新型捕收剂对黑钨类矿物的药剂作用机理分析

1、新型捕收剂对黑钨类矿物的药剂作用机理分析COBA用作氧化矿捕收剂#对孔雀石、银石、黑鹑矿有着较强的捕收性已被实验证实,下面COBA与矿物的作用机理.41药剂分子极性基结构与药剂的专屈性在COBA的分子结构中，存在着两个扱性一養基COOH和咼岳基Y（O）N0H.按基团电负性计算址式【环分别算出二君的基团电负性.x-0.31（-）+0.5中M.r分别键合原子的有效价电子数和共愉半径.1r尸0皿十耐呱砧n*（>-6.03计第得到叼册-4.1牝-3&捕收刑作用专属性分类如表4-L書47各类播收剂核性基的X（倔顼目A34B型C绘2.53.7794.04.2衷41中，A型为施化矿橢收剂，B型

2、为过渡金属瓠化旷捕收剂.C型为碱及碱土金属氧化矿摘收剂.根据表4J,COBA应当属于日型或C型捕收剂，因为升正好fiTC型的范囤内，而则正好在B型的范国内，因此COBA的价键因蠢满足两种类型矿物（过谖金属駅化矿和裁土金属嶽化矿）浮选的要求.孔雀石*黒坞矿均为过滤金属氟化矿.敖其COBA适应它怕的浮选.镐石为非过渡金嵐氣化矿，故COBA对它的捕收艇力较孔雀石和黑鹤矿弱.42鳌合捕收剂的结拘与捕收性能分析螯合捕收剂的作用原理是以化学吸附为主其捕收性能比非螯合剂要好.王淀佐【珂认为决定螯合剂的捕收性能和选择性在于三个方面的因盍*即价逐因盍.立体因案和表面作用因素*下面就单矿物试验的浮选性能作简单分折

3、和讨论0因蹇根摞配合物化学.由于配合健特性，螫合物稳定性随中央离子（矿物表面金属离子）不同而冇罷着羞异，通常过波金属SS子形成整合物的稳定性比主娱金属离子更强*例如黑钩矿的晶格阳离子为氏"或Mn匕孔雀石的晶格阳离子为Cn",属于过渡金属离子.因此COBA对熬铸矿、孔雀石的捕收能力大于对锡石的捕收能力稍弱（锅石的晶格阳离子非过渡金属离子）.几何因素（立体因秦）它主要决定药剂作用的选择性.大最的实践表明捕收剂极性基的断面尺寸与它们对矿物的选择性是有密切关系.断面尺寸大，其选择性好.COBA的基团断面尺寸为87阿叫大于普遍应用较好的水杨径虧酸（73nm）表明其选择性好.4.2.3

4、.表面作用因素COBA极性基对欲浮矿物表面吸附作用很强，因而主要靠化学力作用，事实亦如此，COBA只约合两个碳链.实际上可能是其极性基占主耍因素.故它的捕收能力强，但疏水力较弱，需雯与碳链较长的油酸钠配合使用能起到优势互补作用.在COBA的扱性基中，竣基（OOH的氧原子，羟脖基-C（O）NHOH中C=0的氧原子和-NHOH的O氧原子均含有未成键电子，净电荷的负值均较大，孤立分子中净电荷分别为4.7236、-0.7876和4）.9244卩現农明这三个o原子均是COBA参与矿物作用的可能键合原子.同时这些原子间正好相隔46个原子，符合形成五元或七元环的空间条件.结合前面的COBA自身疏水能力小及能

5、很好捕收氧化矿的爭实，推断COBA对氧化矿的捕收机理为O氧原子与矿物表面的金属离子形成了两坏菸合物可表示为：Me+2H*I0OHOHCOHC一、R(CH)24.3溶液化学研究的溶酒化学研究COBA是弱酸，在水中存在解离平衡在水溶液中未解离的分子与解离的离子间的比例，取决于苯甲轻胯酸的解离平衡的介质的pH值.实验测得COBA的解离平衡常数PKa=8.1,为了书写方便.COBA简写为HB,在水溶液中：K.=HB,在水溶液中：K.=根据质址平衡Cb=HBJ+B1将（3-2）式代入（31）式可得(B-=HBGE对上式两边取对数可得logfBllogCCBl-logfK+ttriHogKKilogtHB

6、J-loglCBj-pH-logCKa+fH*)将CB=1.0xl0-3mol4,pKa«8.1代入上式可得:log(Bl=-11.1-log(10s1+H*)logHB=-3-pH-log(10*H*) 当心<<才,即pKa»pH时，log(B_h-ll.l-pHlogHB=-3 当K«»H*,即pKa«pH时logB'=-3-log2logHB-5.1 当Ka«H*,即pK«=pH时(3-1)(3-2)(3-3)(3-4)(3-5)(3-6)(3-7)(3-8)(3-9)(3-10)由以上计算结果可绘

7、出COBA的浓度对数图，如图41示.由图4-1可以看出，当pH"©,即pH<8.1时，COBA水溶液中HB组分占优：而当pH>8时，BJ组分占优。从图22可以看出，几种矿物的最佳浮选pH值均大于&1,此时COBA水溶液中主要是B组分，推想COBA的活性组分是B,它与金属离子形成螯合物利于矿物的浮选.当pH值过低时，COBA加合质子（H*）减少了能与金属离子整合的B的数載，从而导致捕收能力下降:而当pH值过高时，虽然螯合剂解离增大，但由于形成的金属轻基络合物的竞争作用，使COBA与金属螯合的数最减少，导致捕收能力下降。團4TCOBA溶液中各组分浓穴对数图d

8、XIOmol/l)孔雀石在水中溶解平衡会产生如下组分:CuX'CWOH/'CMOHh'CuQHy.Cu(OH)42CO32HCOjHzCOj、H*等.通过计算，当(CuOH*-HCO31时的pH值为7.80,左高pH下溶液中CO?HCO3Cu(OH)3Cu(OH)42-占优势.在pH低于8.0时，溶液中Cu2Cu(OH)*占优势.用ZetaPlus测定?I雀石表面的q电位与pH值的关系示于图42均.图4-2孔雀石在纯水中4-电位与pH关系图由图可知，孔链石在纯水中的PZC为pH8.0附近，pH>8.0时，孔雀石表面带负电，表面的定位离子应当是COjHHCO3Cu(

9、OH)42当pH<8.0时，其表而带正电，表面定位离子应当是Cu2Cu(OH)+比较对COBA的研究结果，当pH>8.1时，溶液中捕收剂阴离子B组分占优势.此时.孔雀石表面带负电，却在pH11.7左右时浮选效果最好由此可以推肝，捕收剂COBA捕收孔雀石是化学活性吸附，非电性吸附所致.黑鸽矿溶液化学研究黒钙矿作为盐类矿物在水中有一定的溶解度，溶液中有较多的晶格离子，对浮选过程中产生较大影响.本节讨论它们对浮选的影响(所用平衡常数均取自文献卩®)下面以MnWO4>FeWO4的溶解平衡来说明.在鸽猛矿MnW04饱和溶液中存在下列平衡：MnW04(s)±=?Mn2

10、*+WO42*3=10“(4-11)Mn2+OFT±=MnOH*&=10心"(4-12)Mn"+2OH*=冋(08耳K2»1O5g(4-13)Mn"+3OIT=MnCOHVK3-107J(4-14)Mn"+4OH=Mn(OH)严ICrlO"(4-15)2Mn2>+OH*2=zMn2OH3*K5-10413(4-16)Mn(OHh=Mn2*+2OH*Ksi-10*126(4-17)H*+WOF=HWOK=10"(4-18)HHWOf=H2WO4(h)屮【0"(4-19)WOXs)*H2O=21

11、T+WO右如IO-1405(4-20)在FeWOg)饱和溶液中存在下列平衡：FeWO4(s)Fe2*+WO42-Ksp：列0山04(4-21)Fc+OH-sFcOH*Ki'=10°(4-22)FF+20JT=Fe(OH治)K：z=1072(4-23)Fe"+30lT=Fe(0H)jKJ«1O110(424)Fe2MOH*±=Fe(OH)?-K4z«1O100(425)Fe(OH)2(s)Fe>+2OH'Ksz-lO1495(4-26)同样还包括式(418)到(4-20)的平衡由这些平衡关系可以看岀.在MnWO4.FcWO4

12、饱和溶液中，在一定条件下.会产生鹄酸和氢氧化物沉淀，因此，它们的溶解平衡必须分别加以考虑.1形成氢氧化物沉淀MnWO4形成Mn(OH)2沉淀的pH值由下式确定(4-27)MnWO4<s)+2Oir=Mn(OH)2(s)*WO?a縉】10175得pHs-9.9(4-28)即在pH>9.9时,MnWO<变成Mn(0H)2沉淀FcWO4形成FOHs)沉淀的pH由下式确定：FeWO4(s)+2OFri=5FeCOHsj+WO?*KulO391得pHs-9.3则在pH>9.3时，形成Fe（OHh沉淀2形成HzWOg）沉淀的条件MnW04形成WWOg）沉淀的pH由下式确定(429)

13、MnWO«s)+2lT=HiWOsj+Mn2*KIO52jKyjKy得pHm=4.8即在pH<4.8时，形成H2WO4沉淀.同理对FeWO<则在pH<4.3-PHm时，形成H2WO4沉淀.通过溶液计算，可绘出FeWOxMnWO<溶解组分的浓度对数图卩叫如图4-3.图44pm图43MnW0g；8解组分的浓度对敛GB图44FeWa®论和溶液中溶解组分的浓度对数图利用图43、图44,可以分析黑铸矿表面的©电位随pH值的变化情况。对鹤怯矿而言：pH<2.8,Mn2*大量从表面溶解，表面的定位离子应是MnOH*、HWO/,此时，MnOH*l&g

14、t;HWO4l,表面应带正电.MnOH*>HWO4j的pH-2.8.是理论上的铮电点；2.8<pH<4.8,HWO41及WO42大于MnOH*,鹄猛矿表面©电位也有极大值；4.8<pH<6,HWO4*的浓度下降，MnOH*的浓度上升，负©电位相应降低；在pH=6.09.9范田内，Mn"自表面溶解大大减少，且Mfi24-WO421»HWO41及MnO?T这时餡磁矿表面的电位由Mr?及WO/决定.由于Mn"相对于WOJ-离子易从表面溶解，所以，餌猛矿表面在该pH范II内有一较小的负值，这就是近零电点区域：在pH>9.9=pHs时，WO42'的浓度急剧增大，MnWO«s）表面负的g电位急剧壇大，这时定位离子是WO?-离子.铁镭矿与钩依矿相似，只是它的IEP-2.O,“近零电点区域”为69.3。在pH<IEP,虽然熬倚矿表面带正电，但捕收剂设有解离，不