浮选药剂根据功能可以分为起泡剂、捕收剂、调整剂(活化剂、抑制剂、PH调整剂)、絮凝剂、润湿剂、乳化剂、增溶剂等,其中最为重要的是捕收剂,其次为抑制剂和起泡剂。那么,药剂和矿浆的作用原理是如何呢?请看下图所示: 通过图示,三者的关系为:起泡剂排列在气-液界面,通过降低溶液表面张力和其它功能,使气泡易于产生并且稳定,易被矿化;抑制剂吸附在被抑制矿物的表面使其亲水而不被气泡黏附;捕收剂的亲矿物基与矿物作用,疏水的非极性基朝外使矿物表面疏水化,被气泡捕捉而浮起。 1.药剂疏水作用表现形式 捕收剂在矿物表面作用通过亲矿基与矿物表面发生吸附或反应,主要有: (1)物理吸附。特点是能量小,吸附热小,吸附力为范德华力或静电力。药剂分子(或离子)与矿物间不发生键合的电子转移或共有,无选择性。 (2)化学吸附。化学吸附特点是能量大,吸附热高,吸附力是化学力。具有选择性,吸附比较牢固,不易解吸,随温度升髙,吸附会在一定范围内增加。 (3)表面化学反应。化学吸附的发展,在矿物表面发生化学反应。 表而化学反应与化学吸附的主要区別足前者的反应产物在表面上构成独立的相。 2矿物结构与浮选药剂的特性 王淀佐等人根据矿物元素的原子和离子的电子结构、化学亲和力以及成矿特性,把地球化学中的矿物元素分成三种类型: (1)亲石元素:矿石金属阳离子的电子结构近于惰件气体,多数情况下为物理吸附,只有钙、钡组成的矿物才发生化学吸附。 (2)亲铜元素:主要组成重有色金属和贵金属矿物的成分,与捕收剂的作用主要以化学吸附为主。 (3)亲铁元素:主要为过渡金属元素,与捕收剂作用可为物理吸附、化学吸附。 3药剂分类
从亲矿物性出发,依据药剂在浮选中的作用分为硫化矿药剂、过渡金属非硫化矿药剂、碱金属、碱土金属非硫化矿药剂和天然可浮矿物药剂,具体如下表: 类型
与矿物作用键型 典型矿物 药剂 硫化矿
共价键
黄铜矿、闪锌矿、 方铅矿、黄铁矿等 黄药、黑药、硫氨脂 过渡非金属硫化矿 共价键、离子键
赤铁矿、锆英石、锡石、黑钨矿、金红石
脂肪酸、磺化琥珀酸酰胺、羟肟酸、胂酸 非金属硫化矿、碱金属、碱土金属
离子键
方解石、重晶石、 萤石、卤盐及硅酸 盐类 脂肪酸、磺酸、胺类 天然可浮矿
范德华力、氢键
石墨、辉钼矿、硫 黄、滑石、煤 煤油、煤焦油、柴油 综上,药剂在矿物表面通过形成共价键产生的吸附选择性较好,吸附牢固、亲水性小。而通过形成离子键产生的吸附,选择性不如共价键吸附,并且由于键的极性较大,亲水性大,非极性基一般较大。因此,高选择性的非硫化矿药剂较少,而选择性较好的硫化矿浮选葯剂相对较易找到。
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