第5章浮选捕收剂
第5章 浮选捕收剂
上节内容提问 1.分别写出乙基钠黄药、甲酚黑药和乙硫氮的结构式 2.黄药在贮存和使用过程中应注意哪些事项？ 3.硫化矿捕收剂可分哪几大类？至少说出5类
上节内容提问 1. 分别写出乙基钠黄药、甲酚黑药和乙硫氮的结构式 2. 黄药在贮存和使用过程中应注意哪些事项？ 3. 硫化矿捕收剂可分哪几大类？至少说出5类
5.3氧化矿捕收剂 引信 亲固基中的亲固原子为$的疏氢基捕收剂一般用于浮选硫化矿物， 如： -s R-O R-0-C S R-O 黄药 黑药 亲固基中的亲固原子为O、N等类捕收剂，可用于浮选各类氧化矿物 如： OH H - NO- N一HH 羧酸基 硫酸基 磺酸基 羟肟酸基 胺基 3
3 5.3 氧化矿捕收剂 引言 亲固基中的亲固原子为S的巯氢基捕收剂一般用于浮选硫化矿物， 如： 亲固基中的亲固原子为O、N等类捕收剂，可用于浮选各类氧化矿物， 如： C O- O O S OO O S OO H C NOOH N H+ H 羧酸基 硫酸基 磺酸基 O 羟肟酸基 胺基 R O C S S- R O R O P S S- 黄药 黑药
5.3氧化矿捕收剂 引信 捕收剂选择的一般规律： ■“相似相吸”原则，当捕收剂的亲固原子和矿物晶格中的某元素 同名时，可以对它发生捕收作用。 故：以硫为亲固原子的捕收剂，主要用于捕收硫化矿物； 以氧为亲固原子的捕收剂，主要用于捕收氧化矿物 ■原因：药剂的亲固原子和晶格原子同名，会与晶格中的异号离子 有较大的亲和力，因而容易穿过固液界面在固相表面吸附和反应。 4
4 5.3 氧化矿捕收剂 引言 捕收剂选择的一般规律： ◼“相似相吸”原则，当捕收剂的亲固原子和矿物晶格中的某元素 同名时，可以对它发生捕收作用。 故：以硫为亲固原子的捕收剂，主要用于捕收硫化矿物； 以氧为亲固原子的捕收剂，主要用于捕收氧化矿物 ◼ 原因：药剂的亲固原子和晶格原子同名，会与晶格中的异号离子 有较大的亲和力，因而容易穿过固液界面在固相表面吸附和反应
5.3.1烃基酸类捕收剂的结构及性能 1.烃基酸类捕收剂的分类及结构 ■烃基酸类捕收剂的亲固原子为氧，与硫相比，氧的电负性要 大得多，因此氧和金属原子结合形成的化学键中离子性成分多 一些，共价成分少一些；同时含氧酸极性基的水化性比硫代酸 极性基的水化性也要强得多。 ■为了能在矿物表面产生比较牢固的吸附固着并造成足够的疏 水性，烃基酸类捕收剂比硫代化合物非极性基的分子量（或烃 链长度)要大得多，一般为7-20个碳原子，且药剂的用量一般 也要大。 烃基酸的种类很多，按亲固基的组成和结构，大致分为6类，其 中应用最广泛的是脂肪酸及其皂
5 5.3.1 烃基酸类捕收剂的结构及性能 1. 烃基酸类捕收剂的分类及结构 ◼ 烃基酸类捕收剂的亲固原子为氧，与硫相比，氧的电负性要 大得多，因此氧和金属原子结合形成的化学键中离子性成分多 一些，共价成分少一些；同时含氧酸极性基的水化性比硫代酸 极性基的水化性也要强得多。 ◼ 为了能在矿物表面产生比较牢固的吸附固着并造成足够的疏 水性，烃基酸类捕收剂比硫代化合物非极性基的分子量（或烃 链长度)要大得多，一般为7－20个碳原子，且药剂的用量一般 也要大。 烃基酸的种类很多，按亲固基的组成和结构，大致分为6类，其 中应用最广泛的是脂肪酸及其皂。 5
5.3.1烃基酸类捕收剂的结构及性能 1.烃基酸类捕收剂的分类及结构 0 R-c R一S一O-.Ht(Nat、Kt) O.HtNa、Kty 0 羧酸盐类，pKa=4.7±0.5 磺酸盐类，pK1.5 0 R-0-S-O.H(Na*、K*) 0 硫酸盐类 胂酸类，pKa=2.0一4.7 O一Hw R-P< R-C=N-OH O-.-* OH 膦酸类，DKa=2.0一4.7 羟肟酸类，pK9 6
6 5.3.1 烃基酸类捕收剂的结构及性能 1. 烃基酸类捕收剂的分类及结构 6
5.3.1烃基酸类捕收剂的结构及性能 2.烃基酸类捕收剂的捕收性能及应用 ■ 烃基酸的捕收能力除与烃基长短和亲固基有关外，主要与烃 基的不饱和程度有关。碳原子数相同、不饱和程度越高的烃基酸， 捕收能力越强。降低矿浆温度时这一影响更为明显。 ■烃基酸类捕收剂能与Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+等碱土金属生 成溶解度较小的盐，因此，含有碱土金属离子的非硫化矿物可以 用该类捕收剂浮选，巯基类捕收剂却不能。 表5-2各种脂肪酸的溶度积（负对数值） 脂肪酸种类 Mg Ca2+ Ba2+ Ag' Cu2+ Zn2+ Pb2+ Mn2+ A3+ Fe3+ Cd2+ Fe2+ CisH3 COO- 14.3 15.8 15.4 11.1 19.4 18.5 20.1 16.2 27.9 31.0 18.0 15.6 C2H3 COO 15.5 17.4 16.9 12.0 20.8 20.0 22.2 17.5 30.3 17.4
7 5.3.1 烃基酸类捕收剂的结构及性能 2. 烃基酸类捕收剂的捕收性能及应用 7 ◼ 烃基酸的捕收能力除与烃基长短和亲固基有关外，主要与烃 基的不饱和程度有关。碳原子数相同、不饱和程度越高的烃基酸， 捕收能力越强。降低矿浆温度时这一影响更为明显。 ◼ 烃基酸类捕收剂能与Ca2+ 、Mg2+ 、Ba2+ 、Sr2+等碱土金属生 成溶解度较小的盐，因此，含有碱土金属离子的非硫化矿物可以 用该类捕收剂浮选，巯基类捕收剂却不能
5.3.1烃基酸类捕收剂的结构及性能 3.烃基酸类捕收剂的作用机理 ■静电力吸附 通过静电作用在矿物表面吸附，与矿物的零电点有关。捕收剂浓 度较低时，主要以单个离子依靠静电力吸附，称为“配衡离子吸 附”；而浓度高时，捕收剂非极性基间相互缔合，形成“半胶束 吸附”。 烃基磺酸和烃基硫酸主要借静电吸附与矿物表面发生作用。 要求：矿物表面必须荷正电： 如针铁矿浮选：pHpze=6.7(零电点) ·当矿浆pH<6.7时，捕收剂阴离子（RSO3或ROSO3)通过 静电吸附，使颗粒表面疏水； ·当矿浆pH≥6.7时，针铁矿颗粒表面荷负电，只能用胺类阳离 子捕收剂进行浮选。 8
8 5.3.1 烃基酸类捕收剂的结构及性能 3. 烃基酸类捕收剂的作用机理 8 ◼ 静电力吸附 通过静电作用在矿物表面吸附，与矿物的零电点有关。捕收剂浓 度较低时，主要以单个离子依靠静电力吸附，称为“配衡离子吸 附”；而浓度高时，捕收剂非极性基间相互缔合，形成“半胶束 吸附”。 烃基磺酸和烃基硫酸主要借静电吸附与矿物表面发生作用。 要求：矿物表面必须荷正电。 如针铁矿浮选：pHpzc=6.7 (零电点) • 当矿浆pH<6.7时，捕收剂阴离子（RSO3 －或ROSO3 －）通过 静电吸附，使颗粒表面疏水； • 当矿浆pH≥6.7时，针铁矿颗粒表面荷负电，只能用胺类阳离 子捕收剂进行浮选
5.3.1烃基酸类捕收剂的结构及性能 3.烃基酸类捕收剂的作用机理 +60 +40 +20 0 -2 -40 -60 80 60 40 20 8 10 12 14 PF王 图1-24针铁矿的动电位与可浮性的关系 1一用RSO作同收剂；2一用RNg本作报收剂
9 5.3.1 烃基酸类捕收剂的结构及性能 3. 烃基酸类捕收剂的作用机理 9
5.3.1烃基酸类捕收剂的结构及性能 3.烃基酸类捕收剂的作用机理 分析：石英的PZC=1.8,在pH<1.8时，表面荷正电，加入1x0~4 mol/几的阴离子捕收剂磺酸盐，判断此时石英的可浮性。 矿物表面发生的吸附存在竞净，要把溶液pH调到小于1.8，即 [H+]大于1x0-2mol/L,需要加入足量的盐酸，溶液中[C]也会 大于1x0-2mol/儿，远远高于溶液中捕收剂阴离子的浓度。大量 的C占据了石英表面正电荷区，致使RSO3无法接近矿物表面起 捕收作用。 10
10 5.3.1 烃基酸类捕收剂的结构及性能 3. 烃基酸类捕收剂的作用机理 10 分析：石英的PZC=1.8，在pH<1.8时，表面荷正电，加入1xl0－4 mol/L的阴离子捕收剂磺酸盐，判断此时石英的可浮性。 矿物表面发生的吸附存在竞争，要把溶液pH调到小 于1.8，即 [H+]大于1xl0－2 mol/L，需要加入足量的盐酸，溶液中[Cl- ]也会 大于1xl0－2 mol/L，远远高于溶液中捕收剂阴离子的浓度。大量 的Cl-占据了石英表面正电荷区，致使RSO3 -无法接近矿物表面起 捕收作用