选矿浮选药剂分类及机理..
浮选剂作用原理及应用

浮选剂作用原理及应用
常用的浮选剂分三大类:捕收剂,起泡剂,调整剂。
浮选剂作用原理之捕收剂: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,而捕收剂能改变矿物颗粒的亲水性而产生疏水性使之可浮,利于浮选。
浮选剂作用原理之起泡剂:由于起泡剂具有亲水基团和疏水基团的表面活性分子,就可以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。
浮选剂作用原理之调整剂: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。
(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。
使用硫化钠活化含金的铅铜氧化矿,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。
(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。
(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。
浮选剂的应用:
(1)加强矿物可浮性的差别,从而使矿物彼此间以及有用矿物和脉石间相互分离。
(2)提高有用矿粒附着于气泡的速度和强度。
(3)改善矿浆内细小而弥散气泡的形成条件,并为在矿浆表面形成稳定的矿化泡沫创造条件。
选矿油田专用化学药剂(2024)

选矿油田专用化学药剂引言概述:选矿油田是目前全球能源行业的重要组成部分。
在选矿油田的开发过程中,化学药剂是不可或缺的一项关键技术,它们能够改善油田开采效率、提高矿石回收率,并在环境保护方面发挥重要作用。
本文将深入探讨选矿油田专用化学药剂的种类、作用机理以及目前在选矿油田中的应用情况。
正文内容:一、界面活性剂1.乳化剂2.分散剂3.表面活性剂二、浮选剂1.硫化剂2.氧化剂3.抑制剂三、调整剂1.pH调节剂2.温度调节剂3.离子调节剂四、抗腐剂1.金属腐蚀抑制剂2.环境腐蚀抑制剂3.微生物腐蚀抑制剂五、沉淀剂1.懸浮剂2.沉降剂3.絮凝剂正文详细阐述:一、界面活性剂1.乳化剂:乳化剂能够将油水分散成微小液滴,增加乳胶稳定性,促进分离。
2.分散剂:分散剂可以将固体颗粒分散于液相中,提高悬浮稳定性。
3.表面活性剂:表面活性剂能够改变固体与液体之间的界面性质,减小泡沫形成和粘聚现象,提高浸润性。
二、浮选剂1.硫化剂:硫化剂能够与矿石中的金属元素反应,可浮性的硫化物,从而实现金属矿石的分离。
2.氧化剂:氧化剂能够氧化金属矿石表面的杂质,提高矿石的浮选性。
3.抑制剂:抑制剂能够阻止某些金属矿石的浮选,从而实现不同矿石的分离。
三、调整剂1.pH调节剂:pH调节剂能够调整浮选过程中的溶液pH值,影响矿石的浮选性。
2.温度调节剂:温度调节剂能够调整浮选过程中的溶液温度,影响矿石的浮选性。
3.离子调节剂:离子调节剂能够调整溶液中的离子浓度,影响矿石的浮选性。
四、抗腐剂1.金属腐蚀抑制剂:金属腐蚀抑制剂能够形成一层保护膜,防止金属设备的腐蚀。
2.环境腐蚀抑制剂:环境腐蚀抑制剂能够缓解油田环境中的腐蚀现象,延长设备寿命。
3.微生物腐蚀抑制剂:微生物腐蚀抑制剂能够抑制微生物的生长,减少微生物对油田设备的腐蚀。
五、沉淀剂1.悬浮剂:悬浮剂能够使悬浮物分散并悬浮于溶液中,避免沉淀产生。
2.沉降剂:沉降剂能够促使悬浮物快速沉淀到底部,加快悬浮物的分离。
浮选药剂的种类和作用

浮选药剂:从助力选矿到环保保护浮选药剂是矿山选矿过程中必不可少的一环,其作用远不止于寻
找矿物,更多时候是为了环保保护。
以下是浮选药剂的种类和作用:
一、浮选药剂种类
1. 捕收剂:用于增加泡沫与矿物的接触机会,吸附在矿物表面,
提高浮选率。
2. 发泡剂:增加泡沫的数量,同时使泡沫稳定,便于与矿物接触。
3. 调节剂:控制溶液中pH值或抑制非有用矿物的浮选,增加有
用矿物的浮选率。
4. 稀释剂:在选矿过程中调节溶液浓度,达到理想浓度。
二、浮选药剂作用
1. 提高选矿效率:正常情况下,矿物与泡沫接触,将矿物浮起,
通过捕收剂可增加接触机会,提高浮选效率。
2. 降低矿石处理成本:药剂的运用可以调整测量计算矿石,减少
多余矿物的提取。
3. 环保保护:污染是制约采矿业可持续性发展的因素之一,浮选
药剂的运用,使水处理污染发生量减少,减少对自然环境的不良影响。
总之,浮选药剂的作用无时无刻都在对矿石应用者,环境、社会
产生着积极的影响,有效地促进选矿工程的卓越发展。
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。
浮选第二节浮选药剂

7.石油磺酸盐和脂肪酸相比有哪些特点?
石油磺酸盐的化学通式为RSO3Na,是石油精 炼时的副产品经磺化制得的。近些年的生产实践 证明,在非硫化矿的浮选中,这是一种有很大应 用前途的药剂,与脂肪酸相比,磺酸盐耐低温性 能好,抗硬水能力较强,起泡能力较强,其捕收 能力和相同碳原子数的脂肪酸相比稍低,但选择 性较好。石油磺酸盐按其溶解性又分为水溶性和 油溶性两大类。水溶性磺酸盐烃基分子量较小, 含支链较多或含有烷基芳基混合烃链的产品。
的作用及介质条件。它又包括抑制剂、活化剂和pH值
调整剂。①抑制剂,用以增大矿物表面亲水性、降低矿
物可浮性的药剂。硫化矿浮选常用的抑制剂有:石灰主
要抑制黄铁矿。氰化物抑制闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿。
亚硫酸盐类抑制闪锌矿、黄铁矿。硫酸锌抑制闪锌矿。
重铬酸盐抑制方铅矿。非硫化矿的浮选中,常用水玻璃
来抑制石英、硅酸盐等脉石矿物。
(6)合成起泡剂。该合成剂中的4号浮选油,起泡性较松油强二倍 多,选择性良好。同时具有易溶、易洗落、不受pH值及水的硬
10.如何选择起泡剂?
(1)起泡剂应是异极性的表面活性物质。它的极性基亲水, 非极性基亲气。其分子能在空气与水的界面(气泡表面) 上产生定向排列。能够强烈地降低水的表霭张力
(2)起泡剂应有适当的溶解度。起泡剂的溶解度对起泡性 能有很大影响,如果溶解度很高,则耗药量大,或迅速 发生大量泡沫,但不能耐久;当溶解度过低时,来不及 溶解发挥起泡作用,就可能随泡沫流失。一般来说,起 泡剂的溶解度以0.2~5g/L为好。
(3)用量低时,能形成量多、分布均匀、大小合适、韧性 适当和黏度不大的气泡。
(4)无捕收性,对矿浆pH值变化及矿浆中的各种组分有较 好的适应性。
(5)无毒,无臭,无腐蚀性,便于使用,价 格低,来源广。
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。
浮选剂文档

浮选剂简介浮选剂是一种用于提高矿石浮选效率的化学药剂。
在矿石的浮选过程中,浮选剂的选择和使用起着至关重要的作用。
本文将介绍浮选剂的定义、分类、常见类型以及其在矿石浮选中的应用。
定义浮选剂是指在矿石浮选过程中,被添加到浮选浆中的化学药剂,用于增加矿石与泡沫的相互作用力,从而提高矿石的浮选率。
分类根据浮选剂的性质和作用方式,可以将浮选剂分为以下几类:1.收集剂:也称为捕收剂,主要用于使矿石颗粒与气泡结合,从而使矿石颗粒浮于浮选浆中。
常见的收集剂有黄药醛、黄原酸、脂肪酸等。
2.调整剂:也称为调整药剂,主要用于调整浮选浆的性质,以提高浮选效果。
常见的调整剂有石油磺酸钠、石油磺酸铵、氢氧化钠等。
3.发泡剂:也称为泡沫剂,主要用于产生和维持气泡,从而促进矿石的浮选。
常见的发泡剂有二甲基二硫酸钠、有机磺化剂等。
4.激活剂:也称为活化剂,主要用于改变矿石表面的性质,以提高矿石与收集剂的吸附能力。
常见的激活剂有铜硫化矿、铁硫化矿、锌硫化矿等。
常见类型根据浮选剂的化学成分和使用效果,可以将浮选剂分为以下几种类型:1.硫化剂:主要用于浮选硫化矿石,具有很好的选择性和浮选效果。
常见的硫化剂有黄药醛、黄原酸、二甲基二硫酸钠等。
2.氧化剂:主要用于浮选氧化矿石,能够改变矿石表面的性质,从而促进浮选过程。
常见的氧化剂有过氧化氢、过氧化钠、二硫化碳等。
3.锥类剂:主要用于浮选含铜铅锌矿石,具有很好的收集和选择性能。
常见的锥类剂有黄药醛、丁基黄原酸、戊基黄原酸等。
4.蓝剂:主要用于浮选黄铁矿,能够改变矿石表面的性质,促进浮选效果的提高。
常见的蓝剂有二硫氰酸钠、金曲霉素等。
应用浮选剂在矿石浮选工艺中起着至关重要的作用。
它们能够改变矿石表面的性质,使其更容易与泡沫结合,提高浮选效率。
以下是浮选剂在矿石浮选中的几个主要应用:1.提高浮选效率:浮选剂能够增加矿石与泡沫的相互作用力,从而促进矿石的浮选。
通过选择合适的浮选剂并控制其用量,可以有效提高矿石的浮选率。
(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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
然而,由于研究角度不同,对捕收剂的分类存在着不同的方法。
依据捕收剂对矿物起捕收作用的部分及其结构,可将其分为异极性捕收剂、非极性油类捕收剂和两性捕收剂三类;按捕收剂的应用范围把其分为硫化矿、氧化矿、硅酸盐矿物、非极性矿物和沉积金属等的捕收剂;通常根据药剂在水溶液中的解离性质,将捕收剂分为离子型(ionizing)和非离子型(non-ionizing)两类。
在离子型捕收剂中,又根据起捕收作用疏水离子的电性,分为阴离子型、阳离子型和两性型捕收剂。
非离子型捕收剂则可进一步分为非极性捕收剂与异极性捕收剂两类(见表3-1)。
表3-1 浮选捕收剂的常用分类一、离子型捕收剂这类捕收剂在水中易解离,主要以离子型式与矿物表面发生作用,并固着于表面,其非极性基起疏水作用;若起作用的是阴离子,就叫阴离子捕收剂;若起捕收作用的是阳离子就叫做阳离子捕收剂,阳离子捕收剂常常兼有起泡的性质。
按照亲固基的组成和结构,阴离子捕收剂可进一步分为巯基类和烃基酸(盐)类捕收剂。
阳离子捕收剂主要是胺类,其疏水离子为胺阳离子,在某些情况下胺分子起捕收作用,主要用于阴离子捕收剂效果不明显的硅酸盐、铝硅酸盐和某些氧化矿等。
离子型捕收剂还包括既有阳离子基团又有阴离子基团的有机复极性化合物的两性捕收剂,它们的分子结构至少应有—个阳离子基团,一个阴离子基团,一个较短的烃基和一个较长的烃链,有的也有较长有机硅基团,一般具有通式R1X1R2X2,其中Rl为较长的烃链,以C8~C18的烷烃较好;若R1为芳香基,则捕收能力较弱;R2为一个或多个较短的烷基、芳香基或环烷基等;X1为一个或多个阳离子基团或官能团;X2为一个或多个阴离子基团或官能团。
随介质条件的变化,两性捕收剂既可呈疏水性的阴离子,也能呈疏水性的阳离子。
阴离子基团和阳离子基团类型较多,常见的阴离子基团主要有羧基(-COOH)、磺酸基(-SO3H)、膦酸基(-PO3H2)和黄原酸基(-OCSSH)等;阳离子基团主要有氨基(-NH2)。
所以,有时两性捕收剂可以看成是将氨基引入羧酸分子、磺酸分子、膦酸分子或黄原酸分子中而得到的一些复极性有机化合物。
两性捕收剂对赤铁矿、萤石、镍石等有较好的选择性捕收作用,但因其成本价高,目前上尚处于研究阶段。
二、非离子型极性捕收剂这类捕收剂如双黄药、黄原酸酯、硫胺酯、双黑药、黑药酯等,在水中不能解离成为离子,但因整个分子具有不对称的结构而显示出极性,所以叫非离子型极性捕收剂,常用于捕收硫化矿,一般来说,它们的捕收能力比黄药弱,但选择性好,适应性高,主要用于分选重金属硫化矿。
以上两大类捕收剂的共同特点是分子由极性基(-OCSSNa,-COOH,-NH2)和非极性基(R-)两部分组成,所以,这些药剂也称杂极性或复极性药剂。
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,并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,即亲油(疏水)基团,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,也不易与其它化合物反应;形成了既有亲固性又有亲油(疏水)性的所谓“双亲结构”分子。
与矿物表面作用的特点是以其分子(或离子)中的极性基团如黄药中的极性基(-OCSS-)、硫胺酯中的极性基(-OCSNH-),同矿物表面作用,疏水的非极性基朝向水,从而使矿物表面疏水化。
三、非极性烃类油捕收剂这类捕收剂如煤油、焦油、变压器油等整个分子是非极性的、结构是均匀的,化学通式为R-H。
它们的分子不含极性基团,且碳氢原子间都是通过共价键结合而成的饱和化合物,致使在水溶液中不与偶极水分子作用而呈现出疏水性和难溶性。
同时,它们不能电离成离子,因此,被称为中性油或非极性烃类油捕收剂。
烃油作为主要捕收剂始于浮选初期的全油浮选,但因分子结构既无极性官能团,本身又无极性,化学活性很低,故与矿物表面作用不可能发生化学吸附或表面化学反应,只能通过范德华力依靠物理吸附方式与矿物表面作用,属于不溶解物质在矿物表面附着的一种型式。
烃油对外表现为弱的分子键,因而容易附着于表面同样呈弱分子键的非极性矿物。
矿物表面的疏水性越强、亲油性越大,烃油在矿物表面的吸附越容易,吸附量也越多,吸附速度也越快。
因此,对不同矿物而言,烃油的捕收作用能呈现出一定的选择性,尤其是在分离非极性矿物与极性矿物时,可获得较好的分离效果。
但烃油捕收剂能有效分选的矿物种类不多,特别是在现代浮选药剂种类多样化、矿石又趋于“贫、细、杂”的情况下,单独使用烃油只适于分选某些天然可浮性很好的所谓非极性矿物,如辉钼矿、石墨、天然硫、滑石、煤以及雄黄等。
这些矿物碎磨后的解离面主要呈分子键力,表面有一定的天然疏水性,浮选时不需要用很强的捕收剂,通常烃油即可很好的浮选。
浮选实践表明:很多情况下,阴离子型捕收剂或阳离子型捕收剂,若与适量烃油混合使用常可增强极性捕收剂的捕收能力,提高矿物的浮选粒度上限,降低极性捕收剂的用量,获得良好的浮选效果。
因此,烃油尤其是燃料油、煤油和柴油等,已广泛用作离子型捕收剂的辅助捕收剂。
3.1.2 捕收剂的作用自然界中常见的矿物如硫化矿物、氧化矿物和硅酸盐矿物绝大多数亲水难浮,矿石在开采、储存、运输以及选厂的破碎、磨矿等过程中,矿物表面难免受到一定程度的氧化和污染,其可浮性也受到一定的影响。
为了有效的进行浮选,必须根据不同类型的矿石采用不同的捕收剂,使矿物表面疏水化,提高它们的可浮性。
概括起来,捕收剂对于矿物主要有两重作用:①提高矿物表面的疏水性;②增大矿粒在气泡上的附着力和缩短诱导时间,提高矿粒与气泡粘附的速度。
一、提高矿物表面的疏水性除烃类油外,捕收剂能使矿物表面疏水化主要是由于浮选所用的捕收剂都是由极性基和非极性基两部分组成的异极性有机化合物,其分子中的极性基(或称极性端)与矿物表面有很好的作用活性,在某种键力作用下,能选择性的、比较牢固的吸附在矿物表面(即极性基亲固),这时矿物表面的部分不饱和键在很大程度上得到补偿而趋于饱和(削弱其与水分子的作用力);分子中的非极性基的碳-碳键虽有作用很强的共价键力,但因原子价键全被饱和,对外只呈现极微弱的分子间力,使非极性基就像其母体烃,如石蜡、煤油似的不易被水润湿(即非极性基疏水亲气)。
因此,作为一个整体的捕收剂分子或离子在矿物表面吸附固着时可定向排列,极性亲固基朝向矿物表面,非极性基朝外伸向介质(水)起排水亲气作用,造成矿物表面的疏水化并易于粘附气泡。
当极性基一定时,捕收剂使矿物表面疏水能力的强弱,主要取决于分子中烃基的长度与结构。
当捕收剂以整体发生作用时,其分子的非极性基和极性基对矿物表面的疏水化都有重要作用,且相互依存,彼此影响。
一些非极性的烃油类捕收剂可以分子聚合体(微细油珠)吸附在某些非极性矿物表面并兼并成油膜,因而也可提高矿物表面的疏水性。
其过程为:油类捕收剂在水中搅拌成为一种均匀分散的小滴状油和油分子聚合体,小滴油与矿粒碰撞后附着在矿物表面,然后沿着矿物表面展开,靠分子间力与非极性矿物作用;对于疏水性强的矿物(如辉钼矿),油滴展开快,并形成较薄的油膜;对于亲水性较强的矿物,油滴展开有限,仍形成滴状附着于矿物表面;当油滴兼并后,可形成较厚的非极性油膜,附着在矿物表面,提高矿物表面的疏水性。
二、增大矿物在气泡上的附着力和缩短附着时间捕收剂使矿物表面疏水化后,可使润湿阻滞增大,接触角增大,此时若使矿粒与气泡接触或相互碰幢,可增大矿物在气泡上的附着力,使矿粒在气泡上附着更为牢固,同时矿物向气泡附着所需的时间大为缩短。
捕收剂离子(或分子)与矿物表面的结合力,大大超过了水分子与矿物表面的结合力,使捕收剂能破坏原来水分子与矿物表面间的联系,取而代之的是结合力更强、吸附更为牢固的捕收剂离子(或分子)。
矿物表面吸附捕收剂后,表面不饱和键能在很大程度上得到补偿,从而大大削弱了矿物表面的“力场”;另一方面,分布在矿物表面水化层中非极性基的疏水效应,对水分子可产生强烈的排斥作用。
所以捕收剂可破坏矿物表面与偶极水分子间的联系,降低矿物表面水化层的稳定性,使其厚度变薄。
在矿物表面疏水化过程中,首先破坏的是离矿物表面最近、最不牢固的那部分水化层,同时也将削弱靠近矿物表面联系最牢固的那部分水化层。
当矿物表面的疏水性达到一定程度,即矿物表面水化层的稳定性和厚度降低到一定程度,水化层就会出现破裂,或只剩下残余的水化膜,此时矿物与气泡相互接触和碰撞,就会出现三相润湿周边,实现矿粒与气泡的粘附。
捕收剂在矿物表面所造成的疏水性愈强,矿物表面所呈现的润湿阻滞也愈大,即固、液、气三相润湿周边沿矿物表面移动的阻力愈大。
可见,润湿阻滞的增大,亦可作为矿物表面疏水性增强的标志之一,亦可反映出捕收剂的作用效应。