《选矿学》课程教案讲稿（浮选）第二章 浮选药剂 第一节 浮选药剂的分类与作用 第二节 捕收剂

课程名称：《浮选》第3讲次摘要第二章浮选药剂授课题目（章、节）第一节浮选药剂的分类与作用本讲目的要求及重点难点：【目的要求】使同学们了解浮选药剂的分类与作用，捕收剂的种类及作用机理。[重点】捕收剂的种类、作用机理【难点】捕收剂的作用机理内容【本讲课程的引入】矿物能否上浮，主要取决于矿物表面的润湿性。自然界大部分矿物其可浮性均较差，单纯依靠矿物之间润湿性的差别是不能将矿物顺利分离的。浮选药剂的作用：改变浮选过程中相界面的性质，调节矿物的可浮性，调整矿浆的浮选性质，改善气泡的质量，提高气泡矿化过程的选择性和浮选速度。【本讲课程的内容】第一节浮选药剂的分类与作用一、捕收剂作用点：固液界面，且有选择性。作用：提高疏水性，增加可浮性，促使气泡附着，增强附着的牢固性。二、起泡剂作用点：气液界面。作用：降低界面表面张力，促使空气在矿浆中弥散，形成小气泡，并防止气泡兼并，增加分选界面，提高气泡的稳定性。三、调整剂1.活化剂作用点：固液界面。作用：促进捕收剂与矿物表面的作用。2.抑制剂作用点：固液界面。作用：削弱非目的矿物与捕收剂之间的作用

课程名称：《浮选》 第 3 讲次 摘 要 授课题目（章、节） 第二章 浮选药剂 第一节 浮选药剂的分类与作用 本讲目的要求及重点难点： 第二节 捕收剂 【目的要求】使同学们了解浮选药剂的分类与作用，捕收剂的种类及作用机理。 【重 点】捕收剂的种类、作用机理 【难 点】捕收剂的作用机理 内容 【本讲课程的引入】矿物能否上浮，主要取决于矿物表面的润湿性。自然界大部分矿物 其可浮性均较差，单纯依靠矿物之间润湿性的差别是不能将矿物顺利分离的。 浮选药剂的作用：改变浮选过程中相界面的性质，调节矿物的可浮性，调整矿浆的浮选 性质，改善气泡的质量，提高气泡矿化过程的选择性和浮选速度。 【本讲课程的内容】 第一节 浮选药剂的分类与作用 一、捕收剂 作用点：固液界面，且有选择性。 作用：提高疏水性，增加可浮性，促使气泡附着，增强附着的牢固性。 二、起泡剂 作用点：气液界面。 作用：降低界面表面张力，促使空气在矿浆中弥散，形成小气泡，并防止气泡兼并，增 加分选界面，提高气泡的稳定性。 三、调整剂 1．活化剂 作用点：固液界面。 作用：促进捕收剂与矿物表面的作用。 2．抑制剂 作用点：固液界面。 作用：削弱非目的矿物与捕收剂之间的作用

3.介质PH值的调整剂作用点：矿浆介质。作用：调整电性。4.分散与絮凝剂作用点：矿浆。作用：分散絮凝细泥，减少影响。5.烃类油的捕收过程（1）烃类油分散和粘附：（2）油滴展开；（3）形成油膜。烃类油的辅助捕收作用：（1）辅助捕收；（2）溶剂、乳化剂。第二节捕收剂一、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；（1)化学性质不活泼，因其结构对称，分子间靠分子键联结，电子交换能力很弱：(2)不溶于水或微溶于水，疏水性强，在矿物表面有良好的吸附性能：(3)在矿粒表面上固着，是物理吸附作用，即为分子力作用的结果。(4)由于是物理吸附，只能作天然可浮性较好矿物的捕收剂，故具有选择性。(5)因难溶于水，以油滴形式存在于水中，用量较大。2.烃类油的作用机理：（1）烃类油与水之间的作用：烃类油为非极性分子，水分子为强偶极子，水分子本身之间的吸引力比油水之间作用力大，所以，油不溶于水，疏水性好，在水中只能以油滴状态存在。（2）烃类油与矿物之间的作用；烃类油能否吸附在矿物表面并起作用，主要取决于其与水和矿物表面作用力大小。》矿物表面有极性和非极性之分。①表面非极性时，固油<a固水，矿物对油吸引力大于对水引力，油滴吸在矿物表面。②表面极性时，o固水<o固油，矿物对油吸引力小于对水引力，矿物表面形成水化膜

3．介质 PH 值的调整剂 作用点：矿浆介质。 作用：调整电性。 4．分散与絮凝剂 作用点：矿浆。 作用：分散絮凝细泥，减少影响。 5.烃类油的捕收过程 （1）烃类油分散和粘附； （2）油滴展开； （3）形成油膜。 烃类油的辅助捕收作用:（1）辅助捕收;（2）溶剂、乳化剂。 第二节 捕收剂 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； ⑴化学性质不活泼，因其结构对称，分子间靠分子键联结，电子交换能力很弱； ⑵不溶于水或微溶于水，疏水性强，在矿物表面有良好的吸附性能； ⑶在矿粒表面上固着，是物理吸附作用，即为分子力作用的结果。 ⑷由于是物理吸附，只能作天然可浮性较好矿物的捕收剂，故具有选择性。 ⑸因难溶于水，以油滴形式存在于水中，用量较大。 2．烃类油的作用机理： （1）烃类油与水之间的作用； 烃类油为非极性分子，水分子为强偶极子，水分子本身之间的吸引力比油水之间作用 力大，所以，油不溶于水，疏水性好，在水中只能以油滴状态存在。 （2）烃类油与矿物之间的作用； 烃类油能否吸附在矿物表面并起作用，主要取决于其与水和矿物表面作用力大小。 ➢ 矿物表面有极性和非极性之分。 ①表面非极性时，σ固油＜ σ固水，矿物对油吸引力大于对水引力，油滴吸在矿物 表面。 ②表面极性时，σ固水＜ σ固油，矿物对油吸引力小于对水引力，矿物表面形成水 化膜

③非极性烃类油对矿物捕收作用的强弱取决于矿物表面非极性表面所占的比例。如先将非极性烃类油乳化，分散成小油滴，增加其在矿物表面吸附，减少用量。3.烃类油组成对捕收作用的影响：》按烃族组成分：芳烃、烯烃、烷烃。》烷烃：正构烷烃、异构烷烃、环烷烃。（12）非极性组分对浮选的影响：》各组分的捕收作用顺序：芳烃烯烃>异构烷烃>环烷烃>正构烷烃，(1)芳烃因润湿热大，吸附过程自发进行且油-水界面张力低，易乳化，浮选活性强。但易和水分子结合，发生水化作用，本身疏水性不如饱和烃。(2)烯烃双键处活性高，有一定的极性，易发生水化作用。比饱和烃捕收性能高，但选择性差，泡沫带水量大。(3)异构烷烃比相同数目正构烷烃的沸点和凝固点低，凝固时不易形成结晶，提高浮选效果。另其支链占有较大空间，提高矿物表面疏水性，节省药剂4：提高烃类油浮选活性的途径①辐射化学作用：煤油的捕收性能主要由大于170℃馏分的含量及结构所决定。辐射能使烃类中大部分结构变得更加复杂烃类分子中相当大的部分发生二聚或多聚作用，使低分子烃变为长链高分子化合物，还可产生异构化作用，辐射化学作用能够改善煤油的物理化学性质和浮选活性。②磁场处理：浮选前用磁场预先处理矿浆、浮选用水和药剂，能提回收率、改善选择性、加快浮选速度、降低药剂用量和增进产品脱水的效果，③电化学处理：电化学处理的实质煤油吸附在阳极表面，放出电子，和水分子解离放出的羟基反应，使饱和烃氧化为羧基化合物，非极性烃类油中羧酸含量明显增加，大大提高了对矿物的捕收活性。④烃类催化氧化法：烃类在有催化剂时通入空气进行液相氧化，使其按照自由机理进行连锁反应，生成许多不同含氧化合物同时具有捕收和起泡的作用，使非极性烃类油浮选活性大大提高。5.常用非极性烃类油捕收剂(1)石油产品类：包括煤油、磺化煤油、轻柴油：(2)焦油产品类：包括轻油、中油、重油、脱酚轻中油等；(3)合成产品类：包括FS一202、FS一201。四、巯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①名称、组成和结构

③非极性烃类油对矿物捕收作用的强弱取决于矿物表面非极性表面所占的比例。 如先将非极性烃类油乳化，分散成小油滴，增加其在矿物表面吸附，减少用量。 3．烃类油组成对捕收作用的影响： ➢ 按烃族组成分：芳烃、烯烃、烷烃 。 ➢ 烷烃：正构烷烃、异构烷烃、环烷烃。 （1）非极性组分对浮选的影响； ➢ 各组分的捕收作用顺序：芳烃＞烯烃＞异构烷烃＞环烷烃＞正构烷烃。 ⑴芳烃因润湿热大，吸附过程自发进行且油-水界面张力低，易乳化，浮选活性强。 但易和水分子结合，发生水化作用，本身疏水性不如饱和烃。 ⑵烯烃双键处活性高，有一定的极性，易发生水化作用。比饱和烃捕收性能高，但选 择性差，泡沫带水量大。 ⑶异构烷烃比相同数目正构烷烃的沸点和凝固点低，凝固时不易形成结晶，提高浮选 效果。另其支链占有较大空间，提高矿物表面疏水性，节省药剂。 4．提高烃类油浮选活性的途径 ①辐射化学作用：煤油的捕收性能主要由大于 170℃馏分的含量及结构所决定。 辐射 能使烃类中大部分结构变得更加复杂烃类分子中相当大的部分发生二聚或多聚作用 ，使低 分子烃变为长链高分子化合物，还可产生异构化作用，辐射化学作用能够改善煤油的物理化 学性质和浮选活性。 ②磁场处理：浮选前用磁场预先处理矿浆、浮选用水和药剂，能提回收率、改善选择 性、加快浮选速度、降低药剂用量和增进产品脱水的效果。 ③电化学处理：电化学处理的实质煤油吸附在阳极表面，放出电子，和水分子解离放 出的羟基反应，使饱和烃氧化为羧基化合物，非极性烃类油中羧酸含量明显增加，大大提高 了对矿物的捕收活性。 ④烃类催化氧化法：烃类在有催化剂时通入空气进行液相氧化，使其按照自由机理进 行连锁反应，生成许多不同含氧化合物同时具有捕收和起泡的作用，使非极性烃类油浮选活 性大大提高。 5. 常用非极性烃类油捕收剂 ⑴石油产品类：包括煤油、磺化煤油、轻柴油； ⑵焦油产品类：包括轻油、中油、重油、脱酚轻中油等； ⑶合成产品类：包括 FS－202、FS－201。 四、巯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 ①名称、组成和结构

分类：a烃基碳原子数，高级，低级：b阳离子物质：Na、K。SR-SMe制造黄药的原料是醇、烧碱和二硫化碳。用直接合成法生成。ROH+NaOH+CS,-ROCSSNa+H,O②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目的矿物性质的影响。黄药的选择性：烃链越长，选择性削弱。>实践中常用的烃基为C2～C5。③捕收性能和应用a.捕收性能与二价硫的性质密切相关黄药亲固基是一OCSS，通过二价硫和矿物表面金属离子键作用使药剂固着于矿物表面。可成功浮选有色金属硫化矿和经硫化后的有色金属氧化矿。b.捕收能力和生成金属黄酸盐溶解度大小有关黄药和重金属阳离子生成难溶化合物，溶积度很小，易有乙基黄药浮选。对含锌、铁等金属离子硫化物，生成黄酸盐溶度积大，矿物须活化后才能浮选。C.具有较高浮选选择性黄药和碱土金属不生成难溶化合物，不能浮选氧化物、硅酸盐、铝硅酸盐和碱土金属的盐类矿物。>黄药用量一般在50～100g/L（t煤泥）左右。>黄药常配成5%～10%的溶液使用。④硫代化合物类捕收剂的捕收机理A.化学吸附说有氧存在，硫化矿物表面发生氧化反应，生成硫酸氧盐或硫酸盐氧化后硫化矿物的硫酸根和水中氢氧根、碳酸根等离子进行交换生成碳酸盐和氢氧化物。加入黄药后，黄药阴离子和矿物表面的氢氧根、碳酸根、硫酸根等到离子产生交换吸附，生成金属黄原酸盐，具有

分类： a 烃基碳原子数，高级，低级； b 阳离子物质：Na+、K +。 制造黄药的原料是醇、烧碱和二硫化碳。用直接合成法生成。 ②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 目的矿物性质的影响。 黄药的选择性：烃链越长，选择性削弱。 ➢ 实践中常用的烃基为Ｃ２～Ｃ５。 ③捕收性能和应用 a．捕收性能与二价硫的性质密切相关 黄药亲固基是—OCSSˉ，通过二价硫和矿物表面金属离子键作用使药剂固着于矿物表 面。可成功浮选有色金属硫化矿和经硫化后的有色金属氧化矿。 b．捕收能力和生成金属黄酸盐溶解度大小有关 黄药和重金属阳离子生成难溶化合物，溶积度很小，易有乙基黄药浮选。对含锌、铁 等金属离子硫化物，生成黄酸盐溶度积大，矿物须活化后才能浮选。 C．具有较高浮选选择性 黄药和碱土金属不生成难溶化合物，不能浮选氧化物、硅酸盐、铝硅酸盐和碱土金属 的盐类矿物。 ➢ 黄药用量一般在５０～１００g/L(t 煤泥)左右。 ➢ 黄药常配成５％～１０％的溶液使用。 ④硫代化合物类捕收剂的捕收机理 A．化学吸附说 有氧存在，硫化矿物表面发生氧化反应，生成硫酸氧盐或硫酸盐氧化后硫化矿物的硫 酸根和水中氢氧根、碳酸根等离子进行交换生成碳酸盐和氢氧化物。加入黄药后，黄药阴离 子和矿物表面的氢氧根、碳酸根、硫酸根等到离子产生交换吸附，生成金属黄原酸盐，具有

细疏水性，在矿物表面沉积可提高矿物表面可浮性。根据各种金属黄原酸盐溶度积大小，定性判断相应硫化矿物可浮性。B双黄药见解黄药经氧化后生成双黄药，具有疏水作用，吸附在矿物表面，从而使矿物表面疏水。但必须有氧存在时黄药才能浮选硫化矿。C共吸附只有金属共原酸和双黄药在矿物表面共存时，才能使矿物表面具有足够的疏水性。且两种产物有一定的比例。/SR-0-C-Me（2）黑药类Me：H甲酚，Na钠黑药，NH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CRRNCNa（4）白药：硫代二苯脲（CO(NH).）3.与矿物的作用机理二价硫为亲固基，这类药剂的作用机理基本相同。（1）化学吸附说：在有氧环境下，捕收剂与矿物表面离子化学吸附生成疏水的不溶性的金属黄原酸盐。（2）双黄药见解：在有氧的环境下，黄药有硫化矿表面氧化生成双黄药。（3）共吸附：上述两种观点的综合。五、脂类捕收剂S黄原酸脂类：R-O-C-S-FS烃基硫代氨基甲酸脂：R-HH-C-S-R’二硫代4E-HH-C-O-R—硫代六、烃基酸及皂类阴离子捕收剂氧化矿物的有效捕收剂：1.羧酸及其皂类（复习有机化学）2.烃基磺酸盐和烃基硫酸盐：磺酸盐：R-SO.Na

细疏水性，在矿物表面沉积可提高矿物表面可浮性。 根据各种金属黄原酸盐溶度积大小，定性判断相应硫化矿物可浮性。 B 双黄药见解 黄药经氧化后生成双黄药，具有疏水作用，吸附在矿物表面，从而使矿物表面疏水。 但必须有氧存在时黄药才能浮选硫化矿。 C 共吸附 只有金属共原酸和双黄药在矿物表面共存时，才能使矿物表面具有足够的疏水性。且 两种产物有一定的比例。 （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 二价硫为亲固基，这类药剂的作用机理基本相同。 （1）化学吸附说： 在有氧环境下，捕收剂与矿物表面离子化学吸附生成疏水的不溶性的金属黄原酸盐。 （2）双黄药见解： 在有氧的环境下，黄药有硫化矿表面氧化生成双黄药。 （3）共吸附： 上述两种观点的综合。 五、脂类捕收剂 黄原酸脂类： 烃基硫代氨基甲酸脂： 二硫代 一硫代 六、烃基酸及皂类阴离子捕收剂 氧化矿物的有效捕收剂： 1．羧酸及其皂类（复习有机化学）； 2．烃基磺酸盐和烃基硫酸盐： 磺酸盐： R-SO3Na

硫酸盐：R-O-SO.Na有机异极性表面活性剂：分子量小起泡能力强，日用洗涤剂；分子量大捕收能力强，类羧酸。3.作用机理：（1）物理吸附：静电吸附于带正电的矿物表面：（2）化学吸附：化学键力作用下吸附于矿物表面：（3）半胶束吸附。4.形成离子-分子络合物吸附。七、胺类捕收剂阳离子捕收剂：1.胺及其盐类性质（自学）；因起捕收作用的是阳离子，故称之为阳离子捕收剂。日前常用的阳离子捕收剂主要是氨的衍生物、氨中氢原子被烃基取代的数目不同可得到不同的胺2.作用机理：a物理吸附；b半胶束吸附：c形成络合物吸附。3.应用范围。①硅酸盐和铝硅酸盐矿物，如：石英、绿柱石、锂辉石、长石、云母等；②碳酸盐矿物如菱锌矿等：②可溶性盐，如钾盐等【本讲课程的小结】掌握下列问题1、浮选药剂的种类和作用？2、非极性烃类油的作用机理？3、有哪几种常用的捕收剂？4、提高非极性烃类油活性的途径？【本讲课程的作业】掌握捕收剂的种类及作用机理

硫酸盐： R-O-SO3Na 有机异极性表面活性剂：分子量小起泡能力强，日用洗涤剂；分子量大捕收能力强， 类羧酸。 3．作用机理： （1）物理吸附：静电吸附于带正电的矿物表面； （2）化学吸附：化学键力作用下吸附于矿物表面； （3）半胶束吸附。 4．形成离子-分子络合物吸附。 七、胺类捕收剂 阳离子捕收剂： 1．胺及其盐类性质（自学）； 因起捕收作用的是阳离子，故称之为阳离子捕收剂。日前常用的阳离子捕收剂主要是 氨的衍生物、氨中氢原子被烃基取代的数目不同可得到不同的胺： 2．作用机理： a 物理吸附； b 半胶束吸附； c 形成络合物吸附。 3．应用范围。 ①硅酸盐和铝硅酸盐矿物，如：石英、绿柱石、锂辉石、长石、云母等；②碳酸盐矿物， 如菱锌矿等；②可溶性盐，如钾盐等。 【本讲课程的小结】 掌握下列问题 1、浮选药剂的种类和作用？ 2、非极性烃类油的作用机理？ 3、有哪几种常用的捕收剂？ 4、提高非极性烃类油活性的途径？ 【本讲课程的作业】 掌握捕收剂的种类及作用机理