浮选药剂结构(1)
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浮选药剂的配置和添加
(一)药剂配置
(1)十八胺的配置
十八胺在浮选中作为阳离子捕收剂,同时也具有一定的起泡效果。
十八胺在作为浮选剂使用时,由于其不溶于水,使得很多初次接触浮选的人不知如何使用,其使用方法有二种:一是用稀盐酸将其制成盐再使用,二是将其在水中煮沸,并趁热加入浮选机进行浮选,..和十八胺的配置比例为2∶1首先在配药槽中加入少量的沸水(≥80°C)然后加入十八胺60 公斤,盐酸120公斤,继续加入沸水进行搅拌至十八胺全部溶解为乳状溶液为止稀释浓度为5‰
(2)羧甲基纤维素的配置
根据光卤石CaSO4或泥沙的含量,称取一定的羧甲基纤维素,用淡水调试成糊状稀释至5‰浓度,搅拌30分钟,然后移至加药槽即可使用
(3) 2﹟油在调和槽内直接加入
2﹟油的用量如下:
(4)总结如下
(5)注意事项
十八胺和羧甲基纤维素使用过程中不容许稀释
十八胺配药必须保证十八胺缓冲槽内装满药业
原矿中KCL的含量大于16百分之时十八胺的用量是500g每吨产品而二号油的用量是200g每吨产品。
教学题目:浮选捕收剂的分类及应用Title:Classification and Application of Collectors目录1、目的和意义Purpose and Significance2、捕收剂结构与分类Structure and Classification of collectors3、阴离子捕收剂Anionic collectors4、阳离子捕收剂Cationic collectors5、非离子性捕收剂Non-ionizing collectors1、目的意义Purpose and Significance(1) 目的和意义:Without reagents there would be no flotation, and without flotation the mining industry, as we know it today, would not exist [By SRDJAN M.BULATOVIC].因此,学习和掌握浮选药剂的分类和应用非常重要,是学习浮选乃至选矿的基础,而浮选捕收剂又是浮选药剂中最重要的一种。
(2) 学习要求:熟练掌握浮选捕收剂的分类方法和每一类捕收剂的浮选性能;掌握捕收剂适用的矿物类型;了解常用捕收剂的合成方法。
(3) 重难点:同一类捕收剂结构、性质的异同点(尤其硫化矿捕收剂);捕收剂极性基按照结构的细分:中心核原子、亲固原子和连接原子。
(4) 参考书籍:①浮选剂作用原理及应用[M].王淀佐,湖南:中南工业大学出版社.②浮选药剂的化学原理[M].朱建光,湖南:中南工业大学出版社.③Handbook of Flotation Reagents Chemistry, Theory and Practice: Flotation of Sulfide Ores [M].Srdjian B.bulatovic, Elesevier Science & Technology Books2、捕收剂结构与分类Structure and Classification of collectors(1) 捕收剂的结构浮选捕收剂的目的是通过在被浮矿物(Given mineral)表面选择性吸附形成疏水层(Hydrophobic layer),从而使疏水性矿粒附着气泡(Air bubbles)上浮至泡沫产品(Forth product)中。
1 浮选剂的结构与浮选性能了解捕收剂的结构与浮选性能的关系,对探索浮选机理、指导设计和合成新型捕收剂具有非常重要的作用,这是人们研究硫化矿浮选机理的一个重要方向。
胡岳华等人将分子轨道理论和能带理论应用于硫化矿浮选机理研究,发现硫化矿物表面电子结构中价带和导带能级大小影响最终表面产物形式,药剂分子的前线轨道是决定药剂选择性的关键因索之一。
孙伟等人通过前线轨道的相关参数作为选择黄铜矿捕收剂的依据,为药剂的筛选提供一种新的标准。
利用密度泛函理论计算黄铜矿捕收剂的前线轨道的性质—最高占据分子轨道(HOMO)能量、HO-M0形状以及药剂组成原子的HOMO密度。
结果表明这三项参数综合起来可以评价黄铜矿捕收剂的选择性能。
刘广义等人采用普遍化徽扰理论和密度泛函理论,分析了新型选铜捕收剂(ECTC 等)在中弱碱性条件下优先选铜的机理。
徐斌通过捕收剂几何构型方面的研究发现:就羰基硫原子共价键的键长而言,丁黄药捕收铜的选择性不如N-乙基-N’-异丙氧羰基硫脲(EICTU)和Z-200;另外由二面角的大小可知,EICTU的-N-C(=S)-N-C(=O)-O-、Z-200的-N-C(=S)-O-、丁黄药的-O-C(=S)-S-官能团均容易形成共轭大π健。
焦芬通过量子化学计算得到,巯基苯骈噻唑(MBT)以硫酮分子形式存在时更稳定,氮原子和其五元环外的硫原子所Mulliken电荷为负值,给电子能力强,而五元环内的硫原子所带Mulliken电荷为正值,供电子能力弱,因此,硫酮分子上反应活性位点为氮原子和环外硫原子。
H.Yekeler利用密度泛函第一性原理研究了三种巯基苯并噻唑(MBT)的量化性质,药剂分子的活性由HOMO位置、HOMO能量、原子的Mulliken电荷布居和静电位决定,并用这些性质很好地解释了三种药剂的捕收性能。
B.Bag运用量子化学计算研究了乙黄药、丙黄药、异丙黄药、异丁黄药、戊黄药与铜离子的交互作用,通过总交互能、最高占据轨道能、电荷密度、结合能、偶极运动等量化参数分析表明戊黄药最容易与铜离子作用,并且与试验结果一致。
浮选药剂
在矿物浮选过程中使用的能够调整矿物表面性质,提高或降低矿物可浮性,使矿浆性质和泡沫稳定性更有利于矿物分选的化学制剂。
在选矿药剂中浮选药剂应用最早,且品种最多、效益明显。
分类和应用:浮选药剂种类很多,约有8000余种,常用的约百余种。
通常分为捕收剂、起泡剂和调整剂三大类。
(表1)捕收剂是一类能选择性地作用于矿物表面,使矿粒疏水的有机物质;起泡剂主要作用于水-气界面,使空气在矿浆中弥散成小气泡,并能提高气泡矿化程度和在上浮过程中的稳定性;调整剂能调整其他药剂(主要是捕收剂)与矿物表面的作用,调整矿浆性质,提高对欲选矿物的选择性。
调整剂按其主要作用的不同,可分为:用以促进捕收剂与矿物作用,从而提高矿物可浮性的活化剂;与活化剂相反,用于削弱捕收剂与矿物的作用,从而降低矿物可浮性的抑制剂;用以调整矿浆pH值,从而调整矿物表面电学性质,改变矿浆离子组成的pH调整剂;促使矿浆中细泥分散、团聚或絮凝的分散剂或絮凝剂;用以削弱矿化泡沫的稳定性,消除过多泡沫对分选效果和泡沫输送的有害影响的消泡剂。
表1中浮选药剂的分类是有条件的、相对的。
某种药剂在一定条件下属于此类,在另一条件下可能属于彼类。
例如,硫化钠(Na2S)在浮选有色金属硫化矿时是抑制剂,而在浮选有色金属氧化矿时则是活化剂(硫化剂),但若用量过多,它又成为浮选氧化矿的抑制剂了,等等。
表1 浮选药剂分类。
选矿浮选药剂(最新整理、内容详尽)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。
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。
第二章煤泥浮选药剂及其应用第一节概述关于煤泥浮选的理论基础中曾经谈到,煤泥之所以能浮选,是由于煤粒能选择性地粘附于气泡上,气泡将其运载到矿浆表面,形成矿化泡沫层;而矸石则不能实现这一过程。
显而易见,煤粒与矸石分选的可能性在于表面性质的差异。
虽然各种矿物具有天然润湿性的差别,但自然界中完全单一的东西是不存在的。
决定煤粒表面润湿性的因素是多方面的,例如:煤岩成分、碳化程度、氧化作用、煤中矿物杂质,表面孔隙度等等,而它们之间又是相互交错的,这就造成了一方面煤和矸石从组成看不是截然分开的,呈现连续性的过渡,如原生煤泥中含有从低到高的不同灰分的煤粒,煤泥由不同比重的部分组成即可说明这一情况;另一方面,微观组成的差异,造成煤的表面性质极不均匀。
这些因素削弱了煤和矸石间可浮性的差别。
致使难于实现煤泥的自然浮选。
煤和矸石的可浮性差别愈大,分选愈精确,愈有效、愈快速。
在煤泥浮选的过程中采用药剂就是为了达到此目的。
矿浆中的气泡是“引渡”和“运输”煤粒的工具,是浮选过程中不可缺少的媒介。
但是在单纯的矿浆中是不会产生具有一定稳定性、大小适当,适合浮选的气泡的。
在强化煤泥浮选的过程中,对从矿浆中生成的气泡提出了多方面的要求,这些泡沫特性的获得除了取决于浮选机的充气搅拌性能外,还取决于在矿浆中加入适当的药剂,以提供具有一定稳定性和足够分散度的泡沫。
此即在煤泥浮选过程中采用药剂的目的之二。
生产实践表明,采用浮选剂是改善和强化浮选过程的重要手段。
由于采用了药剂和适当的药剂制度,使多种牌号的煤泥得到有效的浮选,并能适当提高浮选粒度上限。
在进一步研究和改善煤泥浮选过程时,特别是在个别情况下,例如在煤泥浮选中抑制硫化物;细颗粒泥杂质含量高的煤泥浮选;改善氧化煤泥的可浮性等等。
往往需要在浮选过程中添加某种药剂,以抑制黄铁矿、细粒泥杂质等,消除有害杂质对精煤的污染;活化煤粒的浮游性。
此为在浮选过程中添加药剂的又一目的。
在浮选过程中加入煤浆里,用以改善、调节和控制浮选过程的各种物质,统称作浮选药剂,它是实现浮选过程的重要手段。