[科普中國]-捕收劑

結(jié)構(gòu)

捕收劑絕大多數(shù)都是異極性有機化合物。例如黃藥類、羧酸類、脂肪胺類等。其分子的結(jié)構(gòu)中一般都包含兩個基：極性基和非極性基，它們對整個分子浮選性能有重要影響，捕收劑極性基的組成和結(jié)構(gòu)決定捕收劑的化學(xué)性質(zhì)和在水中解離性質(zhì)。

各類捕收劑在水中解離后，極性基中的親固原子主要是-S-、-O-和-NH+3。一般地說，當(dāng)捕收劑的親固原子與礦物中的非金屬元素同類時，就可以發(fā)生捕收作用。

作用機理捕收劑作用的基本方式是藥劑的分子或離子在礦物—水界面的吸附。主要有分子吸附、離子吸附、半膠束吸附和捕收劑的反應(yīng)產(chǎn)物在礦物表面的吸附等。

(1)分子吸附。被分散或被溶解于礦漿溶液中的捕收劑分子在礦物表面上的吸附。非極性分子的物理吸附，主要是各種烴類油的吸附；極性分子的物理吸附，主要是黃藥、油酸和胺類捕收劑的未解離的分子在固-液界面的吸附。

(2)離子吸附。礦漿中捕收劑離子在礦物表面上的吸附，例如，在pH>5時，黃藥在方鉛礦表面上的吸附，油酸類捕收劑在含鈣礦物(螢石、方解石、白鎢礦等)上的吸附等。

(3)半膠束吸附。當(dāng)捕收劑濃度足夠高時，長烴鏈捕收劑的非極性基吸附在礦物表面上，締合而形成二維空間的膠束，這種吸附稱“半膠束吸附”。例如使用十二烷基醋酸胺浮選石英時，隨十二胺濃度增加，十二胺離子吸附增多，在礦物表面形成半膠束。

(4)捕收劑的反應(yīng)產(chǎn)物在礦物表面的吸附。捕收劑在礦漿中與其他離子或礦物表面作用過程中可能發(fā)生一系列反應(yīng)，反應(yīng)中的一些產(chǎn)物在礦物表面上的吸附。如黃藥在硫化礦物表面作用或在礦漿中氧化可生成烴基-硫代碳酸鹽(ROCOS-)及過黃藥(ROCSSO-)，它們分別可吸附于被氧化的礦物表面和硫化礦表面，而產(chǎn)生捕收作用。

類別按藥劑的分子結(jié)構(gòu)，捕收劑可以分為極性捕收劑和非極性捕收劑兩大類別。極性捕收劑根據(jù)藥劑在水溶液中的解離性質(zhì)，可分為離子型和非離子型兩類。離子型捕收劑又根據(jù)起捕收作用的疏水離子的電性，分為陰離子型、陽離子型以及兩性捕收劑；陰離子型捕收劑按極性基的化學(xué)組成又進(jìn)一步分為硫代化合物類，即巰基捕收劑和烴基含氧酸類，即氫氧基捕收劑；陽離子型捕收劑即胺類捕收劑;非極性捕收劑是屬于有機化合物的烴類油。(見表)

常用的硫化礦捕收劑有黃藥、黃藥衍生物、黑藥、白藥、苯并噻唑硫醇、苯并咪唑硫醇、苯并嗯唑硫醇等。

氧化礦捕收劑主要有脂肪酸及其鈉皂、烷基磺酸鹽、烷基硫酸鹽、磷酸酯、砷酸酯、脂肪胺及其鹽、松香胺、季銨鹽、二胺及多胺類化合物、兩性表面活性劑等。

油類捕收劑，如煤油、柴油等。捕收劑分類表：

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注：表中R、R′為不同烴基;M為Na、K;NH4或H，其余為元素符號。

用量選擇捕收劑在礦物表面的作用有物理吸附、化學(xué)吸附和表面化學(xué)反應(yīng)。捕收劑的吸附與礦物浮選行為有密切關(guān)系。在一定的捕收劑濃度范圍內(nèi)，隨著藥劑濃度提高，吸附量增大，浮選回收率顯著上升；濃度達(dá)到相當(dāng)值后，回收率隨濃度及吸附量提高的幅度變??；捕收劑濃度過高時，吸附量還可繼續(xù)增大，但浮選回收率卻不再升高，甚至反而下降。因此，在浮選過程中要正確掌握捕收劑的用量，以獲得最佳效益。2