿法冶金的沉淀剂；也用作橡胶硫化促进剂。
品名：丁基黄原酸钠（钾）分子式：C4H9OCSSNa(K)结构式：性状：浅黄色或灰白色有刺激性气味的粉末（或颗粒），能溶于水及酒精中，能与多种金属离子形成难溶化合物。
主要用途：丁基黄原酸钠 (钾) 是一种捕收能力较强的浮选药剂，它广泛应用于各种有色金属硫化矿的混合浮选中。
该品特别适合于黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿等的浮选。
在特定条件下，可用于从硫化铁矿中优先浮选硫化铜矿，也可浮选用硫酸铜活化了的闪锌矿。
品名：异丁基黄原酸钠（钾）分子式：(CH3)2CHCH2OCSSNa(K)结构式：性状：浅黄色有刺激性气味的粉末（或颗粒），易溶于水，能与多种金属离子形成难溶化合物。
主要用途：异丁基黄原酸钠 (钾) 也是各种有色金属硫化矿浮选中捕收能力较强的浮选药剂，该品主要用于铜、铅、锌等多种金属硫化矿的浮选。
它已显示在自然回路中浮选各种铜矿和黄铁矿特别有效。
品名：异戊基黄原酸钠分子式：(CH3)2CHCH2CH2OCSSNa结构式：性状：黄色有刺激性气味的粉末，能溶于水。
主要用途：异戊基黄原酸钠是一种强捕收剂，主要应用于需要捕收力强而不需要选择性的有色金属矿物的浮选。
例如，它是浮选氧化了的硫化矿或氧化铜矿和氧化铅矿（经过硫化钠或硫氢化钠进行硫化）的良好捕收剂。
捕捉剂机理
捕捉剂机理捕捉剂（trap agent）是指一种能够捕捉其他分子或离子的化合物。
捕捉剂广泛应用于有机合成、催化反应以及分离纯化等许多化学领域。
捕捉剂的机理涉及分子的相互作用、键的形成和断裂等过程。
本文将从捕捉剂的定义、分类、机理和应用等方面进行探讨，以期全面了解捕捉剂的工作原理。
首先，捕捉剂可以根据其工作的原理和反应机制进行分类。
其中一种常见的捕捉剂是包合捕捉剂（encapsulation trap agent）。
这类捕捉剂含有中空结构，可以将特定大小和形状的分子或离子包裹在内部空腔中，从而形成稳定的包合物。
包合捕捉剂通常由大环化合物或金属有机配合物构成。
另一种常见的捕捉剂是化学吸附捕捉剂（chemical adsorption trap agent）。
这类捕捉剂通过化学吸附作用将目标分子或离子吸附在其表面，形成化学键或离子-质子相互作用。
对于包合捕捉剂来说，其机理涉及包合剂和目标分子之间的非共价相互作用。
这些相互作用包括氢键、范德华力、离子-质子相互作用等。
包合剂的中空结构可以通过这些非共价相互作用与目标分子形成稳定的包合物。
例如，α-环糊精是一种常用的包合剂，可以通过氢键和范德华力与疏水性分子相互作用，从而形成稳定的包合物。
化学吸附捕捉剂的机理涉及吸附剂和目标分子之间的化学键或离子-质子相互作用。
吸附剂通常具有具有活性位点，可以与目标分子发生求核加成或氢键形成。
例如，活性炭是一种常见的吸附剂，其表面具有一系列的功能基团，可以与各种目标分子发生化学吸附。
捕捉剂的应用非常广泛。
在有机合成中，捕捉剂可以用于催化反应的催化剂的拆除和回收。
特别是在金属催化反应中，目标分子与催化剂之间的结合会降低反应效率。
通过引入合适的捕捉剂，可以将目标分子与催化剂分离开来，实现催化反应的高效进行。
此外，捕捉剂还可以应用于分离和纯化过程中。
通过选择合适的捕捉剂，可以选择性地吸附和分离目标分子，从而实现纯化目的。
总之，捕捉剂在化学领域中具有重要的作用。
选矿药剂汇总--捕收剂
选矿药剂汇总--捕收剂1、羟肟酸类选矿药剂烷基羟肟wò酸具有2种同时存在的互变异构体：氧肟酸和异羟肟酸。
烷基7-9羟肟酸（RCONHONa）为红棕⾊油状液体，含烷基羟肟酸60-65%，脂肪酸15-20%，⽔分15-20%，易溶于热⽔，有毒性。
在有⽆机酸存在时，羟肟酸容易⽔解成羟氨和羧酸。
可⽤来浮选锡⽯、氧化铁矿、稀⼟、磷酸盐矿、⿊钨矿、⽩钨矿、重晶⽯、氧化铅锌矿等，是⼀种选择性良好的捕收剂。
苯甲羟肟酸，红棕⾊固体，捕收能⼒较烷基羟肟酸弱，选择性好，主要⽤于铁矿⽯正浮选。
品名：⽔杨羟肟酸（同名：⽔杨氧肟酸）主要成份：⽔杨基羟肟酸（⽔杨基氧肟酸）分⼦式：C6H4OHCONHOH性状: 产品为粉红⾄桔红⾊固体粉末，微溶于⽔，可溶于碱溶液，性质稳定，带有⽔杨酸⽓味。
主要⽤途：⽔杨羟肟酸能与锡、钨、稀⼟、铜、铁等⾦属形成稳定的螯合物，⽽与碱⼟⾦属及碱⾦属形成不稳定的螯合物，所以，⽔杨羟肟酸具有较好的选择性。
特别是⽔杨羟肟酸与锡⽯螯合时不仅能形成多种形式的外络盐，⽽且还能形成不同构成的内络盐，因此，⽔杨羟肟酸对锡的选择性较强。
该品在锡⽯选矿中通常与P86配套使⽤，并具有⼀定的起泡性。
该品还具有毒性低（是卞基胂酸的⼗六分之⼀，故此品的应⽤还可以使环保问题得到⼤⼤改善）、⽤药量少、适⽤性强等特点，具有较⾼的推⼴应⽤价值。
2、磷酸酯、膦酸类选矿药剂烷基磷酸酯分磷酸单酯、磷酸⼆酯、磷酸三酯，⽤作捕收剂时，单酯最好，⼆酯次之，三酯不能单独⽤作捕收剂，需与别的捕收剂混合使⽤，作为辅助捕收剂。
烷基磷酸酯作为锡⽯、铀矿、磷灰⽯、⾚铁矿捕收剂。
烃基膦酸与烷基磷酸酯不同，烃基膦酸分⼦中的磷原⼦直接与烃链上的碳原⼦相连。
有机膦酸作为捕收剂的主要是苯⼄烯膦酸，为⽩⾊结晶，可溶于⽔，且溶解度随温度的升⾼⽽增⼤，与Sn、Fe离⼦形成难溶盐，与钙、镁离⼦在⾼浓度时形成盐，故对含钙、镁的矿物捕收能⼒较弱。
选择性⽐甲苯胂酸稍差，但毒性⼩，⽆起泡性，⽤来浮选锡⽯、⿊钨矿等。
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。
硫化矿捕收剂全解
双黑药外，其余均为液体，烃基越大越粘稠。与选
矿有关的化学性质如下：
（1）双黑药与硫化钠作用生成钠黑药：
(RO)2PSS-SSP(OR)2+Na2S→2(RO)2PSSNa+S↓ （2）双黑药在水溶液中分解生成黑药，反应速度与
pH值有关：
(RO)2PSS-SSP(OR)2+2OH-
2(RO)2PSS-+1/2O2+H2O
黑药酯的学名烃基二硫代磷酸硫醚酯，是黑药
的衍生物，可作硫化矿捕收剂，结构式如下：
RO S
P-S(CH)nSR”
RO
R’
通式中R是少于6个碳原子的烷基，R’为H或甲
基，R”为含碳原子数较少的烷基、烯烃基、芳香
基，n为小于3的整数。通常R为乙基或丙基，R’为
H，R”为丙烯基、乙基、丙基及异丙基。
黑药酯的特点是在低pH值条件下（pH=5）对 硫化矿浮选也能保持很好的选择性。离子型捕收剂 浮选硫化矿时一般pH值在9~11的条件下进行，对于 一些自然pH值很低的硫化矿，往往大量消耗石灰。 若用黑药酯浮选，在不加石灰的情况下也能获得与 用石灰、黄药进行浮选时一样的结果。特别值得注 意的是，这类捕收剂可以浮选经活化的闪锌矿而完 全不浮方铅矿。
酸，是一种弱酸，很不稳定，pH值越低分解越快
（2）与某些金属离子形成络合物，结构如下:
Байду номын сангаас
S
R2N+=C
Me
S
（二）“硫氮”的捕收性能 该药剂与黄药相似，但优于黄药，最适宜铅锌
分离时浮选方铅矿。 （1）“硫氮”作捕收剂浮选闪锌矿的临界曲线如下 图，可以看出，烃基越长越能在较高pH值条件下浮 选闪锌矿，故铅锌分离时，用烃基较短的“硫氮”为佳。
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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。