(经典知识)浮选—活化剂的原理、作用及分类

第六章浮选第一节浮选概述一、浮选定义及基本方法1.定义：浮选，亦称泡沫浮选，是根据各种矿物的表面性质的差异，从矿浆中借助气泡浮力，分选矿物的过程。

2.方法：一定浓度的矿浆并加入各种浮选药剂，在浮选机内产生大量的弥散气泡，于是，呈悬浮状态的矿粒与气泡碰撞。

下一步选择性分离。

二、浮选过程：矿物的浮选过程是在固（矿物）、液（水）和气（气泡）三相界面上进行的，进行这一过程的关键在于：矿物表面性质（润湿性）差异，从矿浆中析出足够量的稳定而细小的气泡；有用矿物（欲浮矿物）有充分的机会与气泡群碰撞，并牢固地粘附在气泡上被浮到矿浆的表面，脉石矿物虽有机会与气泡碰撞，但不粘附，遗留在矿浆中，在这里气泡是分选的媒介，同时又是运载工具。

浮选过程一般包括下列工序：1）矿石原料的准备，包括磨矿和分级，使入选矿物单体分离负荷浮选要求。

2）矿浆的调整并加入浮选药剂。

3）搅拌并造成大量气泡。

向浮选机中引入空气并形成气泡，使矿粒在矿浆中悬浮，造成矿粒与气泡接触的机会。

4）气泡的矿化。

即矿粒向气泡附着。

5）矿化泡沫的形成和刮出。

图选矿过程示意图◆正浮选：上浮的泡沫产品为目的矿物的浮选过程。

◆反浮选：上浮的泡沫产品为脉石矿物的浮选过程。

◆优先浮选：将多种有用矿物依次分选为单一的精矿。

◆混合浮选：将有用矿物共同分选出来，组成混合精矿，然后将混合精矿加以分选。

三、浮选发展的三个阶段1 全油浮选：1860年由英国人Willian Haynis首先取得专利权。

分选作用主要在油-水界面发生，疏水矿粒进入油相，亲水矿粒进入水相。

1898年这种工艺用于工业生产。

2 表层浮选：1907年由马克魁斯通（Macquiston）首先取得专利权。

分选作用主要在水-气界面发生，疏水矿粒浮在水面上，亲水矿粒沉入水中。

•以上两种浮选因其是在两相界面发生，因此又称为界面浮选。

3 泡沫浮选：1902年由Potter首先取得专利权。

分选作用主要在气-水-固三相界面发生，疏水矿粒念附气泡上浮，亲水矿粒留于水中。

浮选剂作用原理及应用
常用的浮选剂分三大类：捕收剂，起泡剂，调整剂。

浮选剂作用原理之捕收剂：自然界中除煤、石墨、硫磺、滑石和辉钼矿等矿物颗粒表面疏水、具有天然的可浮性外，大多数矿物均是亲水的，而捕收剂能改变矿物颗粒的亲水性而产生疏水性使之可浮，利于浮选。

浮选剂作用原理之起泡剂：由于起泡剂具有亲水基团和疏水基团的表面活性分子，就可以定向吸附于水一空气界面，降低水溶液的表面张力，使充入水中的空气易于弥散成气泡和稳定气泡。

起泡剂和捕收剂联合在一起吸附于矿物颗粒表面，使矿粒上浮。

浮选剂作用原理之调整剂：调整剂可分为五类：
(1) pH值调整剂。

用它来调节矿浆的酸碱度，用以控制矿物表面特性、矿浆化学组成以及其他各种药剂的作用条件，从而改善浮选效果。

(2)活化剂。

能增强矿物同捕收剂的作用能力，使难浮矿物受到活化而浮起。

使用硫化钠活化含金的铅铜氧化矿，然后用黄药等捕收剂浮选。

(3)抑制剂．提高矿物的亲水性和阻止矿物同捕收剂作用，使其可浮性受到抑制。

(4)絮凝剂。

使矿物细颗粒聚集成大颗粒，以加快其在水中的沉降速度，利用选择性絮凝进行絮凝一脱泥及絮凝一浮选。

(5)分散剂。

阻止细矿粒聚集，处于单体状态，其作用与絮凝剂恰恰相反，常用的有水玻璃、磷酸盐等。

浮选剂的应用：
(1)加强矿物可浮性的差别，从而使矿物彼此间以及有用矿物和脉石间相互分离。

(2)提高有用矿粒附着于气泡的速度和强度。

(3)改善矿浆内细小而弥散气泡的形成条件，并为在矿浆表面形成稳定的矿化泡沫创造条件。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
浮选药剂的分类与作用
矿物能否浮选取决于矿物表面的润湿性。

自然界中的矿物，绝大多数可浮性都很差，必须用浮选药剂来加强，而且这种加强必须要有选择性，即只能加强一种矿物或某几种矿物的可浮性，而对其他矿物不仅不能加强有时还要削弱。

这样，就可以人为地控制矿物的浮选行为。

浮选之所以能被广泛应用于矿物加工，重要的原因在于它能通过浮选药剂灵活、有效地控制浮选过程，成功地将矿物按人们的要求加以分开，使资源得到综合利用。

例如多金属硫化矿石，矿石中经常共生方铅矿、黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿等硫化矿物，这些硫化矿物具有相似的物理性质，用重选等选矿方法很难使之分离。

虽然它们的天然可浮性也相似，但通过浮选药剂的作用，可以成功地浮选分离，得到四种精矿，分别送冶金和化工企业回收铜、铅、锌、硫等元素。

使用浮选药剂是控制矿物浮选行为最灵活、最有效、最方便的手段。

此外，通过浮选药剂得到稳定的大量气泡也是浮选能够高效进行的前提。

浮选药剂的种类很多，既有有机化合物又有无机化合物，即有酸和碱又有不同的盐类等。

浮选药剂分类法很多，最基本的方法是根据药剂的用途分类，通常分为三类，见表4-6-1。

(1)捕收剂
能选择性地作用于矿物表面并使其疏水的有机物质称为捕收剂。

捕收剂作用于矿物一水界面，通过提高矿物的疏水性，使矿粒能更牢固地附着于气泡而上浮。

(2)起泡剂
为表面活性物质，主要富集在水一气界面，促使空气在矿浆中弥散成小气泡，防止气泡兼并，并提高气泡在矿化和上浮过程中的稳定性，保证矿化气泡。

浮选药剂的分类及用途分析在浮游选矿过程中，为有效地选分有用矿物与脉石矿物，或分离各种不同的有用矿物，常需添加某些药剂，以改变矿物表面的物理化学性质及介质的性质，这些药剂统称浮选药剂。

浮选药剂按其用途可分为五类：捕收剂、起泡剂、活化剂、抑制剂、调整剂一、捕收剂，改变矿物表面疏水性，使浮游的矿粒黏附于气泡上的浮选药剂。

捕收剂的种类很多，按其离子性质可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型；按其应用范围可分为硫化矿捕收剂、氧化矿捕收剂、非极性矿物捕收剂和沉积金属的捕收剂。

常用的硫化矿捕收剂有黄药、黄药衍生物、黑药、白药、苯并噻唑硫醇、苯并咪唑硫醇、苯并嗯唑硫醇等。

氧化矿捕收剂主要有脂肪酸及其钠皂、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、磷酸酯、砷酸酯、脂肪胺及其盐、松香胺、季铵盐、二胺及多胺类化合物、两性表面活性剂等。

油类捕收剂，如煤油、柴油等。

捕收剂在矿物表面的作用有物理吸附、化学吸附和表面化学反应。

捕收剂的吸附与矿物浮选行为有密切关系。

在一定的捕收剂浓度范围内，随着药剂浓度提高，吸附量增大，浮选回收率显著上升；浓度达到相当值后，回收率随浓度及吸附量提高的幅度变小；捕收剂浓度过高时，吸附量还可继续增大，但浮选回收率却不再升高，甚至反而下降。

因此，在浮选过程中要正确掌握捕收剂的用量，以获得最佳效益。

二、起泡剂：浮选矿浆中气泡的形成,主要依赖于浮选设备中各种类型的充气搅拌装置,以及向矿浆中添加适量的起泡剂(frothers)。

起泡剂一般均为表面活性剂，其分子结构由非极性的亲油（疏水）基团和极性的亲水（疏油）基团构成，形成既有亲水性又有亲油型的所谓的“双亲结构”分子。

亲油基可以是脂肪族烃基、脂环族烃基和芳香族烃基或带O、N等原子的脂肪族烃基、脂环族烃基和芳香族烃基；亲水基一般为羧酸基、烃基、磺酸基、硫酸基、膦酸基、氨基、腈基、硫醇基、卤基、醚基等。

起泡剂加到水中，亲水基插入水相而亲油基插入油相或竖立在空气中，形成在界面层或表面上的定向排列，从而使界面张力或表面张力降低。

选矿浮选药剂分类及机理浮选捕收剂(collectors)是能提高矿物表面疏水性的一类药剂，也是矿物浮选最主要的一类药剂。

由于浮选是利用捕收剂与矿物表面的活性点作用，从而使矿物表面疏水上浮的选矿方法，而自然界中，天然疏水性矿物(hydrophobic minerals)为数甚少，大部分矿物亲水或弱疏水，只有与捕收剂作用，增大其表面的疏水性，才具有一定的可浮性。

即使是天然疏水性矿物，为了有效浮选，也要适当添加非极性油类捕收剂，以提高其可浮性。

因此，捕收剂对浮选技术的发展起着关键的作用。

据统计，美国1985年浮选处理4.22x108t矿石，所用捕收剂就占全部浮选药剂费用的50%以上。

最初的捕收剂为杂酚油等油类，随后是油酸捕收剂。

可溶于水的捕收剂的发现是浮选药剂的一大进步，尤其是科勒尔发明的黄药。

上世纪30年代，浮选技术发展到处理非金属矿物，此时皂类捕收剂和阳离子胺类捕收剂与抑制剂一起使用。

至50年代，除哈里斯发明了Z-200外，浮选捕收剂研究进展不大。

随后，捕收剂的研究取得很大进展，研制了大豆油脂肪酸硫酸化皂、氧化石蜡皂等铁矿的捕收剂，合成了黄原酸酯类及硫代氨基甲酸酯类等选择性较好的捕收剂。

近些年，也出现了一系列高效捕收剂，如硫化矿捕收剂Y-89、T-2K、KM-109、PAC，氧化矿捕收剂GY、CF、MOS，硅酸盐浮选的胺类捕收剂等。

目前，捕收剂的研究，主要朝两个方向发展：一是开发研制高效、无毒(或低毒)、价廉、低耗、原料来源广泛的新型捕收剂；再就是对各种现有捕收剂进行合理搭配与组合使用。

前者一旦突破，将使选矿技术取得革命性进展，但研制周期长、难度大；后者见效快，容易在选矿实践中实现。

3.1 浮选捕收剂的分类与作用3.1.1 捕收剂的分类理论研究和浮选实践均已表明，对不同类型的矿石需要选用不同类型的捕收剂。

对捕收剂进行分类，可系统地、科学地认识各类捕收剂的共性和个性，有利于对药剂的掌握和发展，同时也有助于正确的选择和使用好各种药剂。

浮选剂作用原理与应用
浮选剂是一种常用的矿石提取工艺中的化学药剂，其主要作用是调节矿石表面的性质，使其能够与气泡接触并附着在气泡上进行分离。

浮选剂的作用原理主要包括以下几个方面：
1. 表面活性剂作用：浮选剂中的表面活性剂可以使矿石表面具有亲水性或疏水性，从而改变其与气泡的接触角度，增强矿石颗粒与气泡的接触能力。

2. 细胞膜作用：浮选剂中的部分有机物质可以进入矿石颗粒的细胞膜或孔隙中，改变矿石表面电荷状态，从而增加矿石颗粒与气泡之间的吸附作用。

3. 化学反应作用：浮选剂中的特定药剂可以与矿石表面的金属离子形成络合物，改变矿石表面的化学性质，以提高矿石与气泡的相互作用能力。

浮选剂的应用主要集中在矿石的选矿过程中，特别是提取金、铜、铅、锌等金属矿石及有色金属矿石。

浮选剂可以分为阳离子浮选剂和阴离子浮选剂两大类，具体的应用取决于矿石的矿物组成和化学性质。

浮选剂的选择和使用需要考虑矿石的特点、浮选流程和经济效益等因素。

（经典知识）浮选—调整剂的原理、作用及分类pH调节剂、抑制剂、活化剂、絮凝剂、分散剂通称调整剂。

总起说来，浮选药剂可分为捕收剂、起泡剂、调整剂三大类。

在选矿过程中，利用矿物天然疏水性的不同，从磨矿分级溢流矿浆中浮选出矿物的富集过程称之为浮选。

在浮选作业中为使磨细矿石的各种矿物能有效的分离，必须经过药剂处理，并且在矿浆中加以搅拌、充气，易于与气泡粘附的矿物随气泡上浮，不与气泡粘附的矿物留在矿浆中，达到矿物富集的目的。

在浮选工艺中所使用的各种药剂，总称为浮选药剂，在浮选药剂中除捕收剂和起泡剂外，都称为调整剂。

调整剂的作用是：调整捕收剂与矿物的作用，促进或抑制矿物的可浮性;调节矿浆的酸碱度及离子的组成。

按调整剂的作用效果分类，大致可分为pH调节剂、活化剂、抑制剂、分散剂，絮凝剂等。

一、pH调节剂(一)pH调节剂有：石灰、碳酸钠、硫酸、二氧化硫、苛性钠等。

1、石灰：石灰石(CaCO3)在1200℃高温条件下锻烧分解为生石灰(CaO)与二氧化碳，生石灰简称为石灰，生石灰易于吸水成为熟石灰(Ca(OH)2)。

熟石灰为白色粉状物质，不易溶解于水中，在浮选作业中通常直接添加到球磨机或者浮选前的搅拌槽中，也可以在搅拌中用水调成石灰乳，然后加入浮选机中，氢氧化钙是强碱，溶于水中的氢氧化钙完全电离，使溶液呈强碱性。

石灰是最便宜的矿浆pH调整剂，在多金属硫化矿床中，采用优先浮选时，常用石灰提高矿浆pH值，使黄铁矿受到抑制。

石灰是黄铁矿很典型的抑制剂，一般的说有的黄铁矿可以在弱酸性矿浆中浮选，有的也可以在中性或碱性矿浆中浮选。

黄铁矿表面氧化后，当pH大于7时就浮不好。

加入石灰黄铁矿便受到抑制。

石灰抑制黄铁矿原因是在矿物表面生成Fe(OH)2和Fe(OH)3的亲水薄膜。

被石灰抑制的黄铁矿，可以用碳酸钠和硫酸铜，或者加入硫酸将矿浆pH值调至6-7，黄铁矿就可以再浮选。

2、碳酸钠：苏打的学名叫碳酸钠，工业上叫纯碱，是一种弱酸强碱盐，无色固体，易溶于水。