A、目前国内较为常见的捕收剂?
捕收剂的种类很多,较为常见的捕收剂见下表:
表中生产单位:
沈阳——沈阳冶金选矿药剂厂
株洲——湖南株洲选矿药剂厂
云冶——云南冶炼厂
白银——白银公司选矿药剂厂
药剂名称 适应矿石 参考价格(元/吨) 生产单位
一黄药类
1乙黄药 硫化矿捕收剂 沈阳、株洲、云冶、白银
2异丙黄药 用于CU-MO矿、CU-PB-ZN矿石的浮选 沈阳、白银
3丁黄药 硫化矿与氧化矿捕收剂 沈阳、株洲云冶、白银
4仲丁黄药 浮选含金黄铁矿与黑药配合使用较好 沈阳
5异戊黄药 用于硫化矿与氧化矿、捕收力强 沈阳
6仲辛黄药 高级黄药、用于硫化矿与氧化矿浮选 云冶
7混黄药 捕收力与丁黄药相近,适于硫化矿浮选 沈阳
8粗丁黄药 捕收力与丁黄药相近,可代替丁黄药浮选硫化矿 白银
9混异丁黄药 与丁黄药性能相近,可代替丁黄药使用 白银
10胺醇黄药 适于硫化矿与混合矿浮选 株洲
11乙双黄药 用于浮选沉淀铜较好 待定 株洲
二黑药类
12、25号黑药 铅锌镍硫化矿的捕收剂,兼有起泡性 沈阳、株洲
13、25号钠黑药 性质与25#黑药相同,其优点是消除325#黑药的臭味 沈阳
14、丁铵黑药 作为硫化矿与金镍矿的捕收剂兼有起泡性 沈阳、株洲
沈阳、白银
15、粗丁铵黑药 同上 白银
16混异丁铵黑药 同上 白银
17、苯胺黑药 多金属硫化矿捕收剂 沈阳
18、丁钠黑药 硫化矿与金镍矿捕收剂,兼有起泡性 沈阳、株洲
19、环已胺黑药 作为铅锌矿的捕收剂 待定 广州有色研究院
三硫氮类
20、乙硫氮 与黄药性质相似作为铅铋锑矿的捕收剂,比黄药效果好 5800 株洲
四酯类
21硫氮腈酯(酯-105) 硫化矿捕收剂,兼有起泡性 白银矿冶研究院
22硫氮酯(Z-200号) 用亚硫酸法分选铜铅时,它代替黄药浮铜效果较好 辽宁冶金研究所
五氧肟酸
23羟肟酸钠 作为氧化铜矿,锡石,钛铁矿、白钨、铌钽矿、稀土矿的捕收剂 4600 沈阳
24羟肟酸 同上 8500 沈阳
六胂酸类
25苄基胂酸 锡石的有效捕收剂,还可作黑钨矿、铌钽矿、锆英石、稀土矿、钛铁矿的捕收剂 7000 株洲
七胺类
26混合胺 为阳离子捕收剂用于浮选石英、硅酸盐、铝硅酸盐、菱锌矿与钾盐等矿物 沈阳
27醚胺 阳离子捕收剂,为石英的捕收剂 4500-5000 北京矿冶研究院
B、起泡剂为什么能使泡沫稳定?常用的起泡剂有哪些?
常用的起泡剂是异极性的表面活性物质,分子的一端是非极性的烃基,而另一端则是亲水性较强的极性基。
在矿浆中起泡剂分子以一定的取向吸附于气—液界面上,非极性基朝向空气,亦即指向气泡内部。极性基朝向水,并吸引着水分子(极性端被水化)。所以起泡剂分了能够降低泡壁间水层流动速度及蒸发速度,这样就防止了泡壁的破裂。
起泡剂分子在气泡表面定向排列以后,当两个气泡接触碰撞时,中间垫着两层起泡剂分子及它们极性基的水化层,因此气泡较难兼并,小气泡容易保存下来,而小气泡比大气泡更能经受外力的振动,其稳定性更强。
起泡剂可使气泡稳定的另一主要原因,是起泡剂使气泡表面具有弹性,如同具有弹性的橡皮薄膜一样。当气泡受到振动或受到外力作用时,气泡突然变形,如果气泡表面没有起泡剂分子,则会使所泡壁减薄以致破裂。但是,气泡表面有起泡剂分子时,由于起泡剂分子的定向排列降低了表面张力,气泡受到外力作用变形时,泡壁界面也增大,就引起气泡表面层起泡剂分子浓度降低,而气液界面的表面张力则显著增大,这种表面张力的增大一方面有利于约束气泡内气体分子向外冲出,另一方面使气泡产生较大的收缩力,克服了使气泡发生破裂的外力。
气泡因吸附起泡剂分子而具有弹性的大小,取决于起泡剂分子的活性、溶解度及浓度。当溶液浓度与气液界面浓度由于界面扩大而发生不平衡时,分子由溶液吸附到界面的速度太快或太慢,都会使气泡的弹性减弱。因此要选用活性和溶解度适当的起泡剂,尤其用量要适当控制。
由上述可知,起泡剂的作用有助于气泡的形成并增强了泡沫的稳定性。
在浮选过程中,由于矿粒向气泡附着,使气泡形成所谓的矿化泡沫。两相泡沫经矿化后形成的三相泡沫则更加稳定。这是因为矿粒在气泡上附着有如下作用:
(1) 可以降低泡沫中水层流动速度,因为矿粒吸附在气泡上形成吸水的毛细管。
(2)矿粒吸附在泡壁上,阻碍了气泡的互相兼并;
(3)矿粒表面的捕收剂相互作用,可以增加气泡的机械强度。
另外,泡沫的稳定性还与其他因素有关,一般说来矿泥含量较多时也会使泡沫变得更加稳定。此外,矿浆PH值、可溶性盐类含量等对泡沫的稳定性亦有影响。
醚醇与苯乙酯油是近年来使用的新型起泡剂。此外还有甘苄油、新松醇油、丁醚油(4号油)也是正在推广使用的新型起泡剂。甲基戊醇则是目前国外应用极广的起泡
C、活化剂的作用机理如何?
活化剂的作用是在矿物表面生成促进捕收剂作用的薄膜。一般认为它有如下作用:
(1)溶解矿物表面抑制性薄膜
例如,黄铁矿表面的氢氧化铁薄膜。它是阻碍捕收剂作用的抑制薄膜,用硫酸作活化剂进行处理后,则可溶解抑制性的氢氧化铁薄膜,从而有利于黄药对黄铁矿的捕收作用。
(2)由于交换吸附或置换的化学反应,在矿物表面形成难溶的活化薄膜
比如用硫酸铜对未被抑制过的闪锌矿的活化作用,是由于硫酸铜中的Cu2+与闪锌矿晶格中的Zn2+发生置换反应:
ZnS]ZnS +CuSO4 = ZnS]CuS +ZnSO4
闪锌矿 硫化铜薄膜
结果在闪锌矿的表面生成一层易浮的硫化铜薄膜,它与铜蓝CuS具有相近的可浮性。
又比如常用硫化钠作为氧化铜与白铅矿的活化剂,使氧化矿表面生成一层硫化物薄膜,此硫化物薄膜的可浮性与硫化矿相近。硫化钠对孔雀石的硫化反应:
CuCO3 Cu(OH)]CuCO3 Cu(OH)2 +2Na2S= CuCO3 Cu(OH)2]2CuS +2NaOH+Na2CO3
硫化钠对白铅矿的硫化反应:
PbCO3]PbCO3 + Na2S = PbCO3]PbS +Na2CO3
(3)消除矿浆中抑制性离子的有害影响
如硫酸铜的Cu2+,它会沉淀或络合矿浆中起抑制作用的CN-、SO3等离子,然后再在矿物表面生成活化膜。
应该指出的是,在许多情况下活化剂会与捕收剂互相作用生成难溶的化合物。这既降低了活化剂的活化作用,又无益的消耗了捕收剂。因此,在药剂的添加时要先加活化剂,然后再加捕收剂,同时要严格控制活化剂的用量。
D、PH值对矿粒表面电位及其可浮性有什么影响
对于矿粒表面的电位值能发生影响的是双电层内层与密集层中的离子。定位离子一般都是构成矿物晶格的成分,象Pb+和S2-是方铅矿的定位离子。但是,由于矿物表面的成分在水溶液中会发生一系列的反应,产生一系列的离子,都会影响到双电层的电性,对于一些难溶氧化物及硅酸盐类矿物来说,H+、OH-是其定位离子。定位离子可以穿过固液界面,并力图在界面建立平衡,形成一定的ψ电位与ξ电位。
因为H+与OH-是一些难溶氧化物及硅酸盐类矿物的定位离子。不同的PH值。表明溶液中有不同的H+与OH-浓度。PH值愈大,溶液中的OH-愈多,矿粒表面吸附的离子与它建立平衡后,在矿粒表面吸附的OH-也愈多。反之,PH值愈小,溶液中H+多,矿粒表面吸附的H+增多。因此,PH值的大小直接影响到矿粒表面ξ电位。
H+与OH-是石英的定位离子,用NaOH使溶液呈碱性,石英的电位为-70~-120毫伏。PH值随HCL用量增大而下降,当PH=3.7±,继续增大HCL的用量时,可使其电位越过零变为正。使电位为零时的PH值称之为等电点。与此相似,使 电位为零的PH值称之为零电点。值为零时,值也为零,但是,值不为零,值也可以为零。因为汉溶液中的离子强度很大时,扩散层中的异号离子可能都挤到紧密层中,致使滑动面内的配衡离子与定位离子电性相等。
在某些氧化矿(如刚玉和石英)的浮选中,捕收剂与矿物的作用是静电引力,必须使捕收剂离子在双电层中的密集层中弃当异号离子,对内层离子的电性起抗衡作用才能奏效。PH值低于等电点时,矿物表面荷正电,应该选用阴离子捕收剂。PH值高于等电点时,矿物表面荷负电,应该选用阳离子捕收剂。
阴离子捕收剂十二烷基硫酸钠在PH 2—3时,对石英浮选有效。在PH 9.4时,对刚玉浮选有效。而十二烷基胺是阳离子捕收剂,对石英和刚玉的浮选,其PH值必须分别大于2—3和9.4。但在PH 12时,十二烷工胺主要以水化胺分子形式出现,失去了捕收作用。
必须指出,黄药作为金属硫化矿的捕收剂,药剂与矿物表面的作用不是靠静电引力。而是靠化学键力。所以,矿物表面的电性对回收率影响很小,甚至没有实际意义。