说明不同类型浮选药剂在浮选中的作用
选矿讲稿(5)-浮选
第六章浮选第一节浮选概述一、浮选定义及基本方法1.定义：浮选，亦称泡沫浮选，是根据各种矿物的表面性质的差异，从矿浆中借助气泡浮力，分选矿物的过程。
2.方法：一定浓度的矿浆并加入各种浮选药剂，在浮选机内产生大量的弥散气泡，于是，呈悬浮状态的矿粒与气泡碰撞。
下一步选择性分离。
二、浮选过程：矿物的浮选过程是在固（矿物）、液（水）和气（气泡）三相界面上进行的，进行这一过程的关键在于：矿物表面性质（润湿性）差异，从矿浆中析出足够量的稳定而细小的气泡；有用矿物（欲浮矿物）有充分的机会与气泡群碰撞，并牢固地粘附在气泡上被浮到矿浆的表面，脉石矿物虽有机会与气泡碰撞，但不粘附，遗留在矿浆中，在这里气泡是分选的媒介，同时又是运载工具。
浮选过程一般包括下列工序：1）矿石原料的准备，包括磨矿和分级，使入选矿物单体分离负荷浮选要求。
2）矿浆的调整并加入浮选药剂。
3）搅拌并造成大量气泡。
向浮选机中引入空气并形成气泡，使矿粒在矿浆中悬浮，造成矿粒与气泡接触的机会。
4）气泡的矿化。
即矿粒向气泡附着。
5）矿化泡沫的形成和刮出。
图选矿过程示意图◆正浮选：上浮的泡沫产品为目的矿物的浮选过程。
◆反浮选：上浮的泡沫产品为脉石矿物的浮选过程。
◆优先浮选：将多种有用矿物依次分选为单一的精矿。
◆混合浮选：将有用矿物共同分选出来，组成混合精矿，然后将混合精矿加以分选。
三、浮选发展的三个阶段1 全油浮选：1860年由英国人Willian Haynis首先取得专利权。
分选作用主要在油-水界面发生，疏水矿粒进入油相，亲水矿粒进入水相。
1898年这种工艺用于工业生产。
2 表层浮选：1907年由马克魁斯通（Macquiston）首先取得专利权。
分选作用主要在水-气界面发生，疏水矿粒浮在水面上，亲水矿粒沉入水中。
•以上两种浮选因其是在两相界面发生，因此又称为界面浮选。
3 泡沫浮选：1902年由Potter首先取得专利权。
分选作用主要在气-水-固三相界面发生，疏水矿粒念附气泡上浮，亲水矿粒留于水中。
浮选药剂3
浮选药剂（三）值得指出的是浮选药剂的分类是有条件的，某种药剂在一定条件下属于这一类，在另一条件下可能属于另一类。
S）在浮选有色金属硫化矿时它是抑制剂，而在浮选有色金属氧化矿时是活化剂，当用量过多时例如，硫化钠（Na2它又是抑制剂；此外，一种药剂同在一浮选过程中也可同时起几种作用。
如，石灰既可调整矿浆pH，又可抑制黄铁矿等。
1.捕收剂捕收剂是改变矿物可浮性的最重要最关键的一类药剂。
它能在有用矿物表面生成疏水薄膜，提高矿物的疏水性，有利于矿物颗粒与气泡附着而起捕收作用。
捕收剂是一种异极性物质，它的一端为极性基，另一端为非极性基。
当药剂与矿粒表面作用时，极性基吸附在矿物表面上，而非极性基朝向外，从而减弱了水分子对矿物表面的亲和力，提高了矿物表面的疏水性。
例如捕收剂黄药在矿浆中，当矿粒表面附着有黄药再与气泡接触时，黄药的非极性插人气泡，矿粒随着气泡上浮到矿浆表面（见图1）。
根据药剂矿物表面作用的极性基不同，捕收剂可分为：阴离子型（硫代化合物类、烃基酸类），阳离子型（胺类），两性型，非离子型（脂类，多硫化物），非极性捕收剂（油类）。
硫代化合物类捕收剂主要有黄药、黑药、硫醇等，常用于浮选自然金属、有色金属硫化物和硫化后的氧化矿。
烃基酸类捕收剂有油酸、氧化石蜡皂等，常用于浮选氧化矿、碱土金属矿、硅酸盐矿等。
胺类捕收剂主要用于浮选适应石英和铝硅酸盐矿石，油类捕收剂包括煤油、变压器油、太阳油，用来浮选具有自然疏水性的矿物，如辉钼矿、石墨、自然硫等，也可以作为辅助捕收剂浮选自然金。
选金厂常用的捕收剂有黄药、黑药、胺黑药等。
1)黄药黄药是浮选含金硫化物最常用的捕收剂，化学成分为烃基二硫代碳酸盐（ROCSS Me），其中R为Cn H2n+1，类烃基，Me为金属钠或钾。
它是一种淡黄色粉末，具有刺激性臭味，有一定的毒性，溶于水，易氧化。
使用黄药捕收剂时，必须调整矿浆的pH在7以上，即在碱性矿浆中使用。
如在酸性矿浆中使用，必须适当增大用量。
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。
矿物加工工程-浮选药剂
率，则应选用高级黄药。 （4）黄药可捕收的矿物 贵金属和自然铜； 硫化矿物； 硫化后的氧化矿。
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2.2.3 巯基类阴离子型捕收剂
（5）作用机理
化学吸附说 黄药对硫化矿的捕收，前提是必需有氧的存在。硫化矿 物表面先发生氧化反应，形成硫氧盐或硫酸盐，然后，再与黄药作用 生成溶度积很小的难溶盐。
度相对较慢。 C.黄药遇热分解，遇水也分解，故黄药应存放在干燥、阴凉的地方。 D.工业使用的黄药含15%杂质和水，故不宜久存，最好是现配现用。
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2.2.3 巯基类阴离子型捕收剂
（3）黄药的性质
氧化性 黄药是强还原剂，易被氧化，生成双上黄药。 2ROCSS-+1/2O2+CO2 → (ROCSS)2+CO322ROCSS-+1/2O2+H2O → (ROCSS)2+2OH-
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2.2.3 巯基类阴离子型捕收剂
（2）性质 弱电解质，在水中可解离，即
(RO)2PSSNa→(RO)2PSS- + Na+ A. 比黄药稳定，在酸介中分解速度慢，故必须在酸介中浮选时，可选
用黑药做捕收剂。 B. 较难氧化，氧化后生成双黑药。
2(RO)2PSS– – 2e → (RO)2PSS-SSP(OR)2 双黑药：油状非离子型液体，可捕收硫化矿，用途不如黑药广泛。 C. 捕收硫化矿时，以其亲固基中S2-与矿表金属离子结合，故黄药能 捕收的矿物，黑药也可以，工业用途仅次于黄药，用量≤125g/t。 D. 黑药常含有H2S，有一定硫化作用，可分选已轻微氧化的硫化矿。
3
2.2 捕收剂 2.2.1 分类与结构
浮选药剂的分类与作用
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
浮选药剂的分类与作用
矿物能否浮选取决于矿物表面的润湿性。
自然界中的矿物，绝大多数可浮性都很差，必须用浮选药剂来加强，而且这种加强必须要有选择性，即只能加强一种矿物或某几种矿物的可浮性，而对其他矿物不仅不能加强有时还要削弱。
这样，就可以人为地控制矿物的浮选行为。
浮选之所以能被广泛应用于矿物加工，重要的原因在于它能通过浮选药剂灵活、有效地控制浮选过程，成功地将矿物按人们的要求加以分开，使资源得到综合利用。
例如多金属硫化矿石，矿石中经常共生方铅矿、黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿等硫化矿物，这些硫化矿物具有相似的物理性质，用重选等选矿方法很难使之分离。
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定的大量气泡也是浮选能够高效进行的前提。
浮选药剂的种类很多，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。
浮选药剂分类法很多，最基本的方法是根据药剂的用途分类，通常分为三类，见表4-6-1。
(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。
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。
煤泥浮选药剂综述
煤泥浮选药剂综述摘要：本文主要介绍了选煤厂在煤泥浮选时常用的一些浮选药剂，这些药剂的种类和它们各自的作用机理，以及在选煤厂中的应用。
关键词：煤泥，浮选药剂，捕收剂，起泡剂，絮凝剂Status quo of coal slime flotation agents Abstract: some of the coal slime flotation agents which are mainly used in the coal preparation plant, its role in the mechanism of coal flotation and its application in the coal preparation has been presented in this paper.Key words: slime, flotation reagent, collector, foaming agent, flocculants0 前言浮选是由于不同固体矿物的表面性质差异，通过它们对矿浆中液体和气体作用不同而实现分选的。
有的矿物疏水、亲气，可粘附到气泡上，进入泡沫成为精矿，另一些亲水、疏气的矿物则不和所泡粘附，留在矿浆中成为尾矿。
浮选中矿物的表面性质差异主要是由于固体的不同组成和结构所致，由于浮选是包括固、液、气本相体系的过程，所以又和液相和气相的性质密切相关[1]。
煤泥浮选是利用煤与矸石表面物理化学性质的差异，并能过添加特定浮选药剂的方法来扩大煤与矸石间表机润湿性的差别，在固、液、气三相界面，选择性地富集低灰煤炭，从而实现煤与矸石分离的一种煤泥分选技术。
浮选之所以能广泛地应用于煤泥分选，重要的原因在于它能能过浮选药剂灵活地控制浮选过程，并按照人们的要求有效地实现煤与矸石分离，使煤炭资源得到综合高效利用[2]。
近年来，我国经济快速发展，对能源的需求不断提高，煤炭是我国的主要能源，其生产量与消费量约占能源的70%左右。
(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。
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）。
3浮选药剂
浮选Flotation
三、硫氮类捕收剂
通式：
3浮选药剂
O：3.5、N：3.1、P:2.1
常见品种：
浮选Flotation
3浮选药剂
乙硫氮由二乙胺、硫化碳和苛性钠反应而成，其反应式为：
乙硫氮为白色结晶，无味，易溶于水及酒精，在酸 性介质中易分解，在空气中能吸潮分解。对铅、铜等硫 化矿物，有良好的选择性及捕收作用。
3浮选药剂
极性基：能使捕收剂有选择性并较牢固地吸附在矿物表 面的活性官能团，常称之为亲固基。 非极性基（即烃基）：捕收剂中能使矿物表面疏水的 另一组成部分，常称为疏水基。
浮选Flotation
3浮选药剂
电负性：H 2.1；C 2.5；O 3.5；S 2.5；Na 0.9 烃基中的H、C电负性差值不大——非极性基 亲固基中各个元素的电负性相差较大——也叫极性基。
浮选Flotation 二、黑药
3浮选药剂
黑药是重要性仅次于黄药的硫化矿捕收剂，其成分为 烃基二硫代磷酸盐。
R：芳香基或烷基，如苯酚、甲酚、苯胺、甲基胺、环己氨基、乙基、丁基等
Me：代表阳离子，H+时称酸式黑药，K+时称钾黑药，
Na+时称钠黑药，NH4+时称胺黑药。
浮选Flotation
常见的几种黑药：
各种金属与黄药生成的金属黄原酸盐溶度积大小大致为： 第1类：汞、金、铋、锑、铜、铅、钻、镍（溶度积 <10-10）； 第2类：锌、铁、锰（溶度积<10-2）。 黄药对有色金属硫化矿中的脉石矿物（如石英、方解石、 白云石等）没有捕收作用---黄药与碱土金属离子（如Ca2+、 Mg2+、Ba2+等）反应生成的黄原酸盐易溶于水。