矿物浮选第5章浮选剂(作用原理(2)
第五章 浮选
非极性烃类油捕剂及其作用机理
1．烃类油的性质 • 煤泥浮选广泛采用非极性烃类油为捕收剂。 煤泥浮选广泛采用非极性烃类油为捕收剂。 非极性烃类油的特点： 非极性烃类油的特点： 1）结构对称 ） 2）化学性质不活泼 ） 3）难溶或微溶于水 ） 4）具有较强的疏水性 ）
2．烃类油的作用机理： ．烃类油的作用机理：
脂类捕收剂
• 黄原酸脂类： • 烃基硫代氨基甲酸脂： • 二硫代 • 一硫代
烃基酸及皂类阴离子捕收剂
氧化矿物的有效捕收剂： 氧化矿物的有效捕收剂： 1．羧酸及其皂类（复习有机化学）； 2．烃基磺酸盐和烃基硫酸盐： 磺酸盐： R-SO3Na 硫酸盐： R-O-SO3Na 有机异极性表面活性剂：分子量小起泡能 力强，日用洗涤剂；分子量大捕收能力 强，类羧酸。
（二）起泡剂的作用及作用机理
1．降低气液界面的张力，改善气泡的分散度。 ．降低气液界面的张力，改善气泡的分散度。 （1）δAW与起泡能力的关系 在外界消耗功相同的情况下，δAW降低，空气流被分割易于形成气泡， 生成更多的利于分选的气液界面。两者的关系图：
（2）改善气泡的分散度 在充气量一定V，气泡直径越小，气液 分选界面面积越大，气泡在分选空间内 分散度越高,对分选有利。 对气泡尺寸的要求： 对气泡尺寸的要求：根据分选对上浮力 和升浮速度要求确定气泡尺寸,在清水中 无起泡剂,生成气泡直径4～5mm，有起泡 剂时气泡直径0.8～1mm。现代理论研究 表明：微泡对浮选过程有强化作用。
3. 烃类油的捕收作用
1）油滴在煤粒表面吸附，提高煤表面的疏水性； ）油滴在煤粒表面吸附，提高煤表面的疏水性； 2）烃类油可以在煤粒与气泡接触的三相接触周边 ） 形成三相油环，提高煤粒与气泡的粘着强度； 形成三相油环，提高煤粒与气泡的粘着强度； 3）油滴可与煤粒、气泡形成气絮团，增加上浮力， ）油滴可与煤粒、气泡形成气絮团，增加上浮力， 提高浮选速度
浮选药剂---复习资料.
第一章1、浮选药剂：在矿物浮选过程中，为了改变矿物表面的物理化学性质，提高或降低矿物的可浮性，以扩大矿浆中各种矿物可浮性的差异，经行有效地分选，所使用的各种有机和无机化合物，称为浮选药剂。
浮选：浮选是利用不同矿物表面的物理化学性质的差异，在固-液-气三相界面分选各种矿物的工艺过程，所以固、液、气的界面性质及其调节，对这一分选过程将产生深刻的影响向，特别是固相即矿物的界面性质及其调节将具有决定性的影响。
2、调节和控制矿物浮选行为的方法？调节矿物分选的方法一般分为物理方法和化学方法，物理方法主要包括：加温处理和高能辐射，化学方法就是加入浮选药剂。
3、浮选药剂发展的历史阶段及其特点？①早起混合油类捕收剂时期药剂条件简单，但是分选效率不高，能分选的矿物的种类不多，尤其是不能使共生矿物彼此分离，并且耗油量大；②中期这一时期所使用的浮选药剂大多都是人工合成或天然物经加工获得的有机和无机化合物，他们大多具有较好的水溶性，而且有效成分含量高，分选效率高、适应性强、耗药量低；③近期非离子极性特效捕收剂时期（络合捕收剂时期）选择性更好，可以用少量抑制剂就可完成优先浮选，其次是用量更少，许多具有起泡性能或者在常温下为液体，易于添加。
4、常见的阴离子离子捕收剂浮选药剂类别典型实例捕收剂极性型阴离子型硫代化合物黄药类黑药类硫氮类硫醇及其衍生物硫脲及其衍生物乙基黄药、丁基黄药25号黑药、丁基铵黑药乙硫氮、丁硫氮苯（马并）噻唑硫醇二苯硫脲羟基含氧酸及其皂类羧酸及其皂烃基硫酸酯烃基磺酸及其盐烃基膦酸烃基胂酸羟肟酸油酸、氧化石蜡皂、妥尔油十六烷基硫酸钠石油磺酸钠苯乙烯膦酸。
浮锡灵混合甲苯胂酸、苄基胂酸异羟肟酸阳离子型胺类脂肪胺醚胺吡啶盐月桂胺、混合脂肪胺烷氧基正丙基醚胺烷基吡啶盐酸盐非离子型硫代化合物的酯多硫代化合物Z-200双黄药非极性型烃油煤油，柴油起泡剂羟基化合物脂环醇、萜烯醇脂肪醇酚松醇油甲基异丁基甲醇、C6-C8混合醇甲酚、木馏油醚及醚醇脂肪醚醇醚三乙氧基丁烷乙基聚丙醚醇吡啶类重吡啶酮樟脑油调整剂抑制剂无机化合物（其中石灰。
第五篇 浮选(浮选药剂)
黄药对矿物的捕收能力与生成的金属黄酸盐的溶解度大小 有关。 黄药和重金属阳离于可生成难溶性化合物，例如乙基和丁 基黄酸盐可以和铜、汞、金等阳离子生成溶度积很小的产物， 实践表明这些金属离子的硫化矿很容易用乙基黄药浮选。 对于含Zn2+和 Fe3+时等金属离子的硫化矿物，由于生成的 黄酸盐溶度积较大，矿物须经活化后才能浮选。 黄药和碱土金属离子不能生成难溶性化合物，故黄药不能 浮选含碱土金属的矿物、氧化物、硅酸盐、铝硅酸盐等矿物。 (如萤石CaF2、方解石CaCO3、重晶石BaSO4) 这就保证了黄药具有较高的浮选选择性。 黄药是以下三类矿物最广泛应用的捕收剂：贵金属和自然 贵金属和自然 硫化矿物（对于闪锌矿和磁黄铁矿的捕收能力较弱）； ）；铅 铜；硫化矿物（对于闪锌矿和磁黄铁矿的捕收能力较弱）；铅、 铜和锌的氧化矿物（经硫化后）。 铜和锌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。 浮选药剂的种类很多，由于研究角度不同，有不同 的分类方法，既有有机化合物又有无机化合物，即有酸 和碱，又有不同的盐类等。 浮选药剂分类法中最基本的方法是按药剂在浮选中 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。
黄药溶子水后解离为黄酸阴离子和碱金属阳离子（Na＋或K+）。 C2-C5的黄酸是弱酸，解离常数 K=1×10-5。 黄酸离子在碱性介质中是很稳定的，但在某些情况下黄酸离 子会产生水解，生成黄原酸。
水解产物黄原酸易分解，pH愈低，分解愈迅速： 黄原酸分解的速度远远快于黄酸离子水解的速度， 黄原酸分解的速度远远快于黄酸离子水解的速度，因此,黄 酸阴离子水解的速度决定了黄药分解成醇与CS2的速度。一旦黄 酸离子产生水解黄药的捕收作用将随之消失。实践中经常控制 矿浆的pH值以防止黄酸离子的分解，矿浆pH 值越低分解越快。 在碱性矿浆中黄药是足够稳定的。 黄药遇热容易分解，而且温度愈高，分解愈快。
浮选剂作用原理与应用
浮选剂作用原理与应用
浮选剂是一种常用的矿石提取工艺中的化学药剂，其主要作用是调节矿石表面的性质，使其能够与气泡接触并附着在气泡上进行分离。
浮选剂的作用原理主要包括以下几个方面：
1. 表面活性剂作用：浮选剂中的表面活性剂可以使矿石表面具有亲水性或疏水性，从而改变其与气泡的接触角度，增强矿石颗粒与气泡的接触能力。
2. 细胞膜作用：浮选剂中的部分有机物质可以进入矿石颗粒的细胞膜或孔隙中，改变矿石表面电荷状态，从而增加矿石颗粒与气泡之间的吸附作用。
3. 化学反应作用：浮选剂中的特定药剂可以与矿石表面的金属离子形成络合物，改变矿石表面的化学性质，以提高矿石与气泡的相互作用能力。
浮选剂的应用主要集中在矿石的选矿过程中，特别是提取金、铜、铅、锌等金属矿石及有色金属矿石。
浮选剂可以分为阳离子浮选剂和阴离子浮选剂两大类，具体的应用取决于矿石的矿物组成和化学性质。
浮选剂的选择和使用需要考虑矿石的特点、浮选流程和经济效益等因素。
第五章影响浮选的主要因素
班次
甲
24.48
12.01
71.34
79.02
92.02
39.02
53.00
乙
26.20
11.91
70.08
75.27
89.86
34.22
55.64
丙
25.25
11.48
69.56
75.85
90.08
34.26
55.82
j (100 Aj ) j Aj
(100 Ar ) Ar
100
（%）
j
100 Ar
Ar Aj Ar
— 浮选精煤灰分，%；
— 浮选入料灰分，%；源自— 浮选精煤产率，%。第五章
影响浮选的主要因素
表2 B选煤厂各生产班的浮选月平均指标
入料 灰分 % 精煤 灰分 % 尾煤 灰分 % 精煤 产率 % 精煤可燃体 回收率 % 精煤非可燃 体回收率 % 浮选完善 指标 %
剂，增快其浮选速度，提高可燃体回收率。
（3）以免被细粒级和细泥过多吸附，从而降低了浮选剂用量。
第五章
影响浮选的主要因素
5 浮选流程
煤泥水原则流程 浮选结构流程
5.1 煤泥水原则流程
图4 浓缩浮选原则流程图
第五章
影响浮选的主要因素
煤泥水 （来自于浮选粒度上限控制作业）
煤浆预处理装置
浮选设备
尾煤 澄清浓缩设备
④ 三种浓度之间的换算式：
第五章 影响浮选的主要因素
2.2 结论
一般认为合适的入浮浓度在80g/L左右。 当要求提高分选选择性，降低精煤灰分时，取较低浓度，反之取较高浓度； 当煤泥可浮性差，尤其高灰细泥多时，取较低浓度，反之取较高浓度。 浮选入料浓度的大小，直接影响浮选的生产成本。降低浮选入料浓度固然可以 增强浮选选择性，但浮选剂用量增加，浮选机处理量（按干煤泥计算）下降，电能 消耗（按干煤泥量计算）和稀释水量上升，致使选煤加工成本增加。
（经典知识）浮选—调整剂的原理、作用及分类
（经典知识）浮选—调整剂的原理、作用及分类pH调节剂、抑制剂、活化剂、絮凝剂、分散剂通称调整剂。
总起说来，浮选药剂可分为捕收剂、起泡剂、调整剂三大类。
在选矿过程中，利用矿物天然疏水性的不同，从磨矿分级溢流矿浆中浮选出矿物的富集过程称之为浮选。
在浮选作业中为使磨细矿石的各种矿物能有效的分离，必须经过药剂处理，并且在矿浆中加以搅拌、充气，易于与气泡粘附的矿物随气泡上浮，不与气泡粘附的矿物留在矿浆中，达到矿物富集的目的。
在浮选工艺中所使用的各种药剂，总称为浮选药剂，在浮选药剂中除捕收剂和起泡剂外，都称为调整剂。
调整剂的作用是：调整捕收剂与矿物的作用，促进或抑制矿物的可浮性;调节矿浆的酸碱度及离子的组成。
按调整剂的作用效果分类，大致可分为pH调节剂、活化剂、抑制剂、分散剂，絮凝剂等。
一、pH调节剂(一)pH调节剂有：石灰、碳酸钠、硫酸、二氧化硫、苛性钠等。
1、石灰：石灰石(CaCO3)在1200℃高温条件下锻烧分解为生石灰(CaO)与二氧化碳，生石灰简称为石灰，生石灰易于吸水成为熟石灰(Ca(OH)2)。
熟石灰为白色粉状物质，不易溶解于水中，在浮选作业中通常直接添加到球磨机或者浮选前的搅拌槽中，也可以在搅拌中用水调成石灰乳，然后加入浮选机中，氢氧化钙是强碱，溶于水中的氢氧化钙完全电离，使溶液呈强碱性。
石灰是最便宜的矿浆pH调整剂，在多金属硫化矿床中，采用优先浮选时，常用石灰提高矿浆pH值，使黄铁矿受到抑制。
石灰是黄铁矿很典型的抑制剂，一般的说有的黄铁矿可以在弱酸性矿浆中浮选，有的也可以在中性或碱性矿浆中浮选。
黄铁矿表面氧化后，当pH大于7时就浮不好。
加入石灰黄铁矿便受到抑制。
石灰抑制黄铁矿原因是在矿物表面生成Fe(OH)2和Fe(OH)3的亲水薄膜。
被石灰抑制的黄铁矿，可以用碳酸钠和硫酸铜，或者加入硫酸将矿浆pH值调至6-7，黄铁矿就可以再浮选。
2、碳酸钠：苏打的学名叫碳酸钠，工业上叫纯碱，是一种弱酸强碱盐，无色固体，易溶于水。
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。
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)。
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（1）弱酸性
ROCSSNa---ROCSS-+Na+ ROCSS-+H2O—ROCSSH+OHROCSSH—ROCSS-+H+ (2)不稳定性 ROCSSH—CS2+ROH ROCSSNa+1/2H2SO4—ROCSSH+1/2Na2SO4
ROCSSH—ROH+CS2
2 硫化矿物浮选体系的基本性质 2.3 硫化矿浮选捕收剂
浮选捕收剂；同时是硫化矿物表面上硫化矿物与捕收剂的作
用产物。
2 硫化矿物浮选体系的基本性质 2.3 硫化矿浮选捕收剂
3）烃链的影响 （1）氧化还原性
烃链的越长，还原性越强，在较小电位下被氧化为二聚物。
（2）捕收剂金属盐的溶度积
lgS=a-bN
S-溶度积；a,b-常数 （3）捕收性能
3 捕收剂-硫化矿物的电化学反应
硫化矿表面氧化产生亲水物S2O32-、SO42- 、M(OH)2等，浮选受到抑制。
2 硫化矿物浮选体系的基本性质 2.2 硫化矿物的氧化还原性
硫化矿物的自然氧化速率
采用腐蚀电流定量来测定，硫化矿物的氧化速率取决于
反应的表面积、氧的分压、硫化矿物的种类、溶液的组成和
温度等。按电极电位确立氧化速度大小，硫化矿物的顺序如 下：黄铁矿>铜兰>黄铜矿>毒砂>斑铜矿>闪锌矿。
3 捕收剂-硫化矿物的电化学反应
3.2 捕收剂在硫化矿物表面作用的电化学原理
E10 RT RT 2.88 RT 0 1n[ X ] E E 2 1n[ S 2 O32 ] pH 2F 8F F
由上式表明，对于硫化矿物的浮选过程，Eh、pH 及捕收剂浓度C控制了矿物浮选的范围，Eh，pH，C
0.30 0.55
0.50 0.51
0.70 1.50
2 硫化矿物浮选体系的基本性质 2.3 硫化矿浮选捕收剂
硫化矿的的捕收剂以黄药为代表，硫化矿浮选理论以研究黄药与矿
物的作用机理为主，同时也是学术上长期争论的问题。
需要说明的：硫氮类、黑药类药剂 、硫胺酯、胺基黄原酸腈酯、黄 原酸等非离子型极性捕收剂 也在工业上达到越来越重要的应用。 1）化学性质
2 硫化矿物浮选体系的基本性质 2.2 硫化矿物的氧化还原性
以方铅矿（PbS）为例 酸性体系： PbS Pb2++S0+2H++2e (1) 中性或碱性体系： PbS+H2O PbO+S0+2H++2e (2) E0=0.750V PbS+2H2O HPbO2-+S0+3H++2e (3) E0=0.841V 2PbS+5H2O 2PbO+S2O32-+10H++8e (4) E0=0.614V 2PbS+6H2O PbO+SO42-+10H++8e (5) E0=0.45V 如果假定pH=9，可溶离子的浓度为10-6mol/L，(2)反应的Nernst电位 为0.133V， (3)反应的Nernst电位为-0.133V， (4)反应的Nernst电位为0.088V， (5)反应的Nernst电位为-0.258V。 ΔG=-nFE
LMX n n [X ] [ ] Lsp [OH ]
1
它的意义在于反映了黄药离子和氢氧根离子在硫化 矿物表面的竞争吸附结果。经典的硫化矿浮选理论认 为，黄药类捕收剂泡沫浮选的根本特征是：在特定的 表面活性剂（黄药为代表）作用下，控制浮选矿浆pH 值，以及捕收剂，调整剂浓度，使硫化矿物表面疏水 或亲水，从而达到浮选分离的目的。
（4）置换转换作用（metathetical substitution）。 矿物表面的 疏水物质既可能是中性的捕收剂二聚分子（例如双黄药），也 可能是捕收剂-金属离子盐。捕收剂-金属离子盐的吸附及选择 性取决于硫化矿物中金属离子的特性；而中性的捕收剂二聚分 子的吸附是没有选择性的。
3 捕收剂-硫化矿物的电化学反应
3.1 捕收剂浮选电化学的混合电位模型 有关硫化矿物与捕收剂作用，近年来进行了大量的研究，
一般认为是产生捕收剂金属盐和双黄药两种形式。
Yoon把捕收剂在硫化矿物表面上的吸附划分为四种混合电 位类型：（1）化学吸附（chemisorption）；（2）催化氧化
(catalytic oxidation)；（3）电化学机制（EC mechanism）；
2 硫化矿物浮选体系的基本性质 2.1 硫化矿物
表 常见硫化矿物的Eg值
硫化矿物 方铅矿 闪锌矿 黄铜矿 黄铁矿 Eg（ev） 0.41 3.60 0.50 0.90 硫化矿物 辉锑矿 辉铜矿 黝铜矿 辉钼矿 Eg值（ev） 1.72 2.10 金属导电性 金属导电性
2 硫化矿物浮选体系的基本性质 2.2 硫化矿物的氧化还原性
浮选过程中，当黄药等捕收剂（包括黑药、硫氮类药剂） 在硫化矿物表面接触时，捕收剂在矿物表面的阳极区被氧化， 氧气（氧化剂）则在阴极区被还原；硫化矿物本身也可能被 氧化。 3.1 捕收剂浮选电化学的混合电位模型 把硫化矿物表面静电位与捕收剂在其表面生成产物联系起 来的混合电位模型的建立，形成硫化矿浮选电化学的基本理论。
所谓混合电位就是在同一电极上两个或两个以上独立的阳 极反应和阴极反应，当阳阴电流大小相等、方向相反时，反建 立的稳定电位即为混合电位。
3 捕收剂-硫化矿物的电化学反应
3.1 捕收剂浮选电化学的混合电位模型 硫化矿浮选电化学理论认为：硫化矿浮选体系中，阳极反 应为捕收剂（黄药）与硫化矿物作用形成捕收剂金属盐或者捕 收剂的二聚物（双黄药），阴极反应则是矿浆中的氧接受阳极 反应给出的电子而被还原，捕收剂-硫化矿物-氧三者通过电化 学反应在硫化矿物表面形成疏水性产物导致其可浮。
和多数非硫化矿物相比，硫化矿物中硫的不稳定，硫化矿物
中的硫一般以-2价或-1价存在。根据矿浆氧化还原气氛，硫可 以氧化至高氧化价态0，+2，+4，+6价。 氧化的深度和氧化产物的种类显着地影响硫化矿物表面性质 和浮选行为，这是硫化矿区别于非硫化矿物最重要的特征之一。
硫化矿物表面氧化产物受环境和氧化物浓度的影响，硫化矿
0 2
上式则对应了硫化矿表面的氧化产生亲水物M(OH)2等，浮 选开始受到抑制。
。
2 2MS 7H 2O 2M (OH ) 2 S 2O3 10H 8e
0 E2 E2
RT 23.03 RT 1n[ S 2 O32 ] pH 2F nF
从热力学角度而言，只有当硫化矿物的电极电位E处于E1和 E2之间时，硫化矿物才具有可浮性，即：
1 经典的硫化矿浮选理论
“化学反应溶度积理论”、“离子交换吸附假说 ”和“分子吸附假说”认为硫化矿物与黄药类捕 收剂的相互作用机理由一系列意义明确的反应组 成，在硫化矿物表面形成疏水性产物。这三大理 论被认为是近代硫化矿浮选的经典理论，它们的 理论基础是物理化学和表面化学。
1 经典的硫化矿浮选理论 有黄药存在时，硫化矿物的浮选存在黄药酸根离子 X- 与 OH- 根离子的竞争吸附，按照浮选溶液化学的观
表面物理化学分选
浮选剂与矿物的作用原理（2）
——硫化矿物捕收剂作用原理
1 经典的硫化矿浮选理论
Taggar 、 Gaudin 和 Wark 因此被认为是近代浮选理论的 三大奠基人。 1） Taggart等人提出了“化学反应溶度积理论”，这个 理论认为黄药与硫化矿表面发生了化学反应，捕收剂与硫 化矿物中金属离子化学反应产物的溶度积愈小，反应愈易 进行。 2 ） Gaudin 则提出了“离子吸附假说”，认为黄原酸离 子与硫化矿物表面的离子发生了交换吸附。 3）Wark和Cook提出了“分子吸附假说”，认为黄原酸 分子或者黄原酸离子在硫化矿物表面发生吸附而导致其表 面疏水。
2 硫化矿物浮选体系的基本性质
碱性体系(pH=9)，从热力学角度，方铅矿的氧化反应（5）最容易：
2PbS+6H2O PbO+SO42-+10H++8e
实际上，方铅矿在上述条件下，电极电位在-0.258V的条件下，反应 （5）的反应速率很小，只有当电极电位在>0.75V的条件下，反应（5）的 才发生。 因此对于方铅矿而言，在碱性体系，表面的氧化反应是以反应 (2)\(3)\(4)为主。下表是电化学测量的方铅矿表面氧化时，不同电极电位条 件下表面产物的量之比。 极化电位(V) S2O32-/S0(重量比,%)
0.315
0.255 0.187 0.122 0.086 -0.015
2 硫化矿物浮选体系的基本性质 2.3 硫化矿浮选捕收剂
2ROCOS---(ROCOS)2+2e 2 (RO)2PO2---[(RO)2PS2)]2+2e 2(C2H5)2NCS2---[(C2H5)2NCS2]2+2e 黄药类（硫氢类捕收剂）可以氧化为相应的二聚物，是
2）氧化还原性质 ROCSSNa---ROCSS-+Na+ 2 ROCSS-—（ROCSS)2+2e
E0(V)
烷基
黄药
O)2PO2Na
甲基
乙基 正丙基 正丁基 正戊基 正已基
-0.004
-0.057 -0.090 -0.128 -0.158
0.02
0.002 -0.022 -0.038 -0.080 -0.12
0 1
E1表示捕收剂在硫化矿表面形成疏水性产物的热力学平 衡电位，上式代表浮选的开始。
3 捕收剂-硫化矿物的电化学反应
3.2 捕收剂在硫化矿物表面作用的电化学原理
2 2MS 7H 2O 2M (OH ) 2 S 2O3 10H 8e
RT 23.03 RT 2 E2 E 1n[ S 2 O3 ] pH 2F nF