浮選藥劑中捕收劑捕集作用規(guī)律性的探討1.ppt

浮選藥劑中捕收劑捕集 作用規(guī)律的探討,一、序言 二、規(guī)律的探討 三、原子對映規(guī)律 四、適用范圍和實(shí)例 五、利用這一規(guī)律可以解釋的問題 六、討論 七、結(jié)語,一、序言,浮選是近代選礦的重要方法之一, 特別是礦石由于逐漸貧化和礦物的細(xì)粒嵌布, 并要求加強(qiáng)資源的綜合利用, 都希望能利用浮選來處理。 浮選工藝的研究, 主要是尋求經(jīng)濟(jì)有效的藥劑。,一、序言,1925年凱勒（keller）和路易斯（lewis）用黃藥在浮選中作為捕收劑。,圖1 黃藥 （黃藥學(xué)名烴基黃原酸鹽或烴基二硫代碳酸鹽）,一、序言,1926年韋特沃斯（whitworth）提出黑藥專利 圖 2 黑藥（black catching agent）,一、序言,與黃藥相比，黑藥的浮選性質(zhì)有兩個主要特點(diǎn)： (1) 捕收力較低，選擇性較高，特別是對硫鐵礦捕收力較小，故在含硫化鐵高的銅及鉛鋅硫化礦浮選中用作優(yōu)先浮選捕收劑，可以得到較好質(zhì)量的精礦，同時許多種黑藥對金的捕收性能較好； (2) 穩(wěn)定性好，可以在較低ph值下使用不致被迅速分解。,二、規(guī)律的探討,選礦藥劑中常用的捕收劑有200種左右，按照不同的極性基加以分類，主要有以下幾種類型： 1.黃藥類 2.黑藥類 3.疏基化合物 4.羧酸及松脂酸、環(huán)烷酸類 5.硫酸鹽類及磺酸鹽類 6.有機(jī)磷胂類藥劑 7.陽離子胺類 8.絡(luò)合捕收劑,二、規(guī)律的探討,從結(jié)構(gòu)分析，典型的捕收劑必需具備：一個憎水基，一個極性基。 憎水基指向氣泡，極性基吸附于礦物表面，這可用rx來表示，或以圖表示如下： 憎水基的長短影響憎水性的強(qiáng)弱，而極性基則決定吸附的選擇性。在離子型捕收劑中，極性基吸附于礦物表面，主要是化學(xué)吸附形成化學(xué)鍵，這已成為紅外光譜分析所證實(shí)。,二、規(guī)律的探討,例： 一個黃原酸鹽的離子與方鉛礦作用，黃藥離子吸附于礦物表面形成黃原酸鉛。用結(jié)構(gòu)示意圖表示：,二、規(guī)律的探討,我們?nèi)粢?表示兩相界面,即 則可以發(fā)現(xiàn), 在界面pb原子的兩側(cè)，都具有相同的s原子，有著鏡相對映的關(guān)系，而乙基黃藥是方鉛礦的有效捕收劑。,二、規(guī)律的探討,推而廣之，多種硫化礦對乙基黃藥，在它的界面金屬原子的兩側(cè)，都具有相同的對映的s原子，黃藥對它們都是有效的捕收劑。,三、原子對映規(guī)律,捕收劑分子中的極性基與被浮選的礦物具有對映的原子（或原子團(tuán)）的，將是有效的捕收劑。這就是浮選中捕收劑與礦物作用之間的原子對映規(guī)律，簡稱之為“原子對映規(guī)律”。,四、適用范圍和實(shí)例,1.黃藥類 黃藥類捕收劑常用的有乙基、丙基、異戊基、丁基黃藥及其他高級黃藥，其非極性基r的變化、長短、異構(gòu)，對藥劑溶解度、疏水性強(qiáng)弱，有一定的影響，這符合有機(jī)化學(xué)的觀點(diǎn)，一定結(jié)構(gòu)對分子有一定的影響。 他們都含有極性基 ，他們是硫化礦的良好捕收劑。 這類藥劑包括他們的鈉鹽、鉀鹽： 硫氮9號：,四、適用范圍和實(shí)例,通式： 其中me為金屬原子 被浮選的硫化礦：方鉛礦pbs、輝鉍礦bi2s3、輝鎢礦ws2、黃鐵礦fes2、硫鎘礦cds、閃鋅礦zns、硫鈷礦co3s4、硫錳礦mns、褐硫錳礦mns2、輝銅礦cu2s、銅蘭cus、黃銅礦cufes2、硫鎳礦nis、辰砂hgs等等。,四、適用范圍和實(shí)例,2.黑藥類 例：甲醛 相同類型的品種有15號、25號、30號黑藥，環(huán)烷酸黑藥（弗斯弗騰），丁基按黑藥等,，也是硫化礦的有效捕收劑，我們在界面金屬原子的兩側(cè)，也找到具有對映的硫原子。,四、適用范圍和實(shí)例,3.含sh疏基捕收劑 含疏基化合物有硫醇、硫酚，他們都是硫化銅類礦物的很好捕收劑。 庚硫醇捕收硫化礦 硫酚、苯驕琉基噬唑浮選硫化銅,四、適用范圍和實(shí)例,一些硫醇類，都是閃鋅礦的有效捕收劑，例： n二丁基2硫醇基乙胺鹽酸鹽 n（2硫醇基乙基）苯胺鹽酸鹽 n丁基一雙（2硫醇基乙基）一胺 n（2硫醇基乙基）n甲基苯銨鹽酸鹽 s（2硫醇乙基）鄰氨基硫酚,四、適用范圍和實(shí)例,4.羧酸類 這類捕收劑的極性基團(tuán)為 ，解離成 。 這類藥劑是氧化礦的典型捕收劑，如油酸在赤鐵礦上的吸附：,四、適用范圍和實(shí)例,又如脂肪酸浮選方解石 這類藥劑品種很多，包括各種飽和脂肪酸：庚酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、軟脂酸（棕桐酸）、硬脂酸；不飽和酸：油酸、亞油酸、亞麻仁油酸，還包括各種動植物油脂肪酸；人工合成脂肪酸：氧化石蠟、氧化煤油；紙漿廢液，塔爾油等，雖然憎水基r 有所不同，只是在性能上有些改變, 它們在界面被吸附的離子的兩側(cè), 都具有對映的氧原子，都是氧化礦很好的捕收劑。,四、適用范圍和實(shí)例,對于碳酸鹽礦物, 利用脂肪酸類型捕收劑, 也是有效的。例如十二酸鈉浮選碳酸鈣, 它們不但具有對映的氧原子, 而且在界面鈣離子的兩邊, 具有對映的原子團(tuán) 羧酸根。,四、適用范圍和實(shí)例,圖3為利用脂肪酸浮選孔雀石cuco3cu(oh)2，使用丁酸到壬酸，它們都是羧基型捕收劑，都具有對映的原子團(tuán)，符合我們提出的這一規(guī)律。,圖3 利用脂肪酸類型捕收劑浮選孔雀石,四、適用范圍和實(shí)例,5.硫酸鹽和磺酸鹽類 這一類藥劑的結(jié)構(gòu)，極性基為 這類化合物極性端為氧，可以浮選氧化礦，對硫酸鹽礦物的浮選效果更好。,四、適用范圍和實(shí)例,例： 黑爾比赫利用十二烷基硫酸鹽浮重晶石、天青石等，如圖4。,圖4 十二烷基硫化鈉對幾種礦物的浮選,從圖4可以看出，兩種具有對映硫酸根的礦物，回收率最高。,四、適用范圍和實(shí)例,1980年富井奎司報導(dǎo)用十六烷基硫酸鈉浮選硫酸沿礦，如圖5：,圖5 十六烷基硫酸鈉浮選硫酸鉛礦,四、適用范圍和實(shí)例,6.有機(jī)麟坤類藥劑 這類常用的有烷基膦酸，苯乙烯膦酸，甲苯腫酸, 他們是錫石sno2的有效捕收劑，它們的分子結(jié)構(gòu)中，都含有對映的氧原子。 對烷基膦酸來說，最好應(yīng)該是父磷酸鹽礦物； 對磷石灰石、方解石、白云石三種春礦物進(jìn)行捕收性能試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)用容積為25毫升的小浮選機(jī)進(jìn)行，礦樣3克，攪拌三分鐘，溫度為262c，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6：,四、適用范圍和實(shí)例,圖6 十二烷基膦酸鈉對磷石灰、方解石、白云石三種純礦物的捕收性能試驗(yàn),五、利用這一規(guī)律可以解釋的問題,1.黃藥對多金屬硫化礦, 為什么難以分選？因?yàn)樗鼈兌季哂袑τ车牧蛟?，黃藥都是它們的捕收劑，所以難以分選。 2.黃藥不是氧化礦的有效捕收劑，因?yàn)樗鼈儾痪哂袑τ车脑印?3.被硫化了的礦物，可以用黃藥浮選。因?yàn)橛昧蚧c或其他硫化劑進(jìn)行硫化后，使其表面生成了硫化物，引進(jìn)了對映的硫原子。 4.脂肪酸類捕收劑對氧化礦都可以浮，但選擇性不好。,五、利用這一規(guī)律可以解釋的問題,例如：對白鉛礦進(jìn)行硫化如圖,圖7 白鉛礦對黃藥的吸附,1為用 na2s 16毫克/升處理的 2為用 na2s 16毫克/升處理的 3、4為未經(jīng)硫化鈉處理的白鉛礦樣品,六、討論,1.“原子對映規(guī)律”可以適用于大部分的捕收劑，已如上所述。但對于離子型捕收劑胺類，以及非離子型藥劑，此規(guī)律不能適用。因?yàn)榘奉愖饔?，基本上是物理吸附，不能形成化學(xué)鍵。 2.對于絡(luò)合型捕收劑以及酯類，還有待進(jìn)一步研究。 3.白藥呈白色片狀結(jié)晶，微溶于水，在水中成互變異構(gòu)性式： 只有酸性型式sh易與礦物表面相作用，具有較好的選擇捕收作用，符合以上規(guī)律,六、討論,4.有人認(rèn)為硫化礦必先形成氧化表面，才能與黃藥起作用。但事實(shí)證明硫化礦表面引進(jìn)氧原子后，用黃藥浮選是不利的。 5.對一些有色金屬碳酸鹽