非极性矿物捕收剂概述

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟捕收剂的分类与结构(一)捕收剂的分类与结构捕收剂按其在水中解离程度分成两大类:非离子型捕收剂和离子型捕收剂。

非离子型捕收剂主要是非极性烃类油和不溶性的酯类。

前者本身是非极性物质，主要用于分选非极性矿物，如煤、石墨等，也可以作某些极性矿物的辅助捕收剂。

后者用于分选重金属硫化矿。

离子型捕收剂的分子结构中一般有两个基因：极性基和非极性基。

极性基能够活泼地与矿物表面发生作用，使捕收剂固着到矿物表面;非极性基起疏水作用。

所以，这类捕收剂也称杂极性或复极性药剂。

离子型捕收剂的非极性基是烃基。

烃基内部键能很强，表面是很弱的分子键，基本上不与水分子起作用，故含有非极性基的离子称为疏水离子。

疏水离子中能与矿物发生作用的基团称为亲固基。

捕收剂疏水能力的强弱取决于疏水离子中烃基的结构和长度，而捕收剂与矿物表面的固着强度和选择性则取决于亲固基的性质。

以丁基黄药为例，其分子结构与组成如下：这类捕收剂在水中可解离为离子，其疏水离子可能是阴离子，也可能是阳离子，据此可分为两类：如果疏水离子是阴离子，称阴离子捕收剂;反之则称阳离子捕收剂。

对阴离子捕收剂，按照亲固基的组成和结构进一步又可分为两类：①巯基类捕收剂，又称硫代化合物类捕收剂，最典型的是黄药、黑药。

这类捕收剂的亲固基中都含有二价的硫，常用作硫化矿的捕收剂。

如黑药由两个烃基和亲固基组成，起捕收作用的是(RO)2PSS-。

②烃基酸及皂类捕收剂，该类捕收剂的亲固基是羧基、硫酸基、磺酸基、羟肟酸基或胂酸基等，常用作氧化矿的捕收剂。

目前应用的阳离子捕收剂主要是脂肪胺。

其疏水离子是阳离子(RNH3+)，在。

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。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟捕收剂概述广，易于制取；（2）价格低，便于使用，即易溶于水，无臭，无毒，成分稳定、不易变质等；（3）捕收作用强，具有足够的活性；（4）有较高的选择性，最好只对某一种矿物具有捕收能力。

按照捕收剂的分子结构，可将捕收剂分为异极性捕收剂、非极性油类捕收剂和两性捕收剂等三类。

异极性捕收剂是异极性物质。

常见的异极性捕业剂如，黄药（R，OCSSNa）、脂肪酸（R-COOH）胺类（R—NH2）等。

这类捕收剂的分子是由极性基（—OCSSNa，—COOH，—NH2）和非极性基（R-）两部分组成。

在极性基中不是全部的原子价都被饱和，因而有剩余亲和力，它们决定了极性基的作用活性。

它与矿物表面作用时，固着在矿物表面上，故也叫亲固基。

在非极性基中，全部原子价均被饱和，因此，具有很低的化学活性，不被水所润湿，也不易与其他化合物反应，对矿物表面起疏水作用。

图1 用火柴图代表黄药分子（R-OCSSNa）及与矿物表面的作用关系：图1 黄药分子及与矿物表面作用示意图由于黄药分子选择性地在矿物表面上吸附或发生化学固着，它有一定的取向，即以极性基朝向矿物，以非极性基朝向水，因而在矿物表面形成一层疏水性薄膜。

异极性捕收剂根据其是否可解离为离子，划分为离子型和非离子型捕收剂（如：多硫化物）。

离子型捕收剂又根据起捕收作用的离子的电性，区分为阴离子捕收剂与阳离子捕收剂。

图2 捕收剂的分类捕收剂的另一大类，是非极性油类捕收剂，其化学通式为R—H ，例如，煤油，变压器油等。

由于油类捕收剂分子内各原子之间以极强的共价键相互结合，对外则呈现为弱分子键的非极性矿物，因而易附着于表面同样呈弱分子键。

常用的浮选剂分三大类：捕收剂，起泡剂，调整剂。

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，加一种药剂能改变矿物颗粒的亲水性而产生疏水性使之可浮，这种药剂通常称之为捕收剂。

捕收剂通常是极性捕收剂和非极性捕收剂。

极性捕收剂由能与矿物颗粒表面发生作用的极性基团和起疏水作用的非极性基团两部分组成。

当这类捕收剂吸附于矿粒表面时，其分子或离子呈定向排列，极性基团朝向矿物颗粒表面，非极性基团朝外形成疏水膜，从而使矿物具有可浮性。

起泡剂，具有亲水基团和疏水基团的表面活性分子，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。

常用的起泡剂有：松树油，俗称二号油、酚酸混合脂肪醇，异构己醇或辛醉、醚醉类以及各种酯类等．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。

在浮选过程中也同样要调节矿浆pH值的。

常用的有石灰、碳酸钠、氢氧化钠和硫酸等。

在铜矿浮选时，最常用的调节剂是石灰和硫酸。

(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。

，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。

如在优先浮选过程中使用石灰抑制黄铁矿，用硫酸锌和氰化物抑制闪锌矿，用水玻璃抑制硅酸盐脉石矿物等、利用淀粉、拷胶（单宁）等有机物作抑制剂达到多金属分离浮选的目的。

(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。

常用的絮凝剂有聚丙烯酰胺和淀粉等。

(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。

浮选剂的种类和用量随矿石性质和浮选条件及流程特点而各异，可用试验单位提供药方（或称药剂制度），在生产实践过程中也可根据上述各种条件的变化而加以改变。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
捕收剂的种类及代表药剂
根据药剂与矿物表面作用的极性基不同，将捕收剂又分为：硫代化合物类捕收剂、烃基酸类捕收剂、胺类捕收剂、油类捕收剂。

前二类又叫阴离子捕收剂;第三类又叫阳离子捕收剂;第四类又叫非极性的油类。

1)硫代化合物捕收剂代表性药剂是：黄药、黑药。

2)烃基酸类捕收剂代表性药剂是：脂肪酸及其钠盐(包括硬脂酸、软脂酸、油酸、亚油酸、亚麻油酸、塔尔油、石蜡、氧化石碏皂);烃基硫酸盐和烃基硫盐酸(包括十六烷基硫酸钠、丁基萘磺酸钠、硫化石油)。

3)胺类捕收剂代表性药剂是根据药剂与矿物表面作用的极性基不同，将捕收剂又分为：硫代化合物类捕收剂、烃基酸类捕收剂、胺类捕收剂、油类捕收剂。

前二类又叫阴离子捕收剂;第三类又叫阳离子捕收剂;第四类又叫非极性的油类。

1)硫代化合物捕收剂代表性药剂是：黄药、黑药。

2)烃基酸类捕收剂代表性药剂是：脂肪酸及其钠盐(包括硬脂酸、软脂酸、油酸、亚油酸、亚麻油酸、塔尔油、石蜡、氧化石碏皂);烃基硫酸盐和烃基硫盐酸(包括十六烷基硫酸钠、丁基萘磺酸钠、硫化石油)。

3)胺类捕收剂代表性药剂是：十二烷基伯胺、氯化四乙胺。

4)油类捕收剂代表性药剂是：煤油、变压器油、太阳油、木焦油等。

近年来，效果好、无毒(或少毒)新型捕收剂不断出现，主要有：1)混合甲苯
胂酸。

黄白色固体，是氯化矿的捕收剂，选锡石、黑钨、钽、铌矿等。

2)硫氯九号。

白色粉末，为有色金属硫化矿强有力的捕收剂。

3)异羟肟酸钠。

白色至黄色蜡状固体，易溶于热水，是氧化矿的捕收剂。

如浮选氧化铁矿、氧化铜矿等。