06浮选药剂.ppt

选矿知识培训,浮选药剂,第二章.浮选药剂,第一节捕收剂第二节调整剂第三节起泡剂第四节浮选药剂使用技术,第一节捕收剂1.概述捕收剂凡能选择性作用于矿物表面,使矿物表面疏水的有机物质.选用捕收剂时应满足以下条件a.原料来源广,易于制取;b.价格低;c.使用方便,即易溶于水,无毒,无臭;d.成分稳定,不易分解,氧化等变质;e.捕收能力强,活性高;f.有较高的选择性按照分子结构,可分为极性捕收剂,非极性捕收剂和两性捕收剂;按应用情况可分硫化矿捕收剂和氧化矿捕收剂.,2.硫化矿捕收剂这类捕收剂的特点是分子内部通常具有二价硫原子组成的亲固基与矿物表面作用时,固着在矿物表面上的基团,疏水基分子量较小,对硫化矿有选择性捕收作用。a.黄药学名是烃基二硫代碳酸盐,通式ROC（S）SMe,其中R为烃基,Me为碱金属离子。黄药为淡黄色,具有刺激性臭味,易溶于水,主要性质有①黄药的电离、水解、分解,酸性条件下尤其明显,且低级黄药比高级分解快,故常在碱性条件下使用,如在酸性条件下使用需使用高级黄药。过渡元素离子可加速黄药的分解。②黄药易氧化成双黄药,需要储存在密闭的容器中,避免与潮湿的空气和水接触,不能爆晒,不能长久存放;配置的黄药溶液不要放置太久,更不要用热水配。,③黄药的捕收能力与其分子中的烃链长度,异构有关。通常烃链增长捕收能力增强,但烃链过长,其选择性和溶解性能下降,从而影响捕收效果,常用的黄药烃基含2-5个碳原子;支链的影响是对于短烃链RPOM（聚乙缩醛）PPE（聚苯基醚）。栲胶的一个重要的用途是作为赤铁矿的抑制剂，应用于阴离子捕收剂反浮选过程中，在pH8～11范围内，对铁矿能有效抑制，pH12以上时失去抑制作用。研究表明，栲胶的作用机理首先是以化学吸附、氢键力及双电层静电力等方式与矿物表面作用，在矿物表面与捕收剂发生强烈的竞争吸附，或使捕收剂从矿物表面解析；其次吸附于矿物表面的栲胶有强的亲水性，因为单宁酸类分子含有大量的-OH和-COOH基团，可使矿物表面亲水。,3）木质素类木素经过磺化、硫化、氯化、碱处理等加工，可以得到水溶性的磺化木素、氯化木素、碱木素等各种加工产品。Ⅰ.木素类抑制剂，主要用于硅酸盐矿物、稀土矿物等。在从伟晶岩中浮选云母时，用脂肪类捕收剂，采用磺化木素做抑制剂取得一定的效果；可从含10.63的TR2O3的产品得到含稀土氧化物品位30～60的富精矿。Ⅱ.木素磺酸盐也用作铁矿物的抑制剂，用于阴离子捕收剂石英反浮选流程中；在细粒铁矿预先分散脱泥时，木素磺酸盐被用作分散剂，与水玻璃共用，有一定的效果。Ⅲ.木素磺酸盐还被用作辉铜矿的抑制剂，用于铜-钼分选及钼粗精矿的反浮选精选。在特温比尤特选厂铜钼混合精矿用硫化钠抑铜浮钼，由于钼精矿中含有云母，滑石等天然可浮性好的脉石矿物，采用木素磺酸盐抑制辉钼矿反浮选脉石，使得含钼30～36的粗精矿经过反浮选得到含钼45的精矿，钼的总回收率仍达91。此外，木素磺酸盐在浮选钾盐矿时，可作为脱泥剂，脱除不溶解的矿泥。,4）腐植酸类腐植酸可做选择性絮凝剂，也可以做抑制剂用于浮选中。①用做铁矿石的抑制剂。铁坑铁矿褐铁矿反浮选中，该矿石属矽卡岩型褐铁矿和高硅型褐铁矿，金属矿物除褐铁矿外，有少量的赤铁矿和碳酸铁，非金属矿物主要为石英，其次有少量的黏土、石榴子石、绿泥石、磷灰石等。腐植酸钠做铁矿物的抑制剂，塔尔油为石英的捕收剂。经过一粗一精一扫，可获得品位50.29～52.24，回收率88.52～83.48的铁精矿。②用于抑硫浮选以德兴铜矿矿石为研究对象，采用以腐殖酸钠为主的有机抑制剂CTP实现了铜硫浮选分离。黄腐酸。腐植物质用碱提取，可溶部分用酸处理，沉淀部分为腐植酸，不沉淀部分为黄腐酸。用丁黄药作捕收剂，黄腐酸作抑制剂，浮选分离黄铜矿与毒砂，取得良好效果，给矿含2.83Cu，26.78As和411.3g/t银，获得含22.5Cu，2987g/t银，铜回收率92.6的铜精矿，铜精矿中砷降至0.73As的指标。,5）纤维素类纤维素不溶于水，但经过化学加工，纤维素得到改性成为水溶性的纤维衍生物，比较重要的有羧甲基纤维素（CMC）、羟乙基纤维素等。a.羧甲基纤维素（CMC，1号纤维素）羧甲基纤维素成功应用于浮选工业，取得了显著的效果。还能用于选煤，作为煤灰分的抑制剂。①抑制铅矿物分离铜铅精矿。②抑铅浮锌，分离铅锌混合精矿。③羧甲基纤维素是辉石、角闪石、蛇纹石、绿泥石、碳质页岩及其它含钙、镁矿物的抑制剂。羧甲基纤维素的抑制机理经过研究，认为是羧甲基纤维素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，从而起到抑制作用。还有人认为，羧甲基纤维素在水介质中不完全电离成为羧甲基纤维素阴离子，是呈分子胶絮状态，这种胶束是带负电的，容易与带正电的矿物发生静电吸引，因而矿物被吸附到胶束而受到抑制。,b.羟乙基纤维素（3号纤维素）学名为α-羟基乙基纤维素，作抑制剂使用没有羧甲基纤维素广泛。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以下的选矿效果较差。羟乙基纤维素能有效地抑制闪石类的脉石矿物，对绿泥石和云母类脉石矿物也有显著的抑制效果。如含钴黄铁矿的浮选实验，主要脉石为绿泥石、角闪石、变质长石，进行钴黄铁矿浮选，实践结果表明，处理该矿石，羟乙基纤维素比水玻璃和氟硅酸钠的抑制效果好。c.其它纤维素衍生物抑制剂硫酸纤维素酯是纤维素分子中的醇基被酸式硫酸根取代而成。化工厂生产的硫酸纤维素酯的钠盐称T2-6，冶山铁矿在浮选铜时，原用羧甲基纤维素做抑制剂，后改用T2-6，浮选指标得到改进。另外，分子量为20000～1000000的2，3二羟基丙基纤维素,可抑制滑石、水合硅酸盐和黄铁矿；羧基羟甲基纤维素铁盐，可用于含有黄铁矿的铜-钼浮选分离。,6）树胶类树胶与淀粉，纤维素都是从天然植物提取的主要含聚糖的高分子物质。树胶化合物，主要用做硅酸盐脉石，特别是滑石、云母、蛇纹石、绿泥石等脉石矿泥的抑制剂，在硫化镍矿，其它有色硫化矿及钾盐，硼盐等非硫化矿浮选过程中也有使用；用做絮凝剂，选择性絮凝铁矿。7）淀粉类淀粉及各类改性淀粉抑制剂用于工业生产上，可以用来抑制滑石、云母、自然硫、炭质脉石、硫化矿物等。特别是上述提到的氧化矿反浮选中作抑制剂，铜钼分离中作为辉钼矿的抑制剂，以及一些非金属矿石浮选中充当抑制剂已大规模地得到应用。,此外，淀粉还可以用做絮凝剂，在铁矿石絮凝脱泥时，有用淀粉做为铁矿石选择性絮凝剂的。有人做了在低硅酸盐含量时加入淀粉，有助于针铁矿的絮凝；玉米淀粉和木薯淀粉可作为铁矿石的选择性絮凝剂来使用，精矿品位和回收率都报高。该技术在近年来已经开始用于细粒铁矿物和细泥的富集。改性淀粉的发展趋势改性淀粉是十九世纪末开始出现的，至今已有一百多年的历史．我国化学改性淀粉的研究始于二十世纪八十年代，现已取得了长足的发展，但与欧美国家相比还有不小的差距，如产品品种少且多为单一改性，工艺落后，特别是基础理论研究偏少。化学改性淀粉由于其独特的性能，用途越来越广、用量越来越大。今后的发展趋势为品种多样化、功能复合化，比如为了克服单一改性淀粉在性能和应用方面的局限性，当前化学改性淀粉正朝着复合改性和多元改性的方向发展。,抑制剂的作用机理1.调整剂或胶粒离子在矿物表面发生物理吸附或化学吸附，吸附的胶粒或离子的水化作用导致形成坚固的水化膜。2.解析矿物表面已吸附的捕收剂，使矿物受到抑制。3.去活作用，通过捕收剂附着的活性中心的溶解或化学变化，来消除固体表面对捕收剂的活性；4.消除矿浆中的活化离子。5.调整剂离子和捕收剂离子在水介质中结合，形成低活性的，通常难溶的化合物。6.在某些条件下，气泡表面吸附着致密的胶体化合物薄膜，阻止了固体颗粒向气泡附着，造成浮选的抑制。7.增加抑制剂吸附量的离子在矿物表面的吸附。对于无机抑制剂的抑制机理近年来的报道越来越多，并且是针对某一具体矿石的，对于有机抑制剂的抑制机理则报道的比较少，由于一些有机抑制剂的含量，组分就不清楚，所以对他们的机理也就研究较少。,2.活化剂常用的活化剂有a各种金属离子。如硫化矿浮选中应用的Cu2、Ag、Pb2等；氧化矿浮选中应用的Ca2、Ba2。b无机酸、盐。主要用于清洗欲浮矿物表面的氧化物污染膜或粘附的矿泥；调节浮选的pH，恢复矿物的浮选活性。c硫化钠或可溶性硫化物。在有色金属氧化矿表面发生硫化反应，生成金属硫化物后用黄药浮选，有Na2S、NaHS等d各种还原性物质。如SO2、亚硫酸钠、硫酸亚铁，可以活化经重铬酸钾抑制的方铅矿。e有机活化剂。如工业草酸，用于活化被石灰抑制的黄铁矿和磁黄铁矿；聚乙烯二醇或醚，作脉石的活化剂，在多金属硫化矿浮选时，与起泡剂一起加入，可选出大量的脉石；乙二胺磷酸盐，氧化铜矿的活化剂。,活化剂的作用机理a增加活化中心，即增加活化剂吸附固着的地区。以Cu2活化闪锌矿为例Cu2非常容易取代Zn2固着在闪锌矿表面，且黄原酸铜比黄原酸锌更稳定，造成活化。b调节矿浆的pH。利用特定矿物在特定pH范围内的浮选活性差异进行调节。c在有色金属氧化物表面形成硫化物层。d消除矿浆中的有害离子，提高捕收剂的浮选活性。如脂肪酸浮选萤石、白钨矿时，加碳酸钠消除Ca2、Mg2等难免离子的干扰，使脂肪酸充分发挥浮选活性。e消除矿物表面的亲水薄膜。如用酸处理可洗去黄铁矿表面的氢氧化铁亲水性薄膜，改善黄铁矿的可浮性。,表硫化矿的部分活化剂及作用矿物,3.分散剂凡是能够在浮选矿浆中使固体细粒悬浮的药剂都可以称为分散剂。一些常用的分散剂如下表。,4.絮凝剂按作用机理及药剂结构特性，大致分为以下四种类型a高分子有机絮凝剂目前已经试用作为选择性絮凝剂的有聚丙烯酰胺类、CMC、聚氧乙烯、淀粉、腐植酸等。同类型的聚丙烯酰胺（3号凝聚剂），随着分子量的增大，絮凝能力越大，但选择性降低，分子量约为5-12106。使用时，要控制好用量，用量少时显示出选择性；用量大时无选择性；用量过大将呈现保护溶胶作用而不能絮凝b天然高分子化合物石青粉、白胶粉等天然高分子化合物可作选择性絮凝剂。,c无机凝结剂用作凝结剂的无机物有时称为“助沉剂”，这类药剂常用的为无机电解质，主要有1.无机盐类，如硫酸铝、铝酸铁、硫酸亚铁、铝酸钠、氯化铁、氯化锌、四氯化钛等；2.酸类，如硫酸、盐酸等；3.碱类，如氢氧化钠、氧化钙等。d固体混合物有高岭土、膨润土、酸性白土和活性二氧化硅。,5.pH调整剂pH调整剂的主要作用在于，造成有利于浮选药剂作用的条件，改善矿物表面的状况和矿浆离子组成。常用的如下a硫酸是常用的酸性调整剂，其次是盐酸、硝酸、磷酸。b石灰是应用广泛的碱性调整剂，主要用于硫化矿浮选。c碳酸钠的应用仅次于石灰，主要用于非硫化矿的浮选。用脂肪酸捕收剂浮选非硫化矿时，常用碳酸钠调节矿浆pH，可以消除钙镁离子的干扰，同时可以分散矿泥，减小矿泥对浮选的影响。d氢氧化钠，从铁矿石中反浮选石英时，经常用氢氧化钠作调整剂。,6.其他类浮选剂脱药剂在实践中常用的脱药剂有酸和碱用来造成一定的矿浆pH，使捕收剂失效或从矿物表面脱落。硫化钠解吸矿物表面的捕收剂薄膜，脱药效果良好。活性炭利用活性炭的巨大吸附性能，吸附矿浆中的过剩药剂，促使药剂从矿物表面解吸。使用时应控制用量。消泡剂由于某些捕收剂起泡能力强，影响分选效果和泡沫地输送。需要加入消泡剂。烷基硫酸盐溶液中，以单原子脂肪醇和高级醇组成的醇类，及C16-18的脂肪酸的消泡性能最好；油酸钠溶液中，以饱和脂肪酸最好；烷基酰胺基磺酸盐中，以C12以上的饱和脂肪酸及高级醇最好。,第三节起泡剂,起泡剂是指能降低水的表面张力形成气泡，使充气浮选矿浆中的空气泡沫能附着选择性上浮的矿物颗粒上的一类表面活性剂。起泡剂的结构起泡剂的分子结构常用是异极性有机物质，一端是极性基，另一端是非极性基；极性基亲水，非极性基亲气。对起泡剂的要求1.用量低，能够形成量多，分布均匀，大小合适，韧性适当，粘度不大的气泡；2.有良好的流动性，适当的水溶性，无毒，无臭，无腐蚀，便于使用；3.无捕收性，对矿浆pH和各种组分有良好的适应性。,起泡剂的作用1.防止气泡的兼并，使分散在矿浆中的气泡具有较小的直径和一定的寿命；2.增大气泡的机械强度；3.降低气泡的运动速度，增加气泡在矿浆中的停留时间。常用的起泡剂a松节油b松醇油c脂肪醇，有杂醇油、高醇油、甲基异丁基甲醇MIBC,第四节浮选药剂实用技术,浮选药剂的活性选择性原理反应活性低（捕收能力差）的药剂对矿物的选择性好，而活性高的药剂选择性必然较差。根据这一原理，单独使用单官能团药剂是难以同时获得较好选择性和高回收率的浮选效果。要同时兼顾捕收能力和选择性，有2条途径一是使用多官能团药剂，通过多官能团化合物在键合过程中的优势、官能团间相互作用、不同活性官能团之间的配合得到好的浮选效果；二是联合用药，通过不同药剂搭配、不同的活性和选择性互补得到好的选矿效果。近年来，组合用药的研究越来越多。对前苏联矿业文摘1977-1984年浮选药剂文献统计，捕收剂组合专利与整个浮选药剂研究专利比例接近。,联合用药的机理可以分为1.效能互补最常见的作用方式，不同特性（尤其是活性和选择性）的药剂联合使用，可对不同性质的矿物及同一矿物的不均匀表面产生相适应的作用，提高药剂的效率。2.共吸附各种药剂共同吸附在矿物表面，彼此促进、强化与矿物的作用以获得好的浮选效果。其模型有2种一种为穿插型，即同矿物作用活性高的药剂在某些点上吸附，引起另一种药剂分子或离子穿插于其间（与矿物表面垂直排列）共吸附，此时，定向排列的药剂烃链间有范氏力作用而强化吸附；另一种是层叠型，即高活性药剂先同矿物作用改变其原有特性，在引起其他药剂在其上发生二次层叠吸附，利用药剂间的相互作用，强化药剂的作用。,3.结合体吸附即混合的几种浮选药剂之间彼此先发生作用形成分子-分子、分子-离子或离子-离子等形式的结合体，然后该结合体再与矿物表面作用。可以通过类似于层叠型共吸附那样的强化吸附过程，也可以按药剂活性屏蔽-恢复方式达到强化药剂作用的目的。4.助分散指某些非离子型浮选药剂和长碳链浮选药剂由于溶解分散能力差，常需要与其他一些表面活性剂联合使用，这些药剂只起助分散、助溶解（即乳化和增溶）的作用，不直接与矿物作用。药剂的配合方式很多，其中捕收剂的组合用药最为广泛，抑制剂的组合用药则相对固定。常见的组合如表所示。,抑制剂组合用药一、硫化矿含氰抑制剂组合此类组合如石灰与氰化物组合；石灰与二氧化硫和锌氰络合物组合；硫酸锌与氰化物组合；氧化锌与氰化物组合；钙盐与氰化物和氧化锌组合。二、硫化矿非氰抑制剂组合此类组合如石灰与硫化钠组合；石灰与亚硫酸组合或与二氧化硫组合；石灰与硫化钠和硫酸锌组合；石灰与硫化钠和亚硫酸组合；石灰与硫化钠、二氧化硫和硫酸锌组合；石灰与高锰酸钾组合；石灰与硫酸锌组合；碳酸钠与硫酸锌组合；碳酸钠与硫酸锌和硫化钠组合；硫酸锌与硫化钠组合；硫酸锌与亚硫酸（钠）组合；硫酸锌与硫酸亚铁组合；硫化钠与硫酸亚铁组合；硫化钠与亚硫酸组合；硫代硫酸钠与亚硫酸组合；硫代硫酸钠与硫酸亚铁组合；硫代硫酸钠与硫酸锌或硫酸铝,三、非硫化矿无机抑制剂组合此类组合如硅酸钠与硫酸亚铁组合；硅酸钠与氧化镁组合；硅酸钠与碳酸钠组合；硅酸钠与某些多价弱碱性金属阳离子组合。四、有机抑制剂组合此类组合如小麦糊精与白雀树胶和木浆组合；羧甲基纤维素与淀粉、糊精组合；羧甲基纤维素与单宁组合；木素磺酸盐与聚丙烯酰胺组合；羧甲基纤维素与硫脲组合。,五、有机抑制剂与无机抑制剂组合此类组合如水玻璃与羧甲基纤维素组合；水玻璃与羧甲基纤维素和亚硫酸组合；水玻璃与氯化木素组合；水玻璃与羧甲基纤维素和重铬酸钾组合；羧甲基纤维素与硫酸锌组合；羧甲基纤维素与水玻璃和硫化钠组合；羧甲基纤维素与石灰组合；淀粉与重铬酸盐组合；淀粉与水玻璃组合；淀粉与硫化钠组合；淀粉与二氧化硫和重铬酸盐组合；淀粉与亚硫酸和硫酸组合；糊精与白雀树胶、木浆、硫酸锌组合；,此外，还有很多其他药剂的组合使用，由于应用的范围较窄，研究较少，如下表分类。,谢谢,