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。

结构
捕收剂绝大多数都是异极性有机化合物。例如黄药类、羧酸类、脂肪胺类等。其分子的结构中一般都包含两 个基：极性基和非极性基，它们对整个分子浮选性能有重要影响，捕收剂极性基的组成和结构决定捕收剂的化学 性质和在水中解离性质。
各类捕收剂在水中解离后，极性基中的亲固原子主要是-S-、-O-和-NH+3。一般地说，当捕收剂的亲固原子 与矿物中的非金属元素同类时，就可以发生捕收作用。
(4)捕收剂的反应产物在矿物表面的吸附。捕收剂在矿浆中与其他离子或矿物表面作用过程中可能发生一系 列反应，反应中的一些产物在矿物表面上的吸附。如黄药在硫化矿物表面作用或在矿浆中氧化可生成烃基-硫代碳 酸盐(ROCOS-)及过黄药(ROCSSO-)，它们分别可吸附于被氧化的矿物表面和硫化矿表面，而产生捕收作用。
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
01 结构
03 类别
目录
02 作用机理 04 用量选择
捕收剂，是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。最重要的一类浮选药剂。它具有 两种最基本的性能：(1)能选择性地吸附在矿物表面上；(2)能提高矿物表面的疏水程度，使之易于在气泡上粘附， 从而提高矿物可浮性。
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。捕收剂分类表：
注：表中R、R′为不同烃基;M为Na、K;NH4或H，其余为元素符号。
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(2)离子吸附。矿浆中捕收剂离子在矿物表面上的吸附，例如，在pH>5时，黄药在方铅矿表面上的吸附，油 酸类捕收剂在含钙矿物(萤石、方解石、白钨矿等)上的吸附等。

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。

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粒絮凝在一起，易粘附在气泡上;另一方面粘度大的油 类捕收能力大，能捕收颗粒较大的辉钼矿及连生体。 所以用粘度大的油作捕收剂，辉钼矿回收率高。应该 指出的是，高粘度油作捕收剂，虽回收率高，但品位 则相应较低。
(六)烃类油中含表面活性物质对辉钼矿 接触角的影响
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烃类油中含表面活性物质和不饱和碳氢化合物越多， 则它与辉钼矿亲水表面(垂直解理面)作用愈好。因垂直 解理面有钼离子暴露出来，能和表面活性物质和不饱 和烃的双键吸附，增加辉钼矿的疏水性。表4-6数据表 明，某些烃类油捕收剂的成分对辉钼矿表面疏水性的 影响，碘值增加，说明烃类油中不饱和程度增加;酸值 增高，说明烃类油中所含酸性物质增加;垂直解理面的 接触角随着烃类油的碘值和酸值增加而增大，而解理 面的接触角不随油的碘值和酸值的增加而变化。可
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图4-3是矿样B的浮选结果。各 种煤油馏分的添加量约660 g/t， 不同馏分煤油对矿样A或B的浮 选性能不完全相同，但200 ~22 0℃和220 ~ 235℃沸程范围的煤 油都可获得最好的结果。其它 文献报导与这个结果相符，例 如测定辉钼矿在煤油各馏分乳 液中的接触角
图4-3 各种馏分煤油的浮选效能(矿样B)
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四 实例：煤油浮选辉钼矿
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现以煤油浮选辉钼矿为代表予以介绍：
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(1)煤油的来源和提取
煤油是从石油中提炼出来的,是石油分馏时接取的 200~ 300℃ 的馏分产物。
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(2)用煤油与二号油混合捕收辉钼矿
有人在处理量为50g的叶轮浮选机中，用煤油与二号油 混合物进行辉钼矿的浮选试验，矿浆PH为6.4~6.5,温度 15~ 17℃，刮泡时间为5 min，其结果如图4-1所示，矿 样成分与粒度分析列于表4-1、4-2。

RC(O)OH
磺酸（盐）类，例如磺化石油、烷基磺酸盐
RSO3H
硫酸酯，例如烃基硫酸酯
ROSO3H
胂酸、膦酸，例如甲苯胂酸、苯乙烯膦酸
羟肟酸 RC(OH)NOH
1.2 非硫化矿捕收剂 常用的分为阴离子型和阳离子型两大类。
2）胺类捕收剂 解离后产生带有疏水烃基的阳离子，又称为阳离子捕 收剂。是有色金属氧化矿、石英、长石、云母等硅酸盐矿 物的捕收剂。
是选择性优良的硫化矿捕收剂，对铜、铅、锌、镍硫化矿的 捕收作用强。弱碱性条件下对黄铁矿和磁黄铁矿的捕收能力 弱。
1.1 硫化矿捕收剂 5）硫醇类
化学通式为： RSH。
1.2 非硫化矿捕收剂 常用的分为阴离子型和阳离子型两大类。
1）烃基含氧酸（及其盐）类捕收剂 羧酸（盐）类，例如油酸、氧化石蜡皂、妥尔油和环烷酸等。
起泡剂是异极性的有机物质，极性基亲水，非极性基疏水，
使起泡剂在空气与水的界面上定向排列。
大部分起泡剂是表面活性物质，能够强烈地降低水的表面张
力。
起泡剂具有适当的溶解度。
2 起泡剂
2.2 常用的起泡剂
松油和松醇油 松油主要含有α-萜烯醇(C10H17OH) ，其次为萜醇、仲醇和醚类化合物。 松醇油是以松油为原料，硫酸为催化剂，乙醇为乳化剂发生水解反应 制取的。主要含有α-萜烯醇(50%左右 ）。 樟油 甲酚 重吡啶 脂肪醇类 醚醇油，聚丙二醇烷基醚 脂肪酸乙酯，RCOOC2H5 丁醚油，1,1,3 –三乙氧丁烷（TEB） 硫酸酯和磺酸盐
2HS 2H S O 2e
同时由于HS-的加入降低了浮选矿浆电位，抑制了某些硫化矿 物的无捕收剂浮选，如方铅矿、黄铜矿等，这些硫化矿物硫诱 导无捕收剂可浮性较差。

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。

特劳贝定则：在同系物中，表面活性随烃链中 -CH2-的基数增大，每个-CH2-增加3.2倍。 范德华力f与接触角Θ 间关系：对于一个-CH2-， f=0.2174C。
第二节
Байду номын сангаас
浮选药剂非极性基结构与溶解度和表面活性
本节讨论有机浮选剂溶解度与表面活性见关系，以及受非极性基的影响。 一、有机液体在水中的溶解度
第六节
芳香烃基
苯基中六个C都以sp3杂化，形成σ键六边形环，剩下6个p电子组成与σ键 平面垂直的π键， π电子云相互作用组成一整体的封闭共轭体系。 在非极性基中加入一个苯基，对CMC的影响相当于加入3.5个-CH2-基。在 脂肪-芳香混合烃基情况下，苯基在非极性基中处于不同位置上，对药剂的解 离性和捕收性能影响不同。
四、捕收剂在矿物表面双电层中吸附时非极性基疏水缔合能及与极性基静电 作用能的对比（一个-CH2-的∅为0.6千卡/克分子）
第三节
正构直链饱和烃基
根据有机结构化学，烷基链呈平面锯齿型结构，在直链中C-C-C的键角 为109.5°,相隔C原子距离为1.54A。一个-CH2-为1.26A。
非极性基分子量大小同捕收剂的能力的关系：对正构烷基的捕收剂同系 物，在一定的范围内，烷基链中-CH2-数的增加使药剂的捕收性按对数关系 增大，直到因分子量过大导致药剂在矿浆中溶解分散不良时为止。碳链过长 之后，捕收性反而随碳原子数加多而降低。 随着非极性基的加大，在捕收性提高的同时，常常伴随着药剂选择性降 性能降低。或者浮选pH范围变宽，使得矿物抑制分离较难。
当非极性基是烷烃时，随着-CH2-数的增加，药剂酸解离常数ka变小，捕 收性增大。当烃基是直接与巯基相连的苯基时， ka值大幅度上升，即捕收剂 活性显著降低。这种变化规律可用有机捕收剂中的诱导效应及共轭效应解释。 对于长烃链的氧化矿捕收剂，在非极性基中带有苯基时，如烷基苯磺酸 钠，由于苯基的亲水性，可以提高药剂的溶解分散性能。 除苯基外，萘基的捕收剂也有应用，例如萘骈基噻唑硫醇、烷基萘磺酸 等。杂环芳香烃的药剂，有前述烷基吡啶，以及著名的络合物捕收剂8-羟基喹 啉，以及石油产品中的各种噻吩等。

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。

回收率选矿的目的就是要把原矿中所含的金属，最大限度地选入到品位更高的精矿中。

这个选分过程的完全程度，可以用金属回收率来评定。

所谓金属回收率，就是精矿中所含的金属重量与原矿中该金属重量的比值，常用百分数来表示。

回收率是反应待测物在样品分析过程中的损失的程度，损失越少，回收率越高，如果你作标液1PPM，就是1毫克/升，而作出标准数据为0.99毫克/升，就是说你的回收率是99％，这个与真实成分有密切的关系，说明你方法的准确度地质储量地质储量又称预测储量，是指经过地质勘探手段，查明埋藏地下的资源数量，指根据区域地质测量、矿产分布规律、或根据区域构造单元并结合已知矿产地的成矿规律进行预测的储量。

是矿产资源储量中探明程度最差的一级储量。

根据矿床勘探和研究程度，岩金矿床地质储量目前分为B（331）、C（332）、D（333）四级。

其中B、C、D三级称工业储量，E（334）级称远景储量。

地质储量在矿产储量中属第四类——不列入探明储量的级别。

它只能作为编制普查工作远景时的参考，或作为地质普查找矿设计及矿山企业远景规划的依据。

油气藏地质储量——一个特定地质构造中聚集的油气数量，如油区地质储量，油田地质储量和油藏地质储量等。

浮选法是选金生产中应用最广泛的一种选矿法。

是利用矿物表面物理化学性质的差异来选分矿石的一种方法。

一、浮选法的发展沿革中国古代曾利用矿物表面的天然疏水性来净化朱砂、滑石等矿质药物，使矿物细粉飘浮于水面，而无用的废石颗粒沉下去。

在淘洗砂金时，用羽毛蘸油粘捕亲油疏水的金、银细粒，当时称为鹅毛刮金。

明宋应星《天工开物》记载，金银作坊回收废弃器皿上和尘土中的金、银粉末时“滴清油数点，伴落聚底＂。

这就是浮选法选金的最初应用。

18世纪人们已知道固体粒子粘附在气泡上能升至水面的现象．随着人们对金属需求量的增加，急于找到一种方法回收矿石中细粒金属。

19世纪末，随着人们对矿物表面性质的认识深化，出现了薄膜浮选法和全油浮选法。

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。

螯合剂种类 见书本表3-22。
黄原酸离子与金属离子见以配合键构成络合物，是四圆环螯合物，由 S、键合原子S、C及金属原子组成四圆环，当金属为二价时，为2四圆环 螯合物。黑药、氨基二硫代甲酸等捕收剂与金属离子形成螯合物的情况与 此相似。
二、络合捕收剂极性基结构与性能 （1）键合原子种类与键的类型 键合原子的种类 与对金属离子作用 的专属性间的关系，按照键合原子种类，对二价金属而言，组成络合物的 键的类型如下：
第二节
极性基结构对药剂解离性和在矿物表面双电层中 吸附行为的影响
一、药剂的解离性与其浮选作用 弱电解质捕收剂在水中发生解离，一部分成为离子状态。在水溶液中 ，未解离的分子与解离的离子间的比例，决定于药剂的解离常数和介质 pH值。 以阴离子型捕收剂为例，在水中解离，若药剂浓度为C，由
对于阳离子捕收剂，以十二胺为例：
在表面化学中有所谓“表面作用独立性原理”，按照这个原理，表 面活性分子的整个表面活性，是由分子中个别基团部分单独性质的影响加 合而成的。分子的总表面能是各部分的局部表面能的总合： 上式中U为分子的总表面能，n为分子中某基团的数目，s为分子中相 应基团的表面积，s为相应基团在单位表面中的表面能。 极性基总的说来主要是决定捕收剂对矿物的亲固能力，具体表现在对 药剂分子或离子的化学性质（包括化学吸附能力，化学反应行为及它们的 特点等）和物理性质（包括解离性，溶解度，极性大小，物理吸附特性和 能力等）发生影响。此外，由于通常极性基的断面积都比非极性基大，因 此极性基的几何大小还决定整个捕收剂分子断面的大小，而捕收剂的几何 大小也是决定药剂作用特性的一个重要因素。 非极性基主要决定药剂的疏水性能，具体表现在影响药剂的溶解度， 表面活性等。 但极性基与非极性基两者之间又能相互影响。将各种浮选药剂的结构 因素分为价键因素、疏水亲水因素（或称表面因素）和空间结构因素三个 方面。按照这个划分，极性基将主要影响价键因素，非极性基主要决定表 面因素，几何因素则受到两种基团的影响，同时这些影响都是互相关联的 。

矿用浮选机主要使用药剂划分矿用浮选机在使用过程中是需要药剂的辅助来完成整个浮选任务的。

那么浮选机究竟需要那些药剂来帮助完成浮选任务呢?下面就由昱发机械厂家为大家解读浮选药剂的分类：浮选药剂主要分为捕收剂、调整剂和起泡剂。

1、捕收剂。

用以增强矿物疏水性和可浮性的药剂。

硫化矿常用的捕收剂有黄药、黑药和硫氮类等。

非硫化矿常用的捕收剂有羧酸(盐)类，磺酸(盐)类，硫酸酯类，胂酸、膦酸类，羟肟酸类和胺类。

非极性矿物主要用中性油(如煤油、柴油)来捕收。

2、调整剂。

主要用于调整捕收的作用及介质条件。

它又包括抑制剂、活化剂和pH值调整剂。

(1)抑制剂，用以增大矿物表面亲水性、降低矿物可浮性的药剂。

硫化矿浮选常用的抑制剂有：石灰主要抑制黄铁矿。

氰化物抑制闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿。

亚硫酸盐类抑制闪锌矿、黄铁矿。

硫酸锌抑制闪锌矿。

重铬酸盐抑制方铅矿。

非硫化矿的浮选中，常用水玻璃来抑制石英、硅酸盐等脉石矿物。

(2)活化剂。

用以促进矿物和捕收剂的作用或者消除抑制作用的药剂。

当用黄药类捕收剂时，硫酸铜、硝酸银、硝酸铅可以作为活化剂。

当用脂肪酸类捕收剂时，可用氯化钙、氯化钡作为活化剂。

(3)pH调整剂。

用以调节矿浆酸度的药剂。

常用的有石灰、碳酸钠、硫酸、盐酸等。

3、起泡剂。

促使矿浆中形成稳定泡沫的药剂。

常用的有松油、松醇油、甲酚、脂肪醇等。

除以上几大类外，还有分散剂、絮凝剂、消泡剂、脱药剂等。

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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟捕收剂的分类与作用一、捕收剂的分类和结构非离子型：烃类油，不溶性脂类。

离子型：阳离子，阴离子，杂极性捕收剂。

阴离子型：巯基（球基HS）烃基酸及皂类。

二、捕收剂的作用1．提高矿物表面的疏水性；2．增大矿物在气泡上的附着力和缩短诱导时间。

三、非极性烃类油捕剂及其作用机理1．烃类油的性质；2．烃类油的作用机理：（1）烃类油与水之间的作用；（2）烃类油与矿物之间的作用；（3）烃类油的捕收作用。

3．烃类油组成对捕收作用的影响：（1）非极性组分对浮选的影响；（2）杂极性化合物在浮选中的作用；（3）烃类油馏分对分选的影响。

4．提高烃类油浮选活性的途径四、疏基类阴离子型捕收剂硫化矿浮选时常用的捕收剂1．特点：烃链短，分子量小，极性亲固基含有两价的硫原子，水解后生成-- SH 基的产物。

解离出阴离子具有捕收作用，属于杂极性物质。

2．代表药剂（1）黄药类分类：a 烃基碳原子数，高级，低级；b 阳离子物质：Na、K。

性质：物理性质：黄色粉末状固体。

化学性质：不稳定，热、水、酸分解、失效，氧化生成双黄药：(ROCSS)2。

捕收能力： a 烃链长短的影响，越长捕收能力越强； b 烃基结构影响，正构与异构的区别；c 目的物性质的影响。

黄药的选择性：烃链越长，选择性削弱。

（2）黑药类Me：H+甲酚，Na+钠黑药，NH4+丁铵黑药。

性质：有些毒性，在酸性介质中不易分解。

丁铵黑药易溶于水，没有腐蚀性，性质稳定，不易变质。

捕收能力：比黄药弱，选择性强，适用矿浆PH 值宽。

（3）硫氮捕收剂（4）白药：硫代二苯脲（CO(NH2)2）3．与矿物的作用机理二价硫。

选矿药剂汇总--捕收剂1、羟肟酸类选矿药剂烷基羟肟wò酸具有2种同时存在的互变异构体：氧肟酸和异羟肟酸。

烷基7-9羟肟酸（RCONHONa）为红棕⾊油状液体，含烷基羟肟酸60-65%，脂肪酸15-20%，⽔分15-20%，易溶于热⽔，有毒性。

在有⽆机酸存在时，羟肟酸容易⽔解成羟氨和羧酸。

可⽤来浮选锡⽯、氧化铁矿、稀⼟、磷酸盐矿、⿊钨矿、⽩钨矿、重晶⽯、氧化铅锌矿等，是⼀种选择性良好的捕收剂。

苯甲羟肟酸，红棕⾊固体，捕收能⼒较烷基羟肟酸弱，选择性好，主要⽤于铁矿⽯正浮选。

品名：⽔杨羟肟酸（同名：⽔杨氧肟酸）主要成份：⽔杨基羟肟酸（⽔杨基氧肟酸）分⼦式：C6H4OHCONHOH性状: 产品为粉红⾄桔红⾊固体粉末，微溶于⽔，可溶于碱溶液，性质稳定，带有⽔杨酸⽓味。

主要⽤途：⽔杨羟肟酸能与锡、钨、稀⼟、铜、铁等⾦属形成稳定的螯合物，⽽与碱⼟⾦属及碱⾦属形成不稳定的螯合物，所以，⽔杨羟肟酸具有较好的选择性。

特别是⽔杨羟肟酸与锡⽯螯合时不仅能形成多种形式的外络盐，⽽且还能形成不同构成的内络盐，因此，⽔杨羟肟酸对锡的选择性较强。

该品在锡⽯选矿中通常与P86配套使⽤，并具有⼀定的起泡性。

该品还具有毒性低（是卞基胂酸的⼗六分之⼀，故此品的应⽤还可以使环保问题得到⼤⼤改善）、⽤药量少、适⽤性强等特点，具有较⾼的推⼴应⽤价值。

2、磷酸酯、膦酸类选矿药剂烷基磷酸酯分磷酸单酯、磷酸⼆酯、磷酸三酯，⽤作捕收剂时，单酯最好，⼆酯次之，三酯不能单独⽤作捕收剂，需与别的捕收剂混合使⽤，作为辅助捕收剂。

烷基磷酸酯作为锡⽯、铀矿、磷灰⽯、⾚铁矿捕收剂。

烃基膦酸与烷基磷酸酯不同，烃基膦酸分⼦中的磷原⼦直接与烃链上的碳原⼦相连。

有机膦酸作为捕收剂的主要是苯⼄烯膦酸，为⽩⾊结晶，可溶于⽔，且溶解度随温度的升⾼⽽增⼤，与Sn、Fe离⼦形成难溶盐，与钙、镁离⼦在⾼浓度时形成盐，故对含钙、镁的矿物捕收能⼒较弱。

选择性⽐甲苯胂酸稍差，但毒性⼩，⽆起泡性，⽤来浮选锡⽯、⿊钨矿等。

极性基 非极性基 Polar group Non-polar group
极性基 决定药剂在矿物表面固着强度和选择性 非极性基 决定药剂在矿物表面疏水性
ore
捕收剂可分为哪几种类型？
3.2.1 捕收剂的分类
非极性油类捕收剂：煤油、变压器油 非离子型捕收剂：酯、多硫化物 异极性 捕收剂 离子型捕收剂 阳离子捕收剂：如 胺类 两性捕收剂：如氨基酸，胺黄药等
阻碍)捕收剂 与矿物表面 活化剂：能增强捕收剂与矿物的相互作用， 的相互作用， Activators 从而促进矿物可浮性的一类药剂。 调整矿浆性 pH调整剂(pH-regulators agents) 质，能提高 浮选选择性 的一类药剂。 介质调整剂 矿泥分散剂(slime dispersant) Modifying Medium regulators reagents
3 Flotation reagents
3.1 浮选药剂的分类和作用 3.2 捕收剂 3.2.1 捕收剂的分类 3.2.2 捕收剂的结构 3.2.3 硫代化合物类捕收剂(巯氢基捕收剂) 3.2.4 有机酸类(烃基含氧酸类或氧化矿)捕收剂 3.2.5 胺类捕收剂 3.2.6 非极性油类捕收剂 3.3 调整剂 3.3.1 活化剂 3.3.2 抑制剂 3.3.3 介质调整剂 3.3.4 起泡剂
Selection of the collector depends on the mineral assemblage under consideration.
影响捕收剂非极性作用的因素 有哪些？
影 响 非 极 性 基 疏 水 能 力 (waterrepellent ability)的因素：
a）烃链长度(hydrocarbon chain length) 非极性基烃链长度增加，使非极性间分 子的色散力 (dispersion force) 提高，增加了 药 剂 在 矿物 表 面 的固 着 强 度 ， 导 致 水化 (hydration) 作用减弱，表面接触角 (contact angle)增大，使矿物可浮性提高。 但药剂的疏水性 (hydrophobicity) 并不与烃 链中的CH2数成正比，烃链CH2数增加，接 触角增加，捕收剂用量下降，但接触角的 增长幅度下降，或捕收剂用量的减小幅度 下降。 因此捕收剂长度要适当，以保证其有强的 捕收能力和良好的选择性(selectivity)。