第4章浮选化学
第4章 浮选化学
第4章浮选化学 4.1浮选药剂结构与性能理论 4.2浮选溶液化学 4.3硫化矿浮选电化学 4.4微粒间相互作用理论
4.1 浮选药剂结构与性能理论 4.2 浮选溶液化学 4.3 硫化矿浮选电化学 4.4 微粒间相互作用理论 2 第4章 浮选化学
电化学理论：硫化矿物MeS与捕收剂X的作用为电 化学反应。 硫化矿浮选电化学主要研究矿物（电极）-电解质溶 液界面电化学反应的一般规律： (1)疏基捕收剂-疏化矿矿物体系的氧化还原反应 (2) 静电位对巯基捕收剂电化学反应的影响 (3)矿浆电位对硫化物矿物浮选的影响
电化学理论：硫化矿物MeS与捕收剂X-的作用为电 化学反应。 （1）巯基捕收剂-硫化矿矿物体系的氧化还原反应 （2） 静电位对巯基捕收剂电化学反应的影响 （3） 矿浆电位对硫化物矿物浮选的影响 硫化矿浮选电化学主要研究矿物(电极) -电解质溶 液界面电化学反应的一般规律：
(1)巯基捕收剂-硫化矿矿物体系的氧化还原反应 捕收剂与疏化矿矿物颗粒表面接触时的电化学反应： 阳极反应：S2、X氧化 X→X吸附+e 2X→X2+2e MeS+2X-→MeX2+S+2e MeS+2X-+4H2O-MeX2+SO2-+8H++8e 阴极反应：0还原 02+2H20+4e→40H
4 捕收剂与硫化矿矿物颗粒表面接触时的电化学反应： 阳极反应：S 2-、X-氧化 X-→X吸附+e 2X-→X2+2e MeS+2X-→MeX2+S0+2e MeS+2X-+4H2O→MeX2+SO4 2-+8H++8e 阴极反应：O2还原 O2+2H2O+4e→4OH- （1）巯基捕收剂-硫化矿矿物体系的氧化还原反应
阴极反应式和阳极反应式相互包含，可以组成黄药类捕收 剂与硫化矿反应的4种形式： 4X+02+2H20→4X吸附+40H 4X-+02+2H20→2X2+40H 2MeS+4X+02+2H20→2MeX2+2S+40H MeS+2X+20,-MeX,+SO.2 疏水性产物有：X吸附、X2、MeX2 根据平衡电位大小，阳极反应的优先顺序：X吸附>MX2>X2
5 4X-+O2+2H2O→4X吸附+4OH- 4X-+O2+2H2O→2X2+4OH- 2MeS+4X-+O2+2H2O→2MeX2+2S0+4OHMeS+2X-+2O2→MeX2+SO4 2- 疏水性产物有：X吸附、X2、MeX2 根据平衡电位大小，阳极反应的优先顺序：X吸附>MeX2 > X2 阴极反应式和阳极反应式相互包含，可以组成黄药类捕收 剂与硫化矿反应的4种形式：
M E ·E 图中说明： 。 当硫化矿静电位E大于 OH ā单分子浦收剂吸附机理 Ex小于EMx2,时，表面反 M MX 应为单分子捕收剂的电 S043 照 化学吸附，即反应(2)： E,gtpotera 当矿物的静电位E大于 M 02 E,0d EMx2小于Ex2会时，表面 43H b捕收剂盐机理 反应生成捕收剂金属盐， M ,% 即反应(3)： M E E,aetgoteruta 。 静电位介于Ex2和Eo2之 E, 间时，捕收剂被氧化为二 02 聚物分子，即反应(4)。 c辅孜剂双聚物吸附机型 图1-1硫化矿表面氧化还原反应的混合电位模型 Eo2,ExE心，Eu分别表示反应(1)，(2,3)，（④的可逆电位，E表示矿物的静电位 (1)02+2H,0+4e→40H (2)X→X吸附+e (3)MeS+2X→MeX,+S+2e (4)2X→X+2e
6 （1）O2+2H2O+4e→4OH- （2）X-→X吸附+e （3） MeS+2X-→MeX2+S0+2e （4）2X-→X2+2e 图中说明: • 当硫化矿静电位E大于 EX小于EMX2 ,时,表面反 应为单分子捕收剂的电 化学吸附,即反应(2)； • 当矿物的静电位E大于 EMX2小于EX2会时,表面 反应生成捕收剂金属盐, 即反应(3)； • 静电位介于EX2和EO2之 间时,捕收剂被氧化为二 聚物分子,即反应(4)。 EO 2,EX,EMX2 ,EX2分别表示反应(1),(2),(3),(4)的可逆电位,E表示矿物的静电位
以方铅矿为例 阴极反应： 02+2H20+4e→40H 阳极反应： PbS+2X→PbX,+S0+2e 2PbS+4X+3H20→2PbX2+S2032-+6H++8e PbS+2X+4H2O-PbX2+SO2-+8H++8e 方铅矿捕收原理：与黄药生成溶度积很小的黄原酸铅及元素硫， 吸附在颗粒表面使其疏水。 过度氧化一产生大量PbSO4,使黄原酸铅从颗粒表面脱落， 可浮性下降
7 以方铅矿为例 阴极反应： O2+2H2O+4e→4OH- 阳极反应： PbS+2X-→PbX2+S0+2e 2PbS+4X-+3H2O→2PbX2+S2O3 2-+6H++8e PbS+2X-+4H2O→PbX2+SO4 2-+8H++8e 方铅矿捕收原理：与黄药生成溶度积很小的黄原酸铅及元素硫， 吸附在颗粒表面使其疏水。 过度氧化——产生大量PbSO4，使黄原酸铅从颗粒表面脱落， 可浮性下降
b Pb Pb ]s ]s Pb Pb Pb 卡氧化的方铅矿 半氧化的方铅可 半氧化的方铅矿与X“作用后 Pb Pb S04 ]S04 X Pb Pb 全氧化的方铅矿 全氧化的方铅矿与X作用后 8
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以黄铁矿为例 阴极反应： 02+2H20+4e→40H 阳极反应： 2X→X2+2e FeS2传导电子， 20+2H+2e>H:0 FeS22e 促进X生成 2X→X2+2e 1 2X+20,+2H→X+H,0 黄铁矿捕收原理：黄药发生氧化反应生成双黄药后，再吸附 在黄铁矿表面，使其疏水。 黄铁矿与方铅矿同样是硫化矿物，但颗粒表面与捕收剂反 应的反应产物并不相同。 9
9 以黄铁矿为例 阴极反应： O2+2H2O+4e→4OH- 阳极反应： 2X-→X2 +2e FeS2传导电子， 促进X2生成 黄铁矿捕收原理：黄药发生氧化反应生成双黄药后，再吸附 在黄铁矿表面，使其疏水。 黄铁矿与方铅矿同样是硫化矿物，但颗粒表面与捕收剂反 应的反应产物并不相同。 2 2 X X e 2 − → + 2 2 1 2 2 2 O H e H O + + + → 2 2 2 1 2 2 2 X O H X H O − + + + → + FeS2 2e
黄药的电化学作用机理取决于矿物的性质： 不同的硫化矿物与黄药的作用机理不同。有些生成MX,有 的生成X2,而MeX与X,共吸附仅在铜的表面发生。 而黄药与硫化矿表面作用生成M®X或X,是由矿物在矿浆中的 静电位决定。 当静电位>捕收剂氧化的可逆电位，EMs>E,捕收剂被氧化， 在矿物表面优先以双黄药存在。 当静电位<捕收剂氧化的可逆电位，Ees<E,捕收剂不氧化， 而是以离子形式存在于溶液中，在矿物表面以捕收剂金属盐的 形式存在。 10
10 黄药的电化学作用机理取决于矿物的性质： 不同的硫化矿物与黄药的作用机理不同。有些生成MeX，有 的生成X2，而MeX与X2共吸附仅在铜的表面发生。 而黄药与硫化矿表面作用生成MeX或X2是由矿物在矿浆中的 静电位决定。 • 当静电位＞捕收剂氧化的可逆电位，EMeS＞E，捕收剂被氧化， 在矿物表面优先以双黄药存在。 • 当静电位＜捕收剂氧化的可逆电位，EMeS＜E，捕收剂不氧化， 而是以离子形式存在于溶液中，在矿物表面以捕收剂金属盐的 形式存在