胺类捕收剂.ppt

初识胺类捕收剂 制作人 周林峰谭宇佳 1 胺的分类2 胺的性质3 胺的制法4 胺类捕收剂作用原理5 主要的胺类捕收剂6 使用胺类捕收剂注意事项7 胺类捕收剂与其他药剂的混合使用 胺类 amine 捕收剂是指分子结构中含有负三价氮原子的有机易极性化合物 主要用于捕收有色金属氧化矿以及石英 长石 云母等铝硅酸盐和钾盐等 胺类捕收剂主要以解离后带有疏水基的阳离子起捕收作用 故又称阳离子捕收剂 胺的分类 胺类捕收剂虽多 但从化学结构来看 可归纳为以下四类 伯胺盐RNH2 HX仲胺盐R2NH HX叔胺盐R3N HX季胺盐式中R是脂肪烃基或芳香烃基 其碳原子数通常在8 22之间 X代表卤素或其它酸根 根据氮原子所连烃基的不同分为脂肪胺 芳香胺还有醚胺 胺的分类 脂肪胺 芳香胺 醚胺 胺的性质 熔沸点 在常温下 甲胺 二甲胺 三甲胺和乙胺是气体 其他胺均为液体或固体 伯胺和仲胺由于氮原子还连有氢原子分子间能形成氢键 故其沸点比相对分子质量相近的烷烃高 但比相近的醇低 溶解性 与醇相似 低级胺也能与水形成氢键 故易溶于水 高级胺难溶或不溶于水 用作捕收剂时与盐酸或醋酸作用生成胺盐后易溶于水 低级胺具有不愉快的气味 高级脂肪胺和芳香胺气味较小 但芳胺有毒 吸入其蒸气或与皮肤接触均可引起严重中毒 某些芳胺 如联苯胺 萘胺 还具有致癌性 胺的制法 脂肪胺的合成方法很多 有工业生产意义的主要有两种 一是卤代烷与氨作用直接生成胺二是用脂肪酸在催化下与氨作用生成腈 再还原成胺 沈阳选矿药剂厂用氧化石蜡所得的含C10 C20的混合脂肪酸为原料 与氨作用后再用氧化铝催化加热脱水成脂肪腈 然后在海绵镍存在下加氢还原成混合胺 反应式如下 RCOOHRCOONH4RCNRCH2NH2 NH3 2H2O Al2O3 Ni 2H2 170 200 20 25 101 325Pa 胺类捕收剂作用原理 属于弱电解质的胺类在水溶液中既存在部分离子状态的胺 又存在部分分子状态的胺 胺分子与胺阳离子的比例收介质pH值的支配 并直接影响其在双电层中的吸附能力及其与矿物表面的作用机理 胺类捕收剂的作用原理主要是物理吸附包括静电力吸附和半胶束吸附 在多数情况下在矿物表面双电层由阳离子或依靠静电力吸附在荷负电的矿物表面 这种吸附形式不牢固 易脱落 故胺类应具有足够的浓度 在适宜的浓度下 胺类可在矿物表面形成半胶束吸附 此时烃链间的范德华力也起了重要作用 胺离子与胺分子之间 其非极性基之间还易发生相互缔合作用 与矿物表面产生共吸附 具体吸附原理请参看教科书p119第六章6 3节浮选剂在矿物表面的吸附 主要的胺类捕收剂 按取代烃基的数目分为第一 第二 第三胺和季胺盐 用作捕收剂的大多数为第一胺 如合成十二胺 CnH2n 1NH2 n 10 13 椰油胺 CnH2n 1NH2 n 8 18 合成十八胺 CnH2n 1NH2 n 17 19 混合胺 CnH2n 1NH2 n 10 20 等 其他胺类在实践中应用较少 分子中含有醚基即烃基为烷氧基 ROR 的胺类 通常R 为丙基 醚胺由于氧原子的极性 与水分子间结合形成氢键降低了熔点 在矿浆中较易分散 改善了浮选性能 醚胺对高岭石 叶腊石 伊利石的捕收性能比十二胺好 酰胺是极性部分为氨基 非极性部分嵌入酰胺基的捕收剂 化学通式为如月桂酰胺 脂肪酸酰胺等 对一水硬铝石 高岭石等铝硅酸盐有较好的捕收能力 季铵盐类阳离子捕收剂和其他胺类比较 其特点是在水中溶解度较高 选择性强 无毒 这类药剂有十六烷基三甲基溴化铵 化学式为使高岭石在酸性介质中也显出良好的可浮性 DN12主要用于石英与长石 赤铁矿与石英 普通辉石的分选 对高岭石的捕收能力DEN12 DRN12 十二胺 对一水硬铝石的捕收能力DEN12 十二胺 DRN12 使用胺类捕收剂注意事项 1 浮选前应当脱除矿泥 如果浮选物料含有矿泥 胺能优先吸附于矿泥上而降低其选择性 2 胺类捕收剂不能和阴离子捕收剂同时加入 因为这两类药剂的离子在溶液中会互相反应 生成较高分子量的不溶性盐 降低了胺的捕收作用 3 胺可与中性油类混合使用 如与煤油混合使用浮选石英 4 胺有一定的起泡能力 对水硬度有一定的适应性 但水硬度过高 其用量增大 使用胺类捕收剂注意事项 5 使用前先制成易溶于水的胺盐 使用前可以用盐酸和胺以1 l的比例配成胺盐 胺盐易溶于水 加热水溶化后 再用水稀释成1 0 1 的水溶液使用 6 要控制好矿浆的pH值 当矿浆的pH值大于10 65时 胺主要以分子状态存在 矿浆的pH值小于10 65时主要以阳离子状态存在 如菱锌矿浮选时则要求矿浆的pH 11 铁矿石反浮选时 用胺捕收石英 则要求矿浆pH 8 9 因此 在用胺类捕收剂时 一定要针对不同的矿物确定不同的pH值范围 才能起到好的捕收效果 胺类捕收剂与其他药剂的混合使用 1 胺类捕收剂与脂肪酸类捕收剂的混合使用胺类捕收剂是阳离子捕收剂 脂肪酸类捕收剂是阴离子捕收剂 用脂肪酸与胺类先后添加 作为含氧矿物的有效捕收剂 增强了选择性 改善了精矿质量 例如 单独使用油酸时精矿中金红石品位只23 5 但先加油酸再加仲环己胺联合使用时 精矿中金红石的品位达47 3 单独使用油酸并且要求达到较高的回收率时 油酸的用量必须增大 但精矿品位相应下降 与仲环己胺一起使用时 无论回收率与精矿品位都可以保持较高水平 胺类捕收剂与其他药剂的混合使用 其原因是 仲环己胺作用在于它与已经为脂肪酸捕收剂所覆盖的矿物表面相结合 增加了矿物表面的疏水性 另一方面 在其他矿物表面上 由于脂肪酸捕收剂只起物理吸附作用 加入仲环己胺并不能增强疏水性 反而更加亲水 由于这种双重作用的结果才使浮选的选择性提高 注意 上述药剂的使用不是事前混合均匀 而是加药次序有先有后 胺类捕收剂与其他药剂的混合使用 2 胺类捕收剂与磺酸盐捕收剂的混合使用对钠长石和石英单矿物 用哈里蒙德管浮选 Zeta电位测量考查了混合的烷基二胺 磺酸盐药剂制度从石英中分离钠长石的效果 单矿物浮选试验结果表明 从石英中选择性浮选钠长石是可行的 当二胺的烃链长度与磺酸盐烃链长度相等时 矿物可浮性能进一步提高 由此可推测 磺酸盐以二胺 磺酸盐 1 1 络合物形式共吸附 是使钠长石在使用混合捕收剂时可浮性提高的原因 胺类捕收剂与其他药剂的混合使用 3 胺类捕收剂与黄药的混合使用无论用单一的戊基钾黄药 KAX 还是用单一的十二胺 DDA 时 菱锌矿的浮选回收率均随捕收剂的浓度升高而增大 但此时 仍有40 的菱锌损失了 在用KAX DDA混合物作为捕收剂时 菱锌矿的浮选回收率大幅度提高 原因 应用混合捕收剂时 胺 黄原酸盐络合物在菱锌矿表面上发生共吸附 混合捕收剂中黄药的存在使得矿物表面与氨离子之间的静电斥力减小 同时便得两种捕收剂的侧向非极性基疏水缔合程度增强 胺类捕收剂与其他药剂的混合使用 同时混合使用阳离子型与阴离子型捕收剂 它们之间的作用很