表面活性剂在矿物浮选中的研究进展.ppt

表面活性剂在矿物浮 选中的研究进展,表面活性剂在矿物浮选中的研究进展,一、基本概念概述,泡沫浮选,不同固体的表面疏水性往往不一样,在水中,疏水性大的固体粒子表面易于吸附空气泡,固体粒子在气泡浮力的作用下上浮,而与其它亲水性固体粒子分离。这一原理应用于工业生产中称被为泡沫浮选。,泡沫浮选最古老、最广泛的应用领域是矿物浮选。它包括正浮选和反浮选。,一、基本概念概述,矿物浮选原理,将低品位的粗矿磨碎，倾入水池中，加入一些表面活性剂捕收剂，捕收剂选择吸附在有用矿石粒子的表面上，使它变为憎水性。不断加入捕收剂，固体表面的憎水性随之增强，最后达到饱和，在固体表面形成很强的憎水性薄膜。然后再从水池底部通入由表面活性剂（起泡剂）产生的气泡，则有用矿石粒子由于其表面的憎水性就附着在气泡上，上升到液面。然后再收集并灭泡和浓缩。而不含矿的泥沙、岩石等则留在水底而除去。这是正浮选的机理。 而在浮选过程中，将所需的矿物留在浮选槽中，脉石矿物随泡沫刮出的过程就称为反浮选。简单的说，选出有用的是正浮选，选出没用的是反浮选。,矿物浮选工艺流程,表面活性剂在矿物浮选中的应用,捕收剂,定义： 通过分子或离子作用选择性吸附在矿物表面，促使矿物疏水的有机化合物，在气泡与矿粒接触时减少分离矿物表面的水化层的稳定性。 分类： 捕收剂使用的表面活性剂大体上主要分为以下几类： 阴离子型捕收剂、阳离子型捕收剂。,捕收剂,阳离子型捕收剂,阳离子捕收剂是指在水溶液中亲水基为阳离子的药剂。即疏水基通过共价键与带正电荷的亲水基相连,它的反离子通常是无表面活性的简单负离子。通常阳离子药剂的疏水基由8-18个碳的烃基构成,阳离子亲水基由含氮原子的可携带正电荷的基团构成。 目前应用的阳离子捕收剂主要是脂肪胺。其亲水基团是RNH3十,在某些情况下胺分子起捕收作用。早期的阳离子捕收剂主要是脂肪伯胺,现在基本上被效果更好的醚胺取代,所谓醚胺,就是在脂肪伯胺的R基团和一NH2极性基之间,插入O（CH2）n(n1)极性基团的一类药剂,该类药剂通过引入醚基来改进伯胺的性质。,国外使用的阳离子捕收剂主要为醚胺及其盐,其次还有酞胺、缩合胺、多胺及其盐等。,阳离子型捕收剂,阳离子型捕收剂最新研究进展,（1） K.B.Quast等研究了阳离子捕收剂酸碱度对人工配制铁矿(含Fe20:98.5%)分选的影响,以十二胺醋酸盐作捕收剂,研究结果显示:在pH=8时铁精矿的回收率最大,另外捕收剂用量对精矿品位和回收率影响很大。,（2） R.M.Papini等人以巴西IronQuadrangle铁矿作为实际矿石,研究了一元醚胺、二元醚胺、缩合胺、脂肪一元胺、脂肪二元胺、煤油与胺的混合物等药剂的浮选性能,研究结果显示:一元醚胺的捕收效果优于二元醚胺,当与煤油混合使用时,二元胺比一元胺效果更好，在大型选矿厂中常常将一元胺与二元胺配合使用,有利于降低铁精矿中硅的含量。,阳离子型捕收剂,国内对于阳离子捕收剂的研究也取得了一定的进展,下表为国内学者研究过的脱硅阳离子捕收剂。,（1） 伍喜庆等人研究了新型阳离子捕收剂N一十二烷基一 氨基丙酸胺(缩写为DAPA)的浮选性能,纯矿物浮选试验表明,捕收剂DAPA能够有效分离石英与磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿组成的人工混合矿,与常规的胺类捕收剂相比,DAPA的捕收能力稍弱,但是选择性更好。,阳离子型捕收剂最新研究进展,（2） 刘文刚等人研究了N一十二烷基一1,3一丙二胺的浮选性能,用它作捕收剂对石英、方解石、赤铁矿、菱镁矿和菱锌矿进行了浮选试验,研究结果显示:N-十二烷基一1,3一丙二胺对菱镁矿和菱锌矿基本无捕收能力,对方解石的捕收能力明显比十二胺差,对赤铁矿的捕收能力与十二胺相差不大,对石英的捕收能力则强于十二胺,当pH=10.02时,石英回收率高达98.38%。,有机酸类阴离子捕收剂是浮选铁矿的常用药剂,种类很多,按亲固基的组成和结构可分为以下几种：,阴离子型捕收剂,（1）羧酸及其皂R一COOH(K、Na),又称脂肪酸(皂),最常用的有油酸及其皂类油酸钠,我国科技工作者从20世纪50年代就开始了这方面的研究,先后以各种植物油、动物油为原料,通过皂化获得脂肪酸作为铁矿捕收剂。脂肪酸的碳链长度和不饱和度对药剂的捕收性能有很大影响,戊酸对赤铁矿不显示捕收能力,己酸显示微强的捕收能力,辛酸才显示较强的捕收能力,碳链越长,一般来说药剂捕收能力越强,另外对C18以上的脂肪酸,不饱和度高,水溶性较好,因而浮选效果要好于饱和脂肪酸。,阴离子型捕收剂,(2) 烃基磺酸盐R一S03H(K、Na),如石油磺酸钠,是以石油副产品为原料经过磺化、皂化后得到的。与脂肪酸相比,它们的捕收能力较相同碳原子的脂肪酸弱,但是它们耐硬水,受温度的影响较小,并且在碱性和酸性介质中均能保持良好的捕收性能。,阴离子捕收剂最新研究进展,阴离子捕收剂MG药剂可以在常温反浮选铁精矿中的含硅矿物。尾矿铁品位为25.52%,与原来使用捕收剂相比.回收率提高7.62%,尾矿品位降低9.96%,浮选矿浆温度从35降到2025,试验和生产证明MG药剂是一种良好常温浮选阴离子捕收剂。该药剂已在多家矿山得到应用。,葛英勇等：阴离子捕收剂MG常温反浮选铁矿的应用研究,Keith Quest研究了C6一C18饱和脂肪酸对磁铁矿的浮选机理,研究结果表明:短链脂肪酸起捕收作用的主要是酸分子,随着碳链的增长,脂肪酸离子的物理吸附逐渐增强,捕收能力也越来越强,另外,碳链长度的增长,导致药剂的水溶性下降,因而浮选效率下降.,阴离子捕收剂最新研究进展,起泡剂,起泡剂要求在浮选槽（cell）中产生大量的气泡，增加气-液表面，同时泡沫又稳定，而且要求泡沫一经从浮选槽中刮出又要迅速消失。作为起泡剂使用的是C6-C10左右的表面活性剂。例如常用的松油（主要成分是萜烯醇C6H18O），樟脑油（主要成分是桉树脑C10H16O）。其它也有用戊醇、异丁基甲醇、已醇、辛醇等中等链长的醇类，还有最近使用的PEG及PPG等低级醇的C1-C4醚以及单酚醚等。 脂肪醇的碳数与起泡剂的性能关系研究表明，碳数5-10附近的最好。,调整剂,PH调节剂是为了在最佳pH下进行浮选时所添加的药剂。常用的有硫酸、氢氧化钙、硫酸钠等。PH的作用有：决定固液电位；决定捕收剂的电离度；调节溶解离子，特别是多价阳离子的浓度，以及改变沉淀氢氧化物的胶体性质；粒子的凝聚、分散等。 抑制剂和活化剂对捕收剂在各种粒子表面的吸附分别起