浮选药剂分子设计第五章含硫、磷、砷的氧化矿捕收剂.ppt

1、第五章 含硫、磷、砷的氧化矿捕收剂,本章介绍烃基磺酸钠、烷基硫酸钠、烃基膦酸、烃基胂酸等。从它们的分子结构看 ，也是一端为极性基其它端为非极性基的复极性化合物。本章所述药剂都可作氧化矿捕收剂，前两种可代替脂肪酸，而含磷、砷的捕收剂选择性强，对锡石和黑钨浮选效果较好。,第一节 烃基磺酸钠和烷基硫酸钠,一、结构 烃基磺酸钠视其烃基不同又可分为烷基磺酸钠 和烷基芳基磺酸钠，它们的通式如下： RSO3Na R-Ar-SO3Na RO-SO3Na 烷基磺酸钠 烷基芳基磺酸钠 烷基硫酸钠 二、性质 （1）烃基磺酸钠和烷基硫酸钠均为白色粉状物，易溶于水，毒性很低。,（2）烃基磺酸分子中的C-S键很稳定，因此

2、烃基磺 酸钠不易分解，配成溶液后，放置很久均可使用， 不会失去洗涤能力和捕收能力。 （3）烷基硫酸钠与烃基磺酸钠不同，能水解称醇和 硫酸氢钠： RO-SO3Na+H2OROH+NaHSO4 特别是在加热条件下水解更快，因此，烷基硫酸钠 溶液放置过久，会部分水解降低其捕收能力，使用 时应当天配制的溶液当天使用为好。,三、捕收性能 烷基磺酸钠、烷基芳基磺酸钠、烷基硫酸钠与 脂肪酸的捕收性能大致相似，故用脂肪酸作捕收剂 的浮选，都可用这些捕收剂代替，下面是一些应用 实例。 （1）浮选氧化铁矿 用十二烷基磺酸钠，十二烷基 硫酸钠、月桂酸钠作捕收剂浮选褐铁矿时，三种捕 收剂的R基碳原子数相同，捕收能力大

3、体相同，脂肪 酸稍强。 （2）烷基芳基磺酸钠浮选天然氧化矿 烷基芳基磺 酸钠浮选氧化铁矿，其分子量以400600之间为好。 浮选赤铁矿时，烷基苯磺酸钠和烷基萘磺酸钠混合 使用，铁回收率可达90%。,（3）烷基硫酸钠浮选锡石 一般说来，烷基硫酸钠 与其它捕收剂比较只能得到中等的浮选指标，例如 ，对于以石英、电气石、赤铁矿为脉石的锡石，十 六烷基硫酸钠用量为135g/t，在添加氟硅酸钠的条 件下，得到SnO236.5%的粗精矿及含SnO246%的最终 精矿，回收率为86%。 （3）用烷基硫酸钠浮选萤石对黑钨反浮选 在 酸性和中性介质中，烷基硫酸钠能很好的浮选萤石 而钨锰矿或黑钨矿不浮，因此可在此条

4、件下从黑钨 粗精矿中浮出萤石，从而提高黑钨精矿品位。,第二节 烃基膦酸,烃基磷酸分子中磷原子通过氧原子与烃基相连 ，结构式如下： O O R-P-OH Ar-P-OH OH OH 式中R为脂肪基，Ar为芳香基。,（一）苯乙烯膦酸的制法 苯乙烯膦酸是膦酸类捕收剂的典型代表，其制 法如下：通氯到三氯化磷的四氯化碳的溶液中，得 到五氯化磷，五氯化磷与苯乙烯加成，然后水解得 苯乙烯膦酸。估计反应式为： PCl3+Cl2 PCl5 PCl5+ -CH=CH2 -CH-CH2-PCl4 Cl Cl -CH-CH2PCl4 -CH=CH-P(OH)4 -CH=CH-PO3H2,CCl4,CCl4,水解,（二

5、）烃基膦酸的性质 烃基膦酸在常温下是固体，下表列出了能单独 用作捕收剂的烃基膦酸的物理常数。,膦酸的毒性较胂酸小，用作捕收剂时污染较小。 烃基膦酸属二元酸，其酸性较强。 膦酸钠溶于水时引起的表面张力下降较明显。 膦酸与Ca2+、Fe3+、Sn2+、Sn4+等离子生成难溶盐， 故用作捕收剂时，Ca2+、Fe3+离子对其有明显的影响 ，方解石和铁矿物会与锡石同时上浮。 O O 膦酸与Sn2+生成的沉淀可用R-P Sn表示， O Sn4+与膦酸作用时，除生成四价膦酸锡外，还产生 SnO2的水化物，只有特定条件下才生成(RPO3)2Sn。,（三）烃基膦酸的捕收性能 （1）烃基长短对捕收性能的影响 膦酸

6、类捕收剂多 用于锡石和黑钨的浮选。浮选锡石时，C2C5的烷基 膦酸捕收力弱，不能单独使用，但与油酸混合则能 提高油酸的选择性。C6C8的烷基膦酸、对-甲苯膦 酸、对-乙苯膦酸、对丙苯膦酸、苯乙烯膦酸的捕收 能力较强，可以单独用于锡石浮选。癸基膦酸的捕 收能力下降，十二烷基膦酸对锡石几乎无捕收能力。 （2）辛基膦酸的选择性比油酸好 所谓膦酸的选择 性好，是对比油酸而言的。 （3）苯乙烯膦酸用作锡石和黑钨矿的捕收剂均能获 得良好效果,第三节 烃基胂酸,烃基胂酸类捕收剂都是氧化矿捕收剂，浮选黑 钨和锡石效果显著，可分为烷基胂酸（RAsO3H2） 和芳基胂酸（ArAsO3H2）两类。在芳基胂酸中，一

7、般以C6H5-、CH3C6H4-、C6H5CH2-、C2H5C6H4-者为 有效。烷基胂酸中以C4H9C12H25烷基对锡石的捕收 能力与相应的碳原子数的膦酸相当。但制造烷基胂 酸的转化率太低，用于工业生产还不实际，故此下 面着重讨论芳基胂酸。,一、甲苯胂酸 国外使用的胂酸捕收剂为对-甲苯胂酸，我国曾 使用对-甲苯胂酸和邻-甲苯胂酸的混合物，称混合甲 苯胂酸，它们都是黑钨和锡石的有效捕收剂。 （一）对-甲苯胂酸的合成 将对-甲苯胺重氮化、胂化、酸化而成： CH3- -NH2 CH3- -NH2HCl CH3- -N=N-Cl CH3- -AsO3Na2 CH3- -AsO3H2 若合成其它芳基

8、胂酸，可仿照此法进行，用相 应的芳胺为原料合成。,HCl,HNO2,NaNO2+HCl,Na3AsO3,NaOH+As2O3,H2SO4,pH=12,（二）甲苯胂酸对锡石的捕收性能 对锡石的捕收能力强弱顺序：对-甲苯胂酸邻 -甲苯胂酸苯胂酸。对甲苯胂酸首先在德国用作锡 石的捕收剂。 长沙矿冶研究院利用混合用药比单一用药好的 原则，研究了对-甲苯胂酸和邻-甲苯胂酸按不同比例 混合浮选锡石的性能，发现两者混合比在5030：70 范围内捕收能力强于单一使用对-甲苯胂酸时的捕收 能力，其中尤以混合比在45：55时对锡石的捕收能 力最强，这是制造混合甲苯胂酸的依据，是我国研 究和应用胂酸作锡石捕收剂的一个较大改进。,二、苄基胂酸,苄基胂酸是甲苯胂酸的同分异构体，有相同的 胂酸根，只烃基异构，应与甲苯胂酸