烴類捕收劑的種類、性質(zhì)，在浮選中的應(yīng)用情況和實(shí)例一烴類油分類及性質(zhì)烴類油在礦物浮選中的應(yīng)用與捕收機(jī)理烴類油的組成對(duì)捕收性能的影響實(shí)例：煤油浮選輝鉬礦李成賈帥丁聲強(qiáng)一烴類油分類及性質(zhì)烴類油可分為脂肪烴、脂環(huán)烴和芳香烴三類。烴類油的基本特征是整個(gè)分子的碳?xì)湓佣纪ㄟ^共價(jià)鍵結(jié)合，化學(xué)活性很低，與偶極水分子基本不發(fā)生作用，表現(xiàn)出明顯的疏水性和難溶性，同時(shí)也不能電離為離子，故通常稱烴類油為中型油捕收劑，或稱為非極性捕收劑。通常用作捕收劑的烴類油有煤油、柴油、變壓器油、太陽油及焦油等，其中以煤油、柴油的應(yīng)用較為普遍。二烴類油在礦物浮選中的應(yīng)用與捕收機(jī)理烴類油捕收劑主要用于浮選表面疏水性大、天然可浮性好的輝鉬礦、煤、石墨、硫和滑石等,也可作為其它礦物浮選的輔助捕收劑，其捕收機(jī)理一般認(rèn)為是物理吸附。將適量的烴類油與極性捕收劑混合使用，可以增強(qiáng)極性捕收劑在礦物表面的吸附強(qiáng)度，增強(qiáng)礦物表面的疏水性，提高極性捕收劑的捕收能力。對(duì)于微細(xì)粒礦物而言，輔加適量的烴類油，常有利于形成疏水性絮團(tuán)，可加強(qiáng)對(duì)微細(xì)粒礦物的回收。此外，當(dāng)浮選多孔性的細(xì)粒礦物時(shí)，輔加適量的烴類油使礦物表面吸附形成油膜，既可堵塞孔洞降低極性捕收劑的消耗，又可降低礦漿中難免離子的濃度。(1)烴類油作為輔助性捕收劑烴類油作為非極性礦物的主要捕收劑，起始于浮選發(fā)展初期的所謂“全油浮選”時(shí)期，用烴類油作主要捕收劑能有效浮選的礦物并不多，通常是用于浮選表面呈非極性，因此具有良好天然可浮性的一些所謂非極性礦物，如輝鉬礦、石墨、天然硫、滑石等。其中，以煤油或柴油浮選輝鉬礦的研究較多。(2)烴類油作為主要捕收劑Ⅱ.油滴在礦物表面展開

由于非極性礦物表面的疏水性較強(qiáng)，親油性較大，被粘附的油滴容易沿礦物表面逐漸展開，如圖(b)所示。

Ⅲ.形成疏水性油膜

被粘附的油滴沿礦物表面繼續(xù)展開，結(jié)果在礦物表面形成一層薄薄的疏水性油膜，如圖(c)所示。對(duì)于天然琉水性不太強(qiáng)，親油性不太大的礦物，油滴在礦物表面粘時(shí)后雖不易展開，但在強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌下，礦漿中存在剩余油滴，不斷與礦粒發(fā)生碰撞和接觸．使礦物表面粘附的油滴增多，或由于油滴的兼并作用，使礦物表面粘附為數(shù)不多的油滴兼并成不連續(xù)的油團(tuán)，如圖(d)所示，結(jié)果使礦粒也具有一定的疏水性和可浮性。總之，除了極少數(shù)完全親水，潤(rùn)濕接觸角等于零的礦物外，多數(shù)礦物都或多或少具有一定程度的親油性。然而，由于表面疏水性越強(qiáng)的礦物，親油性越大，烴類油的附著越容易，吸附的量也越多，吸附速度也越快，所以，對(duì)不同的礦物而言，烴類油的捕收作用亦能呈現(xiàn)出一定的選擇性，尤其是在分離極性礦物與非極性礦物時(shí)，用烴類油作捕收劑仍可獲得良好的分離效果。三烴類油的組成對(duì)捕收性能的影響烴類油的捕收性能與其組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，其中用單環(huán)芳烴(苯、甲苯、二甲苯)、雙環(huán)芳烴(萘)、三環(huán)芳烴以及煤油作捕收劑浮選輝銅礦的結(jié)果表明，單環(huán)芳烴的捕收能力很弱；雙環(huán)芳烴由于分子增大，捕收能力增強(qiáng)，但比煤油弱：三環(huán)芳烴則呈現(xiàn)出更強(qiáng)的捕收能力，且優(yōu)于煤油?？梢姡谔釤捗河偷臍堄辔镏校幸欢〝?shù)量分子較大的芳香烴，很適宜于用作輝鉬礦的捕收劑。(1)烴類油的組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)與捕收性能的關(guān)系表3—1列出三種烴類油的碘值、酸值及輝鉬礦與這些烴類油作用后所測(cè)得的接觸角數(shù)值。酸值增大，說明烴類油中所含酸性物質(zhì)增多，碘值增大說明烴類油的不飽和程度增大．含不飽和碳?xì)浠衔镌龆唷?2)烴類油所含表面活性物質(zhì)對(duì)捕收性能的影響表3-1輝鉬礦與幾種烴類油作用所測(cè)得的接觸角數(shù)值捕收劑名稱與水接觸界面上表面張力(10-5N/cm2)碘值酸值平面的潤(rùn)濕接觸角解理面垂直解理面變壓器油458.70.635060煤油3011.230.824565機(jī)油V型2911.971.655078由表3—1可見．隨著烴類油碘值和酸值的增大，輝鉬礦垂直斷裂面的接觸角亦隨之增大，面鱗片狀解理面上的接觸角數(shù)值，則與烴類油碘值和酸值的變化無關(guān)。因?yàn)榇怪睌嗔衙娉尸F(xiàn)為共價(jià)饅并暴露出鉬原子，與酸性表面活性物質(zhì)和不飽和烴雙鍵發(fā)生作用，使之在垂直斷裂面上吸附，增強(qiáng)硫水性使接觸角增大，而且烴類油中所含酸性表面活性物質(zhì)和不飽和碳?xì)浠衔镌蕉啵佑|角數(shù)值的增大亦超顯著。用不同粘度的烴類油，如煤油、重柴油、未氫化熱裂輕柴油等低粘度的油和太陽Dx汽油、100／100馬達(dá)油、100／100HvI中性油等高粘度的油，浮選輝鉬礦試驗(yàn)研究表明，使用低粘度油作捕收劑時(shí)，所得輝鉬礦精礦品位高，但回收率低；使用高粘度油時(shí)．則所得精礦品位低．但回收率高。因?yàn)椋扯雀叻从称浞肿硬妒樟?qiáng)，使微細(xì)粒輝鉬礦易與氣泡粘附，同時(shí)可增強(qiáng)對(duì)粗粒輝鉬礦及其連生體的捕收作用?？梢娫诨厥章蔬_(dá)到規(guī)定指標(biāo)的情況下，選用低粘度油作輝鉬礦捕收劑較為適宜。(3)烴類油的粘度對(duì)捕收性能的影響

四實(shí)例：煤油浮選輝鉬礦現(xiàn)以煤油浮選輝鉬礦為代表予以介紹：(1)煤油的來源和提取煤油是從石油中提煉出來的,是石油分餾時(shí)接取的200~300℃的餾分產(chǎn)物。(2)用煤油與二號(hào)油混合捕收輝鉬礦有人在處理量為50g的葉輪浮選機(jī)中，用煤油與二號(hào)油混合物進(jìn)行輝鉬礦的浮選試驗(yàn)，礦漿PH為6.4~6.5,溫度15~17℃，刮泡時(shí)間為5min，其結(jié)果如圖4-1所示，礦樣成分與粒度分析列于表4-1、4-2。圖4-1不同比例的煤油與二號(hào)油分選礦樣的結(jié)果從圖4-1可以看出，輝鉬礦回收率隨著混合油中煤油的百分?jǐn)?shù)增加而稍有下降，鐵的回收率隨著混合油中煤油的百分?jǐn)?shù)增加而顯著下降。當(dāng)沒有煤油時(shí)，MoS2和鐵的回收率分別為96.3%和73.7%;當(dāng)混合油中含95%煤油時(shí)，MoS2，和Fe的回收率分別為86.2%和7.5%。浮選表明，只要煤油的百分含量大于二號(hào)油，就可以有效地改善對(duì)輝鉬礦的選擇性。礦樣MoS2FeSSiO2Al2O3A8.185.998.8971.415.84B1.445.714.7380.934.34表4-1礦樣多元素分析(%)表4-2粒度篩析結(jié)果粒度(目)產(chǎn)率（%）礦樣A礦樣B+10035.60.3100~15023.029.1150~2007.514.3200~27013.125.8270~4008.413.2-40012.417.3合計(jì)100.0100.0(3)各個(gè)餾分的煤油對(duì)輝鉬礦的捕收性能

圖4-2各種餾分煤油的浮選效能(礦樣A)圖4-2列舉了使用1400g/t各種餾分煤油對(duì)礦樣A的浮選結(jié)。使用沸程150~180℃的煤油，MoS2可得到很好的回收率。可是，無論用那一程餾份的煤油，對(duì)MoS2的回收率變化不大;而鐵的回收率卻隨著分餾溫度的提高逐漸提高。圖4-3各種餾分煤油的浮選效能(礦樣B)圖4-3是礦樣B的浮選結(jié)果。各種煤油餾分的添加量約660g/t，不同餾分煤油對(duì)礦樣A或B的浮選性能不完全相同，但200~220℃和220~235℃沸程范圍的煤油都可獲得最好的結(jié)果。其它文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)與這個(gè)結(jié)果相符，例如測(cè)定輝鉬礦在煤油各餾分乳液中的接觸角數(shù)據(jù)表明(表4-3),180~220℃分餾級(jí)煤油和高于220℃分餾級(jí)煤油形成的接觸角最大;并用浮選實(shí)驗(yàn)證明，表3中煤油餾分接觸角愈大的，對(duì)輝鉬礦的浮選效率愈好。表4-3輝鉬礦接觸角值餾分接觸角(θ0)蒸餾水59.5初級(jí)煤油60.3150℃分餾級(jí)煤油63.1150~180℃分餾級(jí)煤油73.2180~220℃分餾級(jí)煤油76.0高于220℃分餾級(jí)煤油84.5楊家杖子礦務(wù)局選礦廠的試驗(yàn)證明，石油五廠生產(chǎn)的液體石蠟(簡(jiǎn)稱重蠟)，對(duì)輝鉬礦的捕收性能優(yōu)于歷年使用的煤油，其粗選回收率可提高1-2%，并能減少2號(hào)油用量10g/t。他們所用的重蠟是從沸程180~310℃餾分的煤油中提出來的。該餾程的煤油主要成份是烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴的混合物。重蠟是用尿素與煤油作用脫出來的，正構(gòu)烷烴占90%以上，其成分與試驗(yàn)結(jié)果分別列于表4-4、4-5。(四)同沸點(diǎn)餾分煤油中的正構(gòu)烴對(duì)輝鉬礦的捕收能力

碳鏈長(zhǎng)度C12以下C13烷C14烷C15烷C16烷C17烷C18烷C19烷C20烷試樣1微量8.7319.2722.2021.3515.87-3.7微量試樣22.969.6118.8121.6120.3816.277.932.47微量表4-4重蠟組成分析(%)礦樣藥劑用量(g/t)βMO

(%)εMO

(%)ε提高幅度(%)煤油重蠟Ⅰ(αmo0.11%)1601603.6393.101.123.4894.22Ⅱ(αmo0.11%)1551555.2884.521.335.3685.85表4-5浮選輝鉬礦小型試驗(yàn)指標(biāo)表4-4、4-5數(shù)據(jù)表明，在同沸程范圍內(nèi)，正構(gòu)烷烴對(duì)輝鉬礦的捕收能力優(yōu)于煤油。烴類油的粘度與浮選輝鉬礦的回收率有著密切的關(guān)系。從低粘度油改為高粘度油進(jìn)行浮選，一般來說，輝鉬礦的回收率增加2%左右;十分高粘度的烴類油與別的油以1:1混合使用，其回收率更高，效果更好。例如50:50輕爐油與160/210HVI光油混合使用效果最好。

高粘度油作輝鉬礦捕收劑，其回收率高的原因是油類的粘度(如果油類分子正構(gòu)和異構(gòu)相同)反映出油類分子的大小。粘度大則油的分子大，疏水性能強(qiáng)，一方面對(duì)細(xì)泥狀的輝鉬礦顆粒有選擇絮凝作用，將細(xì)泥輝鉬礦顆(五)烴類油的粘度對(duì)輝鉬礦捕收性能的

影響粒絮凝在一起，易粘附在氣泡上;另一方面粘度大的油類捕收能力大，能捕收顆粒較大的輝鉬礦及連生體。所以用粘度大的油作捕收劑，輝鉬礦回收率高。應(yīng)該指出的是，高粘度油作捕收劑，雖回收率高，但品位則相應(yīng)較低。烴類油中含表面活性物質(zhì)和不飽和碳?xì)浠衔镌蕉啵瑒t它與輝鉬礦親水表面(垂直解理面)作用愈好。因垂直解理面有鉬離子暴露出來，能和表面活性物質(zhì)和不飽和烴的雙鍵吸附，增加輝鉬礦的疏水性。表4-6數(shù)據(jù)表明，某些烴類油捕收劑的成分對(duì)輝鉬礦表面疏水性的影響，碘值增加，說明烴類油中不飽和程度增加;酸值增高，說明烴類油中所含酸性物質(zhì)增加;垂直解理面的接觸角隨著烴類油的碘值和酸值增加而增大，而解理面的接觸角不隨油的碘值和酸值的增加而變化。可(六)烴類油中含表面活性物質(zhì)對(duì)輝鉬礦

接觸角的影響見，不飽和碳?xì)浠衔锖退嵝缘谋砻婊钚晕镔|(zhì)，在垂直解理面上吸附，增加了垂直解理面的疏水性，增大其接觸角，提高了可浮性。捕收劑表面張力碘值酸值接觸角解理面垂直解理面變壓器油458.700.635060煤油3011.230.824565機(jī)油V型2911.971.655078表4-6烴類油的成分對(duì)輝鉬礦表面疏水性的影響煤油難溶于水，如果將煤油乳化能充分發(fā)揮作用，其浮選性能將得到強(qiáng)化。表4-7列舉了用煤油和乳化劑作捕收劑浮選表4-1所用的礦樣的結(jié)果。(七)乳化劑與烴類油混用

圖4-7浮選劑及浮選結(jié)果從表4-7數(shù)據(jù)雖然難以得出各種乳化劑浮選效果的結(jié)論，但可以概括這些乳化劑浮選效果的一般趨勢(shì)。如果沒有乳化劑，泡沫產(chǎn)品的品位是MoS239.24%,Fe9.5%，回收率分別是88.36%、29.4%;當(dāng)使用乳化劑時(shí)，MoS2和Fe的回收率都較高，尤其是脂肪醇硫酸鹽、脂肪酸聚二乙醇醋、烷基酚聚二乙醇醚等，對(duì)提高M(jìn)oS2回收率均有效。添加陰離子乳化劑(表4-7中的I,II,III)浮選，泡沫產(chǎn)品中MoS2的品位較單獨(dú)使用混合油浮選的泡沫產(chǎn)品中MoS2的品位低，但是采用非離子型乳化劑(表4-7中IV,v,vI)所得泡沫產(chǎn)品MoS2品位與單獨(dú)使用混合油時(shí)接近或稍高。特別是采用NoigenEA80(其主要成分是由烷基酚基二乙醇醚組成)泡沫產(chǎn)品中MoS2的品位是45.44%，有明顯地提高。應(yīng)該指出，一般在煤油中添加乳化劑后，F(xiàn)e品位都有所提高。在生產(chǎn)中使用煤油，往往導(dǎo)致泡沫破裂，添加乳化劑后，可以改善這一情況。浮選輝鉬礦的乳化劑，工業(yè)上應(yīng)用最廣的是椰子油單甘硫酸醋，國(guó)外稱辛太克斯(Sgnteg)，我國(guó)稱PF-100。北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院用PF-100對(duì)楊家杖子、小寺溝鑰礦進(jìn)行的浮選試驗(yàn)，得到良好效果(表4-8,4-9)。表4-8PF-100浮選楊家杖鉬礦結(jié)果表4-9PF-100浮小寺溝鉬礦結(jié)果藥劑名稱鉬礦品位(%)回收率(%)原礦精礦尾礦PF-1000.0741.170.004194.51芳烴0.0934.410.008190.38藥劑名稱鉬礦品位(%)回收率(%)原礦精礦尾礦PF-1000.142.140.007994.70煤油0.143.210.01489.89數(shù)據(jù)表明，單用PF-100能浮選輝鉬礦，且指標(biāo)比用煤油高。將少量PF-100與煤油混合用于浮選輝鉬礦粗選，可提高回收率8%左右，且降低了二號(hào)油用量。這是由于PF-100有起泡性且捕收力強(qiáng)，能捕收粗粒輝鉬礦和連生體，同時(shí)煤油得到充分乳化;提高了捕收能力。因此，粗磨后用煤油與PF-100混用于粗選，丟掉尾礦，將粗精礦再磨后精選提高品位，對(duì)降低能耗和提高浮選指標(biāo)都是有利的。美國(guó)Cl