浮选抑制剂

1.2.3 羟乙基纤维素的运用情况
a、据载1951年前后曾试用于浮选作为钾石盐的矿泥浮选剂。 先将钾石盐配成含固体25%~30%的盐水饱合矿浆，然后加 入1%~5%浓度的矿泥浮选药剂先浮去矿泥，药剂是由36% 羟乙基纤维素与17%氯化钠及乙二醇水溶液配成。浮去矿 泥后再用胺类阳离子捕收剂浮出钾盐精矿。 b、用脂肪胺为石英的捕收剂时，低醚化度的羟乙基纤维素是 赤铁矿最有效最具选择性的抑制剂。作为脉石的抑制剂，含 羟基小于10%还可用于锰矿的浮选。 c、对透闪石、阳起石等闪石类脉石矿物及绿泥石、云母等有 较显著的抑制作用，同时也是含钙、镁碱性脉石矿物的抑制 剂，有一定的起泡性能，对矿泥有絮凝作用。还可作为富集 含钙矿物，如钨酸钙矿、钼钨钙矿或萤石的浮选药剂。
e．用腐植酸钠做作为赤铁矿、褐铁矿的抑制剂，冶金部矿冶 研究所试用腐殖酸钠作为东鞍山赤铁矿和江西铁坑铁矿的褐 铁矿反浮选的抑制剂，也证明有一定效果。试用于锡石与褐 铁矿的分离也获得良好效果。矿冶研究所1975年还试制了腐 植酸的一种衍生物——氯化腐殖酸钠及氯化腐植酸铵。试用 于香花岭锡矿泥的浮选，作为锡铁分离过程个铁矿物的抑制 剂，已获得较腐殖酸钠更灯好效果。用腐植酸抑制氧化铁矿 物，可用脂肪酸捕收剂从含褐铁矿、赤铁矿、碳酸铁的铁矿 物中反浮选经Ca2+活化的石英脉石矿物。在锡—铁粗精矿的 分离浮选中，使用腐植酸抑制褐铁矿，获得良好的分离效果。
1.1.3 羧甲基纤维素在浮选中的运用情况
1)在铜铅锌多金属矿分离中的运用
a 、抑铅浮铜分离铜铅混合精矿。 S·布拉托维奇等，对含有
次生铜矿物的秘鲁劳拉复杂铜 -铅-锌矿石进行了试验，采 用羧甲基纤维素(CMC)和磷酸盐(Na2HPO4)与重铬酸盐的络 合物（RPB）作为铅矿物的新型抑制剂，除了选矿指标大幅 度提高外，选矿厂尾矿溢流中六价铬高子含量降至选矿厂 原来的1／10。CMC和磷酸钠络合重铬酸盐可以提高重铬酸 盐对方铅矿的抑制作用，而且过量的RPB也不会影响铜矿物 的可浮性，而单用重铬酸盐时则会抑制铜矿物的浮选。 另外，还做了一组对比试验，结果如图1-1所示。
表1-1 羧甲基纤维素醚化度与分子量的关系
c、羧甲基纤维素的游离酸强度与醋酸相近，电离常数为 5×10-5。其铝、铁、镍、铜、铅、银、汞盐不溶于水中，但 溶于氢氧化钠溶液中。
1.1.2 羧甲基纤维素的抑制机理
a、羧甲基纤维寒的羧基阴离子与矿物晶格表面的阳离子 发生静电吸引，羧甲基纤维素分子中的羟基与水通过 氢键而形成水膜，这种因异性电而发生的静电引力可 以达到形成化学键的程度，故在一定程度上发生化学 吸附。 b、羧甲基纤维素在水介质中不能完全电离成为羧甲基纤 维素阴离子，而是呈分子胶絮状态，这种胶束是带负 电的，容易与带正电性的矿物发生静电吸引，以致矿 物被吸附到胶束而受到抑制。
d、CMC是辉石、角闪石、蛇纹石、绿泥石、碳质页 岩等脉石 的抑制剂，即可运用于非金属矿的浮选工艺。邵广全等，在碱 性介质中进行了浮选分硅灰石与石英的研究，确定了在碱性介 质中以羧甲基纤维素为硅灰石的抑制剂，丙撑二胺（EAPD）为 捕收剂的药剂制定，获得硅灰石精矿品位为85.10%、回收率为 87.50%的较好指标。 CMC分子中的OH-、COO-通过氢键与矿物表面产生吸附， 电负性越高者越不利于CMC在其表面产生吸 附，石英表面负 电位高于硅灰石，故CMC在硅灰石表面大量吸附。丙撑二胺有 两个亲固基，而硅灰石由于吸附了大量的CMC，当EAPD再吸附 时就会受较大的空间阻力，石英则相反。所以CMC选择性抑制 硅灰石的效果很明显。
2.2 腐植酸类抑制剂的运用
a．用浮选法分选煤时，作为抑制剂。早期专利报导，用腐殖 （植）酸作为抑制剂，利用浮选工艺可以使纤维状煤从亮煤 及暗煤中分离，腐殖酸的作用是抑制亮煤与暗煤的可浮性。 b．在钾盐矿选矿方面的应用。一种含有82.5%的钾镁盐矿和 17.5%氯化钠的混合物，用388克/吨羟基硬脂酸作为捕收剂和 起泡剂，用175克／吨腐植酸作为活化剂，浮选后钾镁盐矿精 矿(K 2SO4· MgSO4· 9H2O)的品位达99%，回收率88.6%。用腐 植酸作为脉石抑制剂，可以提高钾盐(KCl)浮选精矿的品位。 腐殖酸还可以作为钾盐电选的调整剂，用量50~200克/吨。 c、用于锡石原生矿泥浮选，抑制方解石、石英、红柱石等脉石 矿物，用混合甲苯胂酸作锡石的捕收剂。用于粗精矿的锡铁 分离，作为铁矿物的抑制剂。
1.2.1 羟乙基纤维素的性质
羟乙基纤维素，也即所说的3号纤维素，它的学 名为α-羟基乙基纤维素。 羟乙基纤维素为非离子型 极性化合物，产品是白色或黄色纤维状物质．水溶 性与醚化度有关，羟乙基含量为4％~10％之间时溶 于稀碱．羟乙基含量在28％以上，可溶于水；在酸 性溶液中呈游离纤维状。在浮选过程中有起泡现象。 羟乙基含量在6％~7％之间，选矿效果最好，在5％ 以下．浮选效果较差。
3.1 淀粉类有机抑制剂的性质
3 淀粉类有机抑制剂
淀粉是有机化学中的重要碳水化合物之一，其主要来源是木 薯、马铃薯、麦子、稻米、豆科、种子等。淀粉受淀粉酵素作 用，可水解成麦芽糖；受无机酸作用，最终水解成α-葡萄糖。 因此，淀粉可以看作是多个α-葡萄糖的缩合产物。淀粉几乎不 溶于冷水，可 淀粉用热水处理后，可分成两类：一类是叫做颗 粒淀粉，可溶性的；另一类叫做皮质淀粉，只能吸水膨胀而糊化。 这两种淀粉水解后，都得到葡萄糖。它们之间的主要区别是：颗 粒淀粉中的α-葡萄糖是通过1，4碳上的羟基脱水结合而成的，不 具有支链。它的结构可用下式表示：
这里主要介绍两种常见的维生素的衍生物，即：
1.1 羧甲基纤维素 1.2 羟乙基纤维素
除了这两种外，还有有甲氧基纤维素、硫酸纤维素酯、磷酸纤 维素酯、纤维素苯基硫代氨基甲酸乙酯、黄原酸纤维素等；
1.1.1 羧甲基纤维素的性质
a、结构式： 羧甲基纤维素产品通常都是 以钠盐出售，其钠、钾、铵盐 是可活性无色固体，无嗅无毒 b、纤维素分子中每个葡萄搪残基有三个羟基．其中以第六碳 原子上的伯羟基最活泼，这些基团被羧甲基醚化的多少为醚 化度。醚化度高则水溶性好、抑制能力强，醚化度在0. 45以 上即可满足浮选抑制剂的要求。羧甲基纤维素的分子量也随 醚化度的不同而不同，当其他条件相同时，有表1-1中的关 系。
f．腐植酸在萤石、方解石和石英体系分离中的运用。 C·A·安齐费洛娃等 对在浮选条件下腐植酸类药剂 与萤石、方解石和石英的作用特点 进行了试验研究， 结果表明，腐植酸类药剂对萤石和方解石表面强烈 作用，降低了矿物的溶解度，减少了可供捕收剂附 着的活性中心的数目。腐植酸对萤石—方解石体系 分离的选择性比较好，对萤石—石英体系分离的选 择性较差。它的抑制作用强烈，用量为 0.05~0.1mg/g的腐植酸类药剂可以有效地浮选分离 萤石—方解石—石英体系。
d、精选镍矿石时，羟乙基纤维素能有效地抑制橄榄 石、紫苏辉石和次闪石，显著提高镍精矿品位。浮 选钛铁矿磁选尾矿中的钴黄铁矿时，羟乙基纤维素 能抑制绿泥石、角闪石、变质长石和云母等，提高 硫精矿的品位和回收率。
2 腐植酸有机抑制剂
腐植酸来源于植物成分，特别是本质素的泥炭化作用。泥 煤、褐煤及风化烟煤均富合腐植酸，一般为50一60%，最高 可达80％以上，所以低级煤均可用作提取腐植酸的原料。此 外，湖泊及沼泽地的土壤中亦含有大量的腐植酸。 腐植酸实质是高度氧化了的木素，其组成结构复杂。所 有腐植酸都有芳香族结构，基本上含有相同的功能团，它可 分为黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸，三者的差别一方面是分子量 由小到大，且黑腐酸的占比例最大；另一方面是黄腐酸含碳 量较低、含芳香结构较少、脂肪结构较多、含氢量较高、侧 链结构也较多。黑腐酸正好相反，棕腐酸则在二者之间。所 以随着原料和提取加工方法的不同，腐植酸的分子量与组成 结构亦不尽相同。
表1-2 RPB、重铬酸盐、CMC和磷酸钠抑制剂对铜铅分 离的影 响（活性炭用量不变）
李宏周等，对某铜铅混合精矿 含铅大于60％，含铜大于3％，进 行CMC和重铬酸钾两种抑制剂的对 比试验，试剂用量如表1-3，试验 结果如表1-4所示，
表1-3 用羧甲基纤维素和重铬酸钾抑铅浮铜药剂用量对比
表1-4 羧甲基纤维素和重铬酸钾抑铅，铜铅分离结果
2.1 腐植酸类抑制剂的性质
腐植酸分子中所带的羧基和酚羟基使之呈弱酸性，溶液pH在 3~4内，酸性甚团中的H+易被K+、Na+、NH4+置换生成弱酸盐， 含氧功能团能与多种金属离子如Al3+、Fe3+、 Fe2+ 、Co2+、Ni2+、 Cu2+、Zn2+、Ge4+、U6+生成可溶性螯合物，其中与铁离子的螯 合能力最强。腐植骏的碱金属盐易溶于水，碱土金属盐微溶于水， 三价金属盐不镕于水，但螯合物溶于水。 腐植酸是由若干个相似结构单元形成的一个大的复合体，每 个结构单元又由核、桥键和功能团组成。 核多数是苯环，也有 萘、蒽、醌、吡咯、呋喃、噻吩、吡啶、吲哚等，它们单个或相 互缩合而成核；桥键一般有—CH2—、—NH—、 CH—、—O— 、—S—、 —CH2 CH2—其中最常用的是—O—、—CH2—；功能 团有羧基、酚羟基、醇羟基、羟基醌，烯醇基、磺酸基、胺基等， 还含有游离的醌基。
1.2.2 羟乙基纤维素的抑制机理
作用机理与前面提到的羧甲基纤维素是一样的， 即分子中的极性功能团，一部分与水分子借助氢键 结合，另外一部分能吸附于矿物表面，因而增加了 矿石的润湿性；另一方面，分子中的氧原子，负电 性大，电子云密度大，能借静电引力的作用吸附在 矿物表面，于是使得这些矿物亲水而被抑制。
b、抑铅浮锌分离铅锌混合精矿。对不同矿样进行试验，可以 获得品位65％以上、回收率95％以上的铅精矿和品位53％以 上、回收率95％以上的锌精矿。具有分离效果良好，药剂费 用低，无毒等优点。 c、抑制碳浮铜。陈炳炎等，对某含碳难选铜矿进行了选矿工 艺条件试验研究，确定采用抑碳浮铜的选矿工艺流程，使用 CMC作为抑制剂，选别原矿铜品位为3.22%，获得铜精矿品 位为19.54%，铜回收率为82.56%的较好指标。