礦物加工工程浮選3(雙語,2016版)

1、 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 3. Flotation reagents Prof. Yin Wanzhong telEmail: 3.1 浮選藥劑的分類和作用 3.2 捕收劑 3.2.1 捕收劑的分類 3.2.2 捕收劑的結構 3.2.3 硫代化合物類捕收劑(巰氫基捕收劑) 3.2.4 有機酸類(烴基含氧酸類或氧化礦)捕收劑 3.2.5 胺類捕收劑 3.2.6 非極性油類捕收劑 3.3 調整劑 3.3.1 活化劑 3.3.2 抑制劑 3.3.3 介質調整劑 3.4 起泡劑 Prof. Yin Wanzhong

2、telEmail: 為什么要使用浮選藥劑？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: 使用浮選藥劑的使用浮選藥劑的目的目的： 由于自然界的大部分礦物都是親水的，為了使礦物之間 分離，必須人為地控制礦物的浮選行為，如采用捕收劑就可 以選擇性提高某些礦物的疏水性，使用抑制劑可選擇性提高 某些礦物的親水性，人為提高不同礦物之間的潤濕性差異， 從而達到分離礦物的目的。因此浮選藥劑是浮選研究的核心。 Most minerals are not naturally hydrophobic, so that various reagents

3、 must be added to the pulp for selective control of the wet-ability of various mineral surfaces and to achieve the desired frothing. Prof. Yin Wanzhong telEmail: 浮選藥劑可分為哪幾種類型？ 分別起什么作用？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: 3.1 浮選藥劑的分類和作用(classification and application) 浮 選 藥 劑 捕收劑(c

4、ollector)：能選擇性地作用于礦物表面并使之疏水的有機物質。 Collectors are the most important reagents, which adsorb selectively on min- -eral surfaces, rendering them hydrophobic and facilitating bubble attachment. 起泡劑：能使空氣在礦漿中彌散，增加分選氣液界面，并能促使 frother 氣泡在礦化和升浮過程中機械強度的一類浮選劑。Forthers are used to help maintain a reasonably sta

5、ble froth. 調整劑 調整(促進和 阻礙)捕收劑 與礦物表面 的相互作用， 調整礦漿性 質，能提高 浮選選擇性 的一類藥劑。 Modifier Regulator 抑制劑：能削弱或消除捕收劑與礦物的相互作用， Depressant 從而降低或惡化礦物可浮性的一類藥劑。 活化劑：能增強捕收劑與礦物的相互作用， Activator 從而促進礦物可浮性的一類藥劑。 介質調整劑 Medium regulator pH值調整劑(pH-regulators agents) 礦泥分散劑(slime dispersant) 絮凝劑(flocculant)和凝聚劑(coagulation) Prof.

6、Yin Wanzhong telEmail: Prof. Yin Wanzhong telEmail: 捕收劑的結構是什么？各部分 起什么作用？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: 3.2 捕收劑(Collector) water water 石蠟 (parafins) 親水疏水 石蠟就起了捕收劑的作用。 極性基非極性基 極性基極性基決定藥劑在礦物表面固著強度和選擇性決定藥劑在礦物表面固著強度和選擇性 非極性基非極性基決定藥劑在礦物表面疏水性決定藥劑在礦物表面疏水性 hydrophilichyd

7、rophobic Polar group Non-polar group Prof. Yin Wanzhong telEmail: 捕收劑可分為哪幾種類型？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: 3.2.1 捕收劑的分類 捕 收 劑 非極性油類捕收劑：煤油、變壓器油 異極性 捕收劑 非離子型捕收劑：酯、多硫化物 離子型捕收劑 陰離子捕收劑：如 黃藥、黑藥、脂肪酸 陽離子捕收劑：如 胺類 兩性捕收劑：如十六烷基二醋酸 Prof. Yin Wanzhong telEmail: classificati

8、ons collectors Non-polar oil：coal oil、transformer oil Heteropolor collector Non-ionising：ester、polysulfide Ionising anionic ：xanthate, Dithiophosphate, Fatty acids cationic ：amine Amphoteric collector：hexadecyl cellulose Prof. Yin Wanzhong telEmail: Collectors are organic compounds. The

9、y may be ionizing compounds, which dissociate into ions in water, or non-ionizing compounds, which are practically insoluble, and render the mineral water repellent by covering its surface with a thin film. The non-ionizing compounds are basically used for the flotation of naturally flotable mineral

10、s, such as coal, graphite, molybdenite, and diamond etc. Ionizing collectors have found very wide application in flotation. They have complex molecules, which are asymmetric(不均勻的) in structure and are heteropolar, i.e. the molecule contains a non-polar hydrocarbon group and a polar group, which may

11、be one of a number of types. The non-polar hydrocarbon radical is hydrophobic, whereas the polar group is hydrophilic. Prof. Yin Wanzhong telEmail: Ionizing collectors are divided into anionic and cationic, in accordance with the type of ion, anion or cation that possesses the hydrophob

12、ic affect in water. The structure of sodium oleate, an anionic collector in which the water-repellent hydrocarbon radical constitutes the non-polar part of the molecules, is shown in figure. Prof. Yin Wanzhong telEmail: 捕收劑的結構和作用？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: 3.2.2 捕收劑的結構 以

13、黃藥(xanthate)為例： H H H C H H COC S SNa 非極性基 極性基(親固基) 聯(lián)結原子(chain connection atom) 中心核原子(central core atom) 親固原子(鍵 合原子) 非疏水離子 非極性基決定了礦物表面的疏水能力，烴鏈長度越長， 疏水能力越大，水化作用越小，捕收劑的用量減小，即 藥劑的捕收能力越強。但捕收劑非極性長度要適當，既 要保證其具有強的捕收能力，又要使具有良好的選擇性。 Non-polar groupPolar group (affinity solid group) Prof. Yin Wanzhong tel:136

14、04920519 Email: Because of chemical, electrical, or physical force between the polar group and mineral surfaces, collectors absorb on particles with their non-polar ends oriented towards the bulk solution, thereby imparting hydrophobicity to the particles. Prof. Yin Wanzhong telEmail: 影

15、響捕收劑非極性作用的因素 有哪些？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: 影響非極性基疏水能力(water- repellent ability)的因素： a）烴鏈長度(hydrocarbon chain length) 非極性基烴鏈長度增加，使非極性間分 子的色散力(dispersion force)提高，增加了 藥劑在礦物表面的固著強度，導致水化 (hydration)作用減弱，表面接觸角(contact angle)增大，使礦物可浮性提高。 但藥劑的疏水性(hydrophobicity)并不與烴 鏈中的CH2數(shù)成正比，烴鏈CH2數(shù)增加，接 觸

16、角增加，捕收劑用量下降，但接觸角的 增長幅度下降，或捕收劑用量的減小幅度 下降。 因此捕收劑長度要適當，以保證其有強的 捕收能力和良好的選擇性(selectivity)。 用 量 長度 CH3- C2H5- C3H7-C 4H9- C5H11- Prof. Yin Wanzhong telEmail: Prof. Yin Wanzhong telEmail: b）烴基支鏈(hydrocarbon group branched chain) 非極性基烴鏈長度越長，非極性應越強，故烴基 支 鏈 對 浮 選 不 利 。 但 有 特 例 ， 如 異

17、丙 基 黃 藥 (isopropyl xanthate)比正丙基(propyl xanthate)黃藥的 捕收能力強。 支鏈愈靠近親固基，捕收能力越強。但也有例外， 如環(huán)狀鏈烴一般捕收能力弱，在實踐中沒有得到廣 泛應用。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 捕收劑極性基的種類有哪些？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: 極性基(polar group)，也稱親固基，決定著藥劑在礦物表面的固 著強度(adhesive intensity)和選擇性(selectivity)。 極性基中的親固原子是親固基

18、中與礦物表面金屬離子發(fā)生鍵合 作用的原子。常用的捕收劑的親固原子有： S2-。半徑大，1.82，電負性(electronegativity)小，易被極化， 能形成離子鍵(ionic bond)、共價鍵(coovalent bond)和金屬鍵 (metallic bond)。該原子與硫化礦物表面的金屬離子的鍵合作用 較強，具有含有該原子的藥劑用來浮選硫化礦物(sulphide mineral)。 O2-。與氧化礦物(oxide mineral)表面離子鍵合能力強。 :N3+。有孤對電子能與一些金屬離子共用形成共價鍵，可用 于硅酸鹽礦物(silicate mineral)浮選。 沒有親固原子。如烴

19、類油(hydrocarbon oil)，用于天然疏水性 礦物的浮選。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 根據(jù)親固原子不同，捕收劑可分成以下幾類： 含S2-的巰氫基陰離子捕收劑(sulphydryl collectors) ROC S S- RO RO P S S- 黃藥(xanthate) 黑藥(dithiophosphate) 含O2-的氫氧基陰離子捕收劑(oxyhydryl collectors) C O- O OSO- O O SO- O O C NO- OH AsO- O- 羧基 (carbosylic) 硫酸基 (sulphates)

20、 磺酸基 (sulphonates) O 羥肟酸基 Hydroximic acid 砷酸基 Arsonic acid 含:N3+的陽離子捕收劑(cationic collector ) RNH3+RNH2 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 黃藥的結構是什么？有何特點？ 為什么短烴鏈的黃藥就具有捕收 作用？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: 3.2.3 硫代化合物類捕收劑(巰氫基捕收劑)sulphydryl collectors 特點：親固基中鍵合原子為S2-，疏水基短(C2C5) 黃藥(xant

21、hate) 又稱黃原酸鹽，結構式為 常用黃藥為乙基ethyl黃藥（C10-2 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 一般來說，金屬黃原酸鹽越難溶，則其相應的硫化礦物越易 被黃藥捕收。 如AuCo，溶度積很小，故黃藥對這些礦物捕收能力強， Zn、Fe、Mn溶度積(solubility product)相對較大，故黃藥對這些礦 物的捕收能力弱。 應用： ) 捕收金(gold)、銀(silver)等貴金屬和自然銅(copper)； ) 捕收有色金屬硫化礦(sulphide)，如黃銅礦(chalcopyrite)、 方鉛礦(galena)、閃鋅礦(spha

22、lerite)等； ) 捕收硫化后的有色金屬氧化礦，如經(jīng)硫化鈉(sodium sulfide)硫化后的菱鋅礦(calamine)、白鉛礦(cerussite)等 黃藥對脈石(gangue)硅酸鹽礦物(silicate mineral)、氧化物 (oxidate)及堿土金屬鹽類礦物的捕收性能較差，故該藥具有良 好的選擇性(selectivity)。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 黑藥的結構？ 黑藥的制備方法？ 常用的黑藥有哪些？有什么特點？ 黑藥的捕收性能？ Prof. Yin Wanzhong telEmail:

23、黑藥(dithiophosphate) 又稱二烴基二硫代磷酸酯。結構式為： RO RO P S SMe(H,Na或NH4) 制法： 由醇(alcohol)或酚(phenol)與五氧化二磷(phosphorous penroxide)反應制得： 4ROH+P2S5=2(RO)2PSSH+H2S 其酸式產物為油狀黑色液體，中和成鈉鹽或銨鹽后可制成 固體產品。 常用的黑藥有： a)甲酚(cresol)黑藥(二甲酚二硫代磷酸) Prof. Yin Wanzhong telEmail: 是甲酚(cresol)與五氧化二磷(phosphorous penroxide)混合加 熱制

24、得，甲酚黑藥根據(jù)制造時配方的不同，有以下幾種牌號： 15號黑藥：配方中按原料重量計加入15%P2S5制得，該黑 藥起泡性能強，捕收能力弱。 25號黑藥：加入25%P2S5制得。該黑藥捕收性能強于15號 黑藥，起泡性能弱，較為常用。 31號黑藥：25號黑藥中加入6%白藥(thiocarbanilide)制得。 b) 銨黑藥(ammonium dithiophosphate)（正丁基二硫代磷酸銨） 是正丁醇(butanol)與P2S5按4:1配比，先合成二丁基二硫代磷酸， 然后通往氨氣(free ammonia)中和后制得： 4C4H9OH+P2S5=2(C4H9O)2PSSH+H2S （C4H9

25、O)2PSSH+NH4OH=(C4H9O)2PSSNH4+H2O 是白色、灰色粉末，易溶于水，性能穩(wěn)定，不易變質。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 丁基銨黑藥適用于銅(copper)、鉛(lead)、鋅(zinc)、鎳 (nickel)等硫化礦物的浮選，其特點是弱堿性礦漿中對黃鐵礦 (pyrite)和磁黃鐵礦(pyrrhotite)的捕收性能較弱，而對方鉛礦 (galena)的捕收性能較強。 C)胺黑藥 由P2S5與相應胺合成，分子式(RNH2)PSSH，包括苯胺黑藥、 甲苯胺黑藥和環(huán)己胺(cyclohexane)黑藥。均為白色粉末，不溶 于

26、水。苯胺(aniline)黑藥對硫化鉛、鋅、銅礦物具有較強的捕收 性能，選擇性(selectivity)好，泡沫不粘，但用量較大。 黑藥的捕收性能： 捕收性能弱于黃藥，但選擇性較好。 原因：烴基(alkyl)磷酸鹽的溶解度(solubility)大于相應的烴 基碳酸鹽(alkyl carbonate)。在實際生產中黑藥和黃藥配合使用。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 黑藥比黃藥穩(wěn)定。 原因：磷酸(phosphoric acid)的酸性比碳酸強，使黑藥在水溶 液中比黃藥穩(wěn)定，不易分解失效，故可用于酸性浮選。 黑藥不象黃藥那樣容易氧化。但遇到銅、

27、鐵等易還原的高 價金屬陽離子可長時間與空氣接觸可受熱時，部分黑藥也會氧 化成雙黑藥。 黃藥(xanthate)黑藥(dithiophosphate) 相同 點 烴基RC2C5C2,CH3C6H4,C4 鍵合原子S-S- 差 異 點 中心核4 價C5價P 與S-鍵能 CS SMe SMe 捕收能力較強較弱 選擇性較黑藥差較好 化學穩(wěn)定性較黑藥差較穩(wěn)定 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 黑藥的應用？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: 黑藥的應用(application)： 與黃藥應用相同； 選擇性強

28、。對閃鋅礦(sphalerite)、黃鐵礦(pyrite)捕收能 力弱，可用于多金屬分離(separation)，從閃鋅礦(sphalerite) 、 黃鐵礦(pyrite)中分離出方鉛礦(galena)、黃銅礦(chalcopyrite)。 可在酸性介質(acidity medium)中使用。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 硫氮類捕收劑的結構和特點？ 硫氨酯類捕收劑的結構和特點？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: 硫氮類捕收劑（烴基二硫代氨基甲酸鹽） sodium dihydrocarby

29、l dithiophosphate N R R C S SNa R：C2H5 乙硫氮 R：C4H9 丁硫氮 特點：捕收能力比黃藥、黑藥強，對FeS2捕收能力弱，一 般與黃藥配合使用在硫化礦浮選中。對黃鐵礦的捕收能 力較弱，故硫化礦浮選中具有較好選擇性。 酯類捕收劑(ester collectors) 黃藥的酯類捕收劑 烴基硫代氨基甲酸酯(alkyl dithiocarbomate ester) ORC S SR NRC S OR NRC S SR HH 烴基一硫代氨基甲酸酯烴基二硫代氨基甲酸酯 Prof. Yin Wanzhong telEmail: Z-200的結構

30、和特點？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: Z-200：O-異丙基，N-乙基-硫代氨基甲酸酯 NC2H5C OC3H7 H S OC3H7C NC2H5 S mineral 特點： 通過螯合作用(chelation)與礦物發(fā)生作用，故捕收能力強， 特別對鉛鋅礦物(lead and zinc minerals)具有很強的捕收能力， 但對黃鐵礦(pyrite)的捕收能力較弱。故是多金屬硫化礦選廠 的良好選擇性捕收劑(selective collectors)。 該藥劑在國外廣泛使用，但在國內用的相對較少。 Prof. Yin Wanzhong te

31、lEmail: （5）其它硫代化合物類捕收劑 R-SH 硫醇(thio-alcohol)或硫酚(thio-phenol) S C6H5NHCNHC6H5 白藥(硫代二苯脲) thiocarbanilide N S C SH N C SH N R 噻唑硫醇噻唑硫醇咪唑硫醇咪唑硫醇 都有-SH(巰基)，均可作為硫化礦捕收劑。 RSH較黃藥捕收能力強，但難聞，未能推廣。 白藥難溶于水，使用不便，已不使用。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 硫代化合類捕收劑的作用 機理是什么？ Prof. Yin Wanzhong tel:1

32、3604920519 Email: (6) 硫代化合物類捕收劑的作用機理 早期見解： 20世紀50年代提出了化學假說(chemical hypothesis)和吸附 假說(adsorption hypothesis) ，而后當認識到氧和氧化作用的重 要性后，又提出：1）氧對黃藥與硫化礦物相互作用有影響， 提出半氧化假說(half-oxidizing hypothesis)和半導體見解(quasi- conductor viewpoint)，即礦物適度輕微氧化對浮選有利，而深 度氧化對浮選不利；2）雙黃藥(dixanthate)的作用；3）黃藥與 重金屬離子的生成物對硫化礦物(sulphide

33、minerals)的捕收作用； 4）黃藥及其產物在硫化礦物表面吸附固著形式多樣化。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 化學假說(chemical hypothesis) ： 認為黃藥與硫化表面發(fā)生化學反應，反應產物的溶度積 (solubility product)越小，反應越易發(fā)生，即認為黃藥與硫化礦 物表面的作用，類似于溶液中所發(fā)生的一般化學反應。 PbSPbS+O2PbSPbSmOn+X-PbSPb(X)2 該假說的作用： a)解釋了黃藥離子在方鉛礦(galena)表面固著的事實；b)解釋 了黃藥對不同硫化礦物發(fā)生選擇性(selectivi

34、ty)作用。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 吸附假說(adsorption hypothesis) ： 認為黃藥與硫化礦物的作用不是一般的化學反應，而是 黃藥陰離子與礦物表面陰離子(OH-)發(fā)生了離子交換吸附(ion exchange adsorption)，如果溶液中黃藥離子與礦物表面金屬離 子的濃度超過吸附溶度積(solubility product)時，黃藥離子就能 在礦物表面發(fā)生吸附，也有人認為黃藥分子在礦物表面發(fā)生 吸附。 MMM M MM S SS S S S H2OM MM M MM S SS S S S OHOHOHHH H

35、 X- MMM M MM S SS S S S XHHHXX Prof. Yin Wanzhong telEmail: 半氧化假說(或稱溶度積觀點)(half-oxidizing hypothesis) ： 認為氧可使礦物表面形成半氧化狀態(tài)，有利于黃藥類捕收 劑進行反應，因而提高礦物可浮性。 主要觀點： 1）完全沒有氧化的硫化礦物由于其溶度積很小，所以不能 直接與黃藥作用； 2）經(jīng)適度輕微氧化后生成介于硫化物與硫酸鹽的一些中間 產物(-SxOy)，這些中間產物轉入溶液后，可提高礦物表面晶格 金屬陽離子化學鍵力的不飽和性，促使黃藥與晶格金屬陽離子 發(fā)生化學反應，生成溶度

36、積很小的捕收劑金屬鹽，提高黃藥陰 離子的化學吸附活性，使礦物可浮。 3）過分氧化的硫化礦物，晶格外層甚至深部的S將完全或絕 大部分都被氧化成SO42-離子，雖然礦物表面易和黃藥起化學反 應生成黃原酸鹽，但由于重金屬硫酸鹽溶解度大，極易從礦物 表面溶解脫落，故黃原酸鹽也極易從礦物表面脫落，使礦物可 浮性變壞，即水化超過氧的積極作用，使氧的有利因素轉化成 不利的因素。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: MMM M MM S SS S S S 氧化前晶格 MMM M MM S SS S S S O OO O 硫氧化成SO42-的硫化物晶格 MMM M

37、 MM SS S S S SO42-X X X SO42-溶解后的硫化物表面。過度 氧化時，內層也生成MSO4，與礦 物晶格的鍵斷開，成為新相，黃 藥難以在表面吸附。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 近代見解： 化學吸附(chemical adsorption)機理 輕微氧化CO32-交換交換吸附多層吸附 PbS+2O2 PbSO4 PbSO4+CO32-PbCO3+SO42- PbSO4 SO42- PbCO3 + 2X- PbX2+ CO32- Pb(OH)2 2OH- 電化學氧化(galvano-chemistrical oxidize

38、)（雙黃藥見解）機 理 當?shù)V物在溶液中的靜電位(rest potential)大于黃藥氧化成雙黃 藥的可逆電位(reversible potential)時，黃藥能氧化成雙黃藥 (dixanthate)在礦物表面吸附，反之，則生成金屬黃原酸鹽(metal xanthate)。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 如在硫化礦表面存在兩個相互獨立的電化學反應： a) 2X-=X2+2e- X-被氧化 b) 1/2O2+H2O+2e-=2OH- O2被還原 即 2X-+1/2O2+H2O=X2+2OH- 黃藥氧化成雙黃藥的平衡電位可以測定，硫化礦物在該

39、溶液 的靜電位（電極電位）也可測定，所能斯特(Nernst )公式： 2 0 2 lg 2 059. 0 X X h a a EE 如果礦物在溶液中的靜電位大于黃藥氧化成雙黃藥的平衡電 位Eh，則生成X2，反之生成MX。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 脂肪酸及其皂類捕收劑的結 構與性質？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: 3.2.4 有機酸類(烴基含氧酸類或氧化礦)捕收劑 (organic acids collectors) 脂肪酸及其皂(fatty acids and its soap)

40、性質： 烴基長度為C12C17。結構中的羰基(carbonyl)極性(polarity)強， 與水分子作用能力強，故短碳鏈無捕收能力。 溶解度(solubility)小。故使用時要用有機溶劑溶或乳化使用， 也可采用皂化后使用或加溫使用(2030) 臨界膠束濃度(critical micelle concentration, CMC)。即捕收劑 達CMC時能形成膠束。臨界半膠束濃度(critical hemi-micelle concentration, HMC)，開始形成半膠束時的濃度，為浮選的起始 濃度。 RC O OH（Na,K） Prof. Yin Wanzhong tel:136049

41、20519 Email: 在水溶液中解離。在強酸性(strong-acid)條件下主要以分子 (molecule)形式存在，中性(neutral)及堿性(alkalinous)條件下 以離子(ion)形式存在，一定濃度時存在膠束，分子離子共存。 與堿土金屬(alkali soil metal)生成難溶化合物(insoluble compound)。 膠束(三維) Micelle(3D) 膠束(二維) Micelle(2D) 半膠束 Hemi-micelle Prof. Yin Wanzhong telEmail: 脂肪酸分子結構 Prof. Yin Wanzhong

42、telEmail: 脂肪酸及其皂類捕收劑的應用？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: 應用(application) 含堿土金屬陽離子的極性鹽類礦物(polar salts mineral)。如方 解石(calcite)、螢石(fluorite)、重晶石(barite)、白鎢礦(scheelite) 等； 氧化礦物(oxide minerals)。如赤鐵礦(hematite)、氧化錳 (manganese oxide)等； 活化后的硅酸鹽礦物(silicate minerals)。鈣鎂離子(calcium and mag

43、nesium)活化后礦物 可溶性鹽(soluble salts)。如巖鹽(halite)、硼礦物(boron mineral)等； 應用時應注意的問題：藥劑具有起泡性；選擇性(selectivity)差， 故應嚴格控制用量，或與調整劑(regulator)搭配使用；溶解性差， 加溫浮選。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 常用的脂肪酸及其皂類捕收劑有哪 些？各有何特點 ？ 烴基磺酸鹽和硫酸鹽的結構和特點？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: 常用的脂肪酸及其皂： 油酸(oleic acid)和油酸

44、鈉(sodium oleate) (C17H33COOH C17H33COONa) 應用：由于價格貴，主要用于試驗研究。一般用于稀有金屬 (rare metal)選別及螢石(fluorite)等含鈣礦物的浮選。浮選溫度 14。 塔爾油(tall oil)。是一種不飽和脂肪酸，是堿法造紙廢液中 提取的。具有強起泡性、捕收能力強、選擇性差。 氧化石臘皂(oxidized paraffin wax soap)。捕收能力差、起 泡性較弱、經(jīng)常與塔爾油混用。 環(huán)烷酸(naphthenic acid)和堿渣(alkali cinder)。石油工業(yè)副 產品，用于磷灰石(apatite)和赤鐵礦(hemati

45、te)浮選中。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 烴基磺酸鹽(hydrocarbyl sulfonates)和烴基硫酸鹽 (hydrocarbyl sulphates)(RSO3Na and RSO4Na) 為烴類油(hydrocarbon-type oil)或醇(alcohol)+濃硫酸 (concentrated sulfuric acid)制得。 特點：起泡性較好，捕收能力不強，選擇性好。酸性介質中 的浮游性較好。耐硬水，溫度對其影響小。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 羥肟酸鈉的結構和

46、特點？ 甲苯砷酸的結構和特點？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: 羥肟酸鈉(sodium hydroximic acid) CRNONa OH R:C7C9 特點：對赤銅礦(cuprite)、氧化鐵(ferric oxide)、鋁土礦(bauxite) 及某些稀土(rare earth)礦物具有良好捕收性。 甲苯胂酸(toluene arsonic acid) CH3As OH O OH 特點：可回收細泥中錫石(cassiterite)，但成本較高，污染環(huán)境， 難以推廣。 Prof. Yin Wanzhong telE

47、mail: RA系列捕收劑的結構與特點？ Prof. Yin Wanzhong telEmail: (5) RA系列捕收劑 RA系列陰離子反浮選捕收劑是以脂肪酸及石油化工副產品等為原料 經(jīng)改性制成的，現(xiàn)已有RA315、515、715、915等多個品種供應，已成功 用于調軍臺、齊大山、東鞍山、舞陽、胡家廟等多個紅礦選礦廠，RA系 列藥劑捕收能力強，選擇性好，其分選效率及用量可與胺類等陽離子捕 收劑相媲美，對礦泥有較好的耐受性，是紅礦選礦取得技術突破的關鍵 因素之一。 早在“七五”期間，RA-315藥劑用作鐵礦反浮選，采用弱磁-強磁-反 浮選工藝流程選別鞍鋼齊大山鐵礦石獲

48、得成功，為開拓磁選-反浮選工藝 流程選別我國鞍山式紅鐵礦選礦奠定了基礎。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: RA藥劑藥劑 第一代產品第一代產品RA-515 第二代產品第二代產品RA-715 第三代產品第三代產品RA-915 RA/B組合藥劑組合藥劑RA-925、RA945等等 第一階段第一階段脂肪酸改性脂肪酸改性 第二階段第二階段脂肪酸代用品脂肪酸代用品 第二階段第二階段引進非離子型極性結構引進非離子型極性結構 組合產品組合產品歧化產品歧化產品 A藥藥+B藥藥RA-915改性改性 RA系列藥劑的提級和改性研究過程 Prof. Yin Wanzh

49、ong telEmail: 式中，R1RR2為烴基結構（包括烷基和芳基，結構中有飽和鍵和不飽 和鍵，有直鏈也有支鏈）；M為原料分子中的親礦物基團；M1、M2為經(jīng)化學 反應引進的活性基團。 RA-315的結構模型如下： R1RR2 M1MM2 RA系列捕收劑的結構模型： R1RR2 ClCOOH X RA-315是用脂肪酸類物質為基礎原料進行氯化反應加工改性制得的， 它具有如下特點：1）由于脂肪酸原料本身是一組復雜的混合物，當它與 氯化劑進行反應時，既發(fā)生加成反應、又發(fā)生取代反應及其他副反應， 所以制得的反應產物是一組更多組分的混合物，由于混合藥劑的協(xié)同效 應而提高了藥

50、劑的捕收性能；2）由于在氯化反應烴基結構上引進了氯原 子活性基團，而提高了藥劑的選擇性。X為原料的另一活性基團。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: RA-515和RA-715是由化工副產品為原料，經(jīng)氯化等反應制得。兩種藥 劑的化學成份基本一樣，不同之處在于：1）反應物（原料）配比及工藝操 作有所不同；2）藥劑產品濃度不同。RA-515藥劑成有效成分為70%，RA- 715為98%以上。 制取RA-515和RA-715的主體原料為化工副產品，即有機羧酸類與小部分 脂肪酸混合物，其他原料為氯化劑、催化劑和少量添加劑，制取工藝流程如 下圖所示。 RA

51、-515和RA-715的結構模型如下： 主體原料預處理氯化反應 催化劑氯化劑添加劑 后處理皂化反應產品包裝 R1RR2 ClCOOH M2 活性基團在烴基上的位置及其數(shù)量直接影響了它們的選礦性能，因此 在制取過程中必須嚴格控制反應物料的配比和操作條件。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: RA-915是RA系列捕收劑的第三代，主要是針對貧細、難磨和難選鐵礦 物的浮選而研制的，用RA-915選別舞陽鐵礦石的工業(yè)試驗和祁東鐵礦石的 擴大連選，均比RA-515和RA-715更好。 制取RA-915的原料與RA-515和RA-715不同，主要原料為非脂肪

52、酸類化 工副產品，其它原料為氯化劑、氧化劑、催化劑和少量添加劑。制取工藝 流程如下圖所示。 RA-915的結構模型如下： R1RR2 Cl MOH 氯基、羥基等活性基團的引入提高了藥劑活性同時還能與礦物形成 環(huán)狀螯合物而提高了其捕收性能。 主體原料預處理氯化反應 氧化劑催化劑氯化劑 后處理皂化反應產品包裝氧化反應 Prof. Yin Wanzhong telEmail: 袁家村鐵礦石袁家村鐵礦石 RA-915實驗室浮選閉路（驗證）試驗結果實驗室浮選閉路（驗證）試驗結果 試驗號試驗號 捕收劑用量捕收劑用量 （g/t） 產品名稱產品名稱 試驗結果（試驗結果（%） 產率產率

53、鐵品位鐵品位鐵回收率鐵回收率 粗選粗選550 精選精選150 精礦精礦56.0266.4486.96 尾礦尾礦43.9812.4813.04 浮選給礦浮選給礦100.0042.80100.00 粗選粗選600 精選精選200 精礦精礦52.1067.4282.09 尾礦尾礦47.9016.0017.91 浮選給礦浮選給礦100.0042.79100.00 Prof. Yin Wanzhong telEmail: RA-925是對RA-9系藥劑（RA-915）進行改性，通過添加增效劑，引進 非離子型絡合結構，能適合于在常溫（25）和較低溫度（20）條件下 進行浮選的藥劑

54、。 RA-925對袁家村浮給對袁家村浮給“標樣標樣”的閉路試驗結果的閉路試驗結果 試驗試驗 號號 浮選溫度浮選溫度 （） 捕收劑捕收劑 用量用量(g/t) 產品產品 名稱名稱 試驗結果（試驗結果（%） 產率產率鐵品位鐵品位回收率回收率 25 RA-915 粗選粗選700 精選精選200 精礦精礦53.7065.3282.15 尾礦尾礦46.3016.4217.85 浮選給礦浮選給礦100.0042.70100.00 25 RA-925 粗選粗選700 精選精選200 精礦精礦55.7066.5085.12 尾礦尾礦44.9314.2614.80 浮選給礦浮選給礦100.0043.02100.0

55、0 20 RA-925 粗選粗選750 精選精選250 精礦精礦55.4965.9685.24 尾礦尾礦44.5114.2414.76 浮選給礦浮選給礦100.0042.94100.00 Prof. Yin Wanzhong telEmail: RA/B組合藥劑，是由RA和RB兩種藥劑組合在一起用于 鐵礦選礦而不必再添加燒堿、淀粉和石灰等其他藥劑。其中 RA藥劑為捕收劑，根據(jù)選礦廠需要選用RA-9系藥劑中的一 種與RB藥劑組合使用。RB藥劑為調整劑。 RA/B二種藥劑用常溫自來水攪拌配制即可。適于在常 溫（25左右）礦漿中使用。這樣礦漿可以在不加溫或少加 溫的情況下進

56、行浮選，它可大量節(jié)省能耗和降低選礦成本， 從而獲得可觀經(jīng)濟效益。 Prof. Yin Wanzhong telEmail: RA/B組合藥劑用于本鋼南芬鐵礦的擴大連選試驗結果組合藥劑用于本鋼南芬鐵礦的擴大連選試驗結果 （階段磨礦（階段磨礦弱磁弱磁強磁選強磁選反浮選工藝流程）反浮選工藝流程） （RA-915） 藥劑組合藥劑組合試驗結果（試驗結果（%） RA-915 NaOH 玉米淀粉玉米淀粉 石灰石灰 RA-915 產品名稱產品名稱產產 率率鐵品位鐵品位鐵回收率鐵回收率 強磁精礦強磁精礦30.9265.2160.51 浮選精礦浮選精礦15.2067.1230.62 混合

57、精礦混合精礦46.1265.8491.13 磁選尾礦磁選尾礦44.294.716.25 浮選尾礦浮選尾礦9.597.042.62 綜合尾礦綜合尾礦52.885.498.87 給給 礦礦100.0033.32100.00 RA/B RA藥藥 RB藥藥 強磁精礦強磁精礦30.9265.2160.51 浮選精礦浮選精礦15.4467.2531.61 混合精礦混合精礦46.3665.8991.16 磁選尾礦磁選尾礦44.294.716.25 浮選尾礦浮選尾礦9.357.442.09 綜合尾礦綜合尾礦53.645.198.34 給給 礦礦100.0033.32100.00 四種四種 藥劑藥劑 組合組合

58、兩種兩種 藥劑藥劑 組合組合 Prof. Yin Wanzhong telEmail: RA系列藥劑生產廠系列藥劑生產廠 藥劑名稱藥劑名稱 對難選程度對難選程度 的適應性的適應性 已推廣應用已推廣應用 的選礦廠例的選礦廠例 藥劑藥劑 生產廠生產廠 藥劑廠藥劑廠 生產規(guī)模生產規(guī)模 RA-515 (笫一代產品笫一代產品) 易選礦易選礦 (齊大山鐵礦石齊大山鐵礦石) 鞍鋼調軍臺選廠鞍鋼調軍臺選廠 鞍鋼齊大山選廠鞍鋼齊大山選廠 長沙長沙 鞍山鞍山大規(guī)模生產大規(guī)模生產 RA-715 (笫二代產品笫二代產品) 般難選礦般難選礦 (東鞍山鐵礦石東鞍山鐵礦石) 鞍鋼東燒廠鞍鋼東燒廠

59、唐鋼司家營選廠唐鋼司家營選廠 長沙長沙 武漢武漢大規(guī)模生產大規(guī)模生產 RA-915 (笫三代產品笫三代產品) 難選礦難選礦 (袁家村鐵礦石袁家村鐵礦石) 安鋼紅山選廠安鋼紅山選廠 太鋼袁家村選廠太鋼袁家村選廠 武漢祥輝選礦公司武漢祥輝選礦公司 湘潭祥輝藥劑公司湘潭祥輝藥劑公司 大規(guī)模生產大規(guī)模生產 RA-925 (改性產品改性產品) 常溫選礦及常溫選礦及 特難選礦特難選礦 (鄂西、湘西、酒鋼、鄂西、湘西、酒鋼、 昆鋼、云、貴、川黔昆鋼、云、貴、川黔 等特難選鐵礦石等特難選鐵礦石) 待推廣應用于：待推廣應用于： (己做連選己做連選) 太鋼袁家村選廠太鋼袁家村選廠 酒鋼選廠酒鋼選廠 湘潭祥輝藥劑公

60、司湘潭祥輝藥劑公司批量生產批量生產 RA/B (組合藥劑組合藥劑) 常溫選礦及常溫選礦及 特難選礦特難選礦 (侍定侍定) 待推廣應用于：待推廣應用于： (己做連選己做連選) 太鋼袁家村選廠太鋼袁家村選廠 本鋼南芬選廠本鋼南芬選廠 湘潭祥輝藥劑公司湘潭祥輝藥劑公司試生產試生產 Prof. Yin Wanzhong telEmail: RA系列捕收劑的選礦工業(yè)試驗和工業(yè)應用情況 藥劑名稱 工業(yè)應用實例 選礦工業(yè)試驗 工業(yè)應用情況浮選工業(yè)試驗 對比試驗結果 精礦品位 /%尾礦品位 /% RA-315鞍鋼調軍臺選礦廠65.338.70 優(yōu)于脂肪酸藥 劑(油酸) 優(yōu)于陽離子捕