1.3浮选电化学
黄药与黄铁矿表面作用生成双黄原酸
1.4细粒浮选理论
颗粒间相互作用力
DLVO力
–范德华引力 – 静电斥力
扩展DLVO力
– 溶剂化力 (斥力) 离子化力
– 位阻力 (斥力) – 疏水力 (引力)
1.4细粒浮选理论
颗粒间相互作用力
颗粒的存在状态取决于 颗粒间引力和斥力的平衡， 斥力大于引力，导致分散， 引力大于斥力，导致凝聚
(RO)2P(S)OH (C6H5)2P(S)SH (C4H9)2P(S)SNa
硫化矿捕收剂
用代号表示的硫化矿捕收剂
捕收矿物 硫化铜矿 含Au, Ag硫化铜、镍矿等 高硫含Au铜矿 含Co硫化铜矿 硫化铜、镍矿 硫化铅、锌矿 硫化银、铜、铅、锌矿 含铅、锌的银矿 Au, Ag矿 含砷、锑、硫、碳的金矿 辉钼矿 含砷铜锡多金属硫化矿
• 新型捕收剂 多胺系列（N-烷基-1，3-丙二胺)
R-N-C3H6-N H
H R=直链烷基,芳香烃等
H
季铵系列（N-烷基-三甲基铵盐)
R-N-(CH3)3Br
氧化矿捕收剂
回收率(%)
回收率(%)
铝硅酸盐矿物高效捕收剂（反浮选）
100 80 60 40 20 0 0
Adsorption Recovery
Mn(OHA)2 Fe(OHA)2
24 68 pH
0
5
-2
-4
4
-6
3
-8
-10
2
-12
1
-14
-16
0
10 12 14
1
辛基羟肟酸与Mn2+、Fe2+生成化合物的条件溶度积及其在黑钨 矿上的吸附量和矿物的浮选回收率与pH值的关系
捕收矿物 硫化铜矿
硫化铜镍 矿
含Cu,Pb, Zn,Au,Ag
硫化矿
砂岩-碳酸 岩铜矿
银矿
硫铁矿
硫化矿的混合捕收剂
代号
简单说明
PAC+复合黄药
浮里伍铜矿精矿品位提高2.61%，回收率提高4.89%
PN4055+ZY-111 乙黄药+Z-96 ZNB组合药方
低硫亚砜与黄药混用
浮硫化铜矿与现场使用药剂相比浮铜指标高 浮硫化铜矿，铜回收率提高2% ZNB1、ZNB2 、 ZNB3组合药方
1.1经典浮选理论
电性与可浮性 矿物表面荷电机理：
优先解 离
优先吸附
吸附和电离
晶格取代
矿物的可浮性与矿物本身的电化学性质有关, 研究矿物表面电 位、动电位及电极电位的变化、双电层的变化性质，都有助于控 制浮选过程。
1.1经典浮选理论
电性与可浮性
矿物表面双电层示意图 A.内层（定位离子层）；B—紧密层(Stern层)；C—滑移面；D—扩散层（Guoy层）；
2.浮选药剂研究现状与进展
起泡剂
捕收剂
浮选剂
调整剂
2.1捕收剂
硫化矿捕收剂
金属硫化矿（CuFeS2,PbS,ZnS,FeS2）捕收剂
• 黄药(烷基二硫代碳酸盐)捕收剂的组装:
乙醇基+二硫化碳黄原酸(钠)
S
CH3-CH2(Na)
• 烷基氨基二硫代甲酸（盐）捕收剂的组装:
9.5 9.5 5.8 8.5 5.6，7.2 6.5 8.2，9.5，6.0 6－6.5 7.4，7.8
矿物 孔雀石CuCO3·Cu(OH)2
菱锰矿MnCO3 菱铁矿FeCO3 水磷铝石AlPO4·2H2O 红菱铁矿FePO4·2H2O 白钨矿CaWO4 黑钨矿（Mn·Fe）WO4
高岭石Al 蔷薇辉石MnSiO3 镁橄榄石Mg2SiO4 铁橄榄石Fe2SiO4
2X- = X2 + 2e 捕收剂与表面金属离子进行电化学反应（方铅矿）
2MS+4X-→2MX2+S2O32-+6H2O+8e 阴极反应
1/2O2+H2O+2e →2OH在不同矿浆氧化还原气氛下，硫化矿溶液界面发生 不同的电化学反应，表现不同的浮选行为。
1.3浮选电化学
黄药与方铅矿表面作用生成黄原酸铅
pH
β-辛基胺基乙基膦酸（ONP）解离组分分布（1a）及其浮选萤石、 白钨矿、重晶石回收率（1b）与pH值的关系。
1.3 浮选电化学
电位对不同硫化矿物浮选有决定性影响
浮选回收率与电位关系
1.3 浮选电化学
矿物表面的阳极反应 捕收剂的单分子吸附
X- = Xad + e 捕收剂被氧化为双分子（黄铁矿）
浮选金川铜、镍矿比用Y-89效果好 低铜镍矿捕收剂效果好
Z-200+黄药
浮多金属硫化铜矿比单用黄药，回收率高
40#捕收剂 丁黄药+SK
由三种碳链长短不同的黄药混合而成，适宜用于多种硫 化矿，对黄铁矿浮选效果好
提高含Au硫化矿浮选速度，得到较高浮选指标
F-100+LET+MX
浮砂岩-碳酸岩铜矿效果好，提高了浮选指标
1.1经典浮选理论
气泡大小与浮选动力学
碰撞理论 (Yoon and Luttrell, 1989)
Pc 1.5145Rb 0 e.72
dp 2 db 2
黏附理论 (Yoon and Luttrell, 1989)
P a s2 i 2 n arc etx a p (4 1 n d b 5 5 8 (d R b/b 0 d .7 p e )2 U 1 b )tin d
CH3CH2 CH3CH2
S
N-C-SH(Na)
疏水基 亲矿基 • 硫胺酯类捕收剂的组装:
CH3—CH2—NH
CH3 CH3
CH—O
C=S
疏水基 亲矿基
硫化矿捕收剂
已知结构式的硫化矿捕收剂
捕收矿物
黄铜矿
铜、镍硫化矿
黄铁矿， （含金）黄铁矿
黄铜矿、晨砂 硫化铜、铅矿
捕收剂名称 黄原酸甲酸酯 甲基硫胺酯 O-乙基N, N二甲硫胺酯 N-烯丙基O-异丁基硫胺酯 三硫代碳酸钠 二甲基氨基二硫代甲酸钠 十二烷基叔硫醇 已基硫代乙胺盐酸盐 Armac捕收剂 二烃基一硫代磷酸盐 二苯基二硫代次膦酸 二丁基二硫代次膦酸钠
红柱石Al2SiO3 透辉石CaMg(SiO3)2
滑石
石英SiO2
pHPZC或pHIEP 7.9 10.5 11.2 4.0 2.8 1.8
2－2.8 3.4 2.8 4.1 5.7
7.5，5.2 2.8 3.6
1.8，2.2
1.1经典浮选理论
药剂的吸附能力与可浮性
捕收剂的结构包括链长、基团种类、支链结构、侧链基团等会 直接影响矿物-药剂的相互作用，进而影响到浮选的回收率。
代号 AP，DY-1，NXP-1‘JT-235 Y-89，MOS-2，T-2K，BS-1201 Mac-10 TF-3 PN405，T-208，BF系列捕收剂，PN403 36#黑药,ZY101 BK905B，BK906 BK320 FZ-9538 ZJ-1 N-132 KM-109
硫化矿捕收剂
-10微米粘土用不同粒度 的气泡进行浮选的结果
1.2 浮选溶液化学
浮选剂/矿物相互作用溶液平衡
考虑矿物表面金属离子的水解反应，浮选剂离子的加质子反应 ，计算这种反应产物的条件溶度积，预测浮选剂与矿物表面相互 作用最佳条件，
Recovery (%) logKsp'Me(OHA)2
Adsorption (μM/g)
AFM检测的ZnS与黄铁矿作用能
调整剂 石灰,捕收剂 黄药 活化剂 硫酸铜
1.5 浮选药剂结构性能理论
浮选剂分子内的化学基团组装
通过分子设计，筛选有针对性改变矿物表面性质的专用表面活性剂 表面活性剂分子的基团独立性原理 浮选剂基团组装模型（见下图） 通过量子化学及经验公式的计算，定量设计分子结构
锡石 SnO2 金红石TiO2 软锰矿MnO2 墨铜矿CuO 赤铜矿Cu2O 锆石 ZnSiO3 钛铁矿FeTiO2 铬铁矿FeCr2O4 磁铁矿Fe3O4 方解石CaCO3 菱镁石MgCO3 菱锌矿ZnCO3
pHPZC或pHIEP 8.0，6，7.8，4
7.4，6.7 9.0，9.4 4.5，6.6 6.2，6.0 5.6，7.4
ψ0—表面总电位；ψδ—斯特恩层的电位；ζ—动电位；δ—紧密层的厚度
1.1经典浮选理论
电性与可浮性 PZC和IEP是矿物表面电性质的重要特征参数，当用 某些以静电力吸附作用为主的阴离子或阳离子捕收剂 浮选矿物时，PZC和IEP可作为吸附及浮选与否的判 据。 当pH>PZC时，矿物表面带负电，阳离子捕收剂能 吸附并导致浮选； 当pH<PZC时,矿物表面带正电,阴离子捕收剂可以靠 静电力在双电层中吸附并导致浮选。
诱导时间 (from data by Dai et al, 1999)
tind
75
dp0.6
稳定理论 (Schulze, 1993)
Ps
1exp1 1 Bo*
1.1经典浮选理论
气泡大小与浮选动力学
颗粒粒度不同，需 要不同粒度的气泡进行 浮选，如果颗粒与粒度 匹配，浮选结果好，反 之亦然。图示表明，对 于-10微米粘土颗粒来 说，5-10微米的气泡与 颗粒碰撞效率更好，浮 选结果更理想。
1.4细粒浮选
颗粒间相互作用力
可以通过添加分散剂 和絮凝剂的形式来调 节颗粒表面电势，以 达到调节颗粒间相互 作用的目的。 如通过控制静电斥力 和位阻实现分散。
1.4细粒浮选
颗粒间相互作用力
研究颗粒间相互作用，有助 于我们理解矿物颗粒间的微 观行为，进而对实践进行指 导。如：AFM检测的ZnS与 黄铁矿作用能表明，随着pH 升高，闪锌矿与黄铁矿颗粒 间的吸引能减小，排斥能变 化不大，导致两者发生异相 凝聚的几率减小，有利于品 位提高。