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兩性捕收劑

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兩性捕收劑,指分子中同時帶有陰離子和陽離子的異極性有機化合物,常見的陰離子基團主要是—COOH基-SO3H基和—OCSSH基;陽離子基團主要是—NH2。兩性捕收劑具有良好的水溶性和抗低温性;多數兩性捕收劑不受硬水和海水的影響或影響較小;能夠在礦物表面發生靜電吸附和化學吸附,同時可與部分金屬離子發生螯合作用,選擇性好等優點。
中文名
兩性捕收劑
外文名
amphoteric collector
應    用
礦物浮選
特    點
分子中同時帶有陰離子和陽離子

兩性捕收劑捕收劑概述

凡能選擇性地作用於礦物表面,使礦物表面疏水的有機物質,稱為捕收劑。國內對捕收劑命名結尾常帶“藥”字(黃藥、黑藥等)。可以作為捕收劑的有機化合物很多,實踐中常用的如黃油酸,煤油等。作為工業上適用的優良捕收劑應滿足如下要求:
(1)原料來源廣,易於製取;
(2)價格低,便於使用,即易溶於水,無臭,無毒,成分穩定、不易變質等;
(3)捕收作用強,具有足夠的活性;
(4)有較高的選擇性,最好只對某一種礦物具有捕收能力。
按照捕收劑的分子結構,可將捕收劑分為異極性捕收劑、非極性油類捕收劑和兩性捕收劑等三類 [1] 

兩性捕收劑兩性捕收劑定義

兩性捕收劑,分子中同時帶有陰離子和陽離子的異極性有機化合物,常見的陰離子基團主要是—COOH基-SO3H基和—OCSSH基;陽離子基團主要是—NH2。含有陰、陽離子基團的捕收劑,已經研究的有各種胺基酸、胺基磺酸以及用於浮選鎳礦和次生鈾礦的胺醇類黃藥、二乙胺乙黃藥等。二乙胺乙黃藥的結構式如下:
(C2H5)2NCH2CH2OCSSNa
它在水溶液中的解離與介質的酸鹼度有關:
在酸性介質中,二乙胺乙黃藥呈陽離子
(C2H5)2N+HCH2CH2OCSSH
在鹼性介質中,二乙胺乙黃藥則呈陰離子
(C2H5)2NCH2CH2OCSS-+Na+
等電點時,不解離,而呈中性分子
(C2H5)2NCH2CH2OCSSH
因此,可以通過調整礦漿PH,使其產生不同的捕收作用 [2] 

兩性捕收劑兩性捕收劑的特點

因兩性捕收劑既有陰離子官能團又有陽離子官能團,具有如下優良性能:
一是良好的水溶性和抗低温性;
二是多數兩性捕收劑不受硬水和海水的影響或影響較小;
三是能夠在礦物表面發生靜電吸附和化學吸附,同時可與部分金屬離子發生螯合作用,選擇性好。

兩性捕收劑典型的兩性捕收劑

兩性捕收劑氨基羧酸型兩性捕收劑

劉鴻儒等合成了N -烷基氨基乙酸系列(R-X)、N-烷基氨基丁酸系列(4R-X)、N-烷基氨基己酸系列(6R-X),如表所示。

兩性捕收劑氨基磺酸型兩性捕收劑

氨基磺酸兩性表面活性劑主要分為:烷基氨基磺酸和烷基氨基二磺酸,主要以烷基胺和滷代烷基磺酸鹽或磺酸內酯為原料進行合成。湯芝平等開發了一種新合成方法:以烷基胺、甲醛和無機磺化劑(NaHSO3 或 Na2SO3)為原料合成氨基磺酸型兩性表面活性劑。

兩性捕收劑氨基膦( 磷) 酸型兩性捕收劑

包括α -氨基烴基膦酸、烷胺雙甲基膦酸和β-氨基烴基膦酸。

兩性捕收劑氨基酯基型兩性捕收劑

酯類兩性捕收劑由烷基氨與滷代酯化物反應制得。其類似非離子型捕收劑,同礦物表面離子形成絡合配價鍵,具有較高的選擇性、液 - 氣界面活性及起泡性 。王暉等認為酯類兩性捕收劑是羧酸型兩性捕收劑選擇性強化的一條有效途徑。由於其羰基氧原子能與 OH-發生氫鍵鍵合,故對於硅酸鹽礦物有較高的選擇性 [3] 

兩性捕收劑兩性捕收劑最新進展

出於對知識產權的保護,近年開發的新藥劑都用代號表示。主要有:MC 系列新型高效兩性鐵礦石浮選藥劑、 KS 系列捕收劑。
MC 系列兩性捕收劑主要由烷基胺和有機酸鈉反應合成。MC 系列兩性捕收劑對鞍山式貧赤鐵礦石有很好的選礦指標,特別是對非鞍山式貧赤鐵礦石浮選效果更佳,且具有耐低温、泡沫脆、流動好等優點。
針對目前齊大山礦山鐵礦石和脈石平均粒徑越來越小,特別是赤鐵礦的平均粒徑越來越小,共生礦明顯增多的特點,梅建庭等研發了 KS -Ⅱ、KS -Ⅲ多功能捕收劑。實踐表明它們可以大幅度提高精礦回收率降低尾礦品位。
KS -Ⅱ合成首先以氨基酸和醇胺化合物為主要原料合成高效助劑,再將其與植物油脂產品反應生成KS -Ⅱ; KS -Ⅲ合成首先以植物脂肪酸為主要原料,經過磺化、 鹵化、氨化和水解等反應,合成一種含有氨基、羧基和磺酸基於同一分子的捕收劑,再將其與植物脂肪酸在複合催化劑的催化下部分生成縮合產物 [4] 
參考資料
  • 1.    捕收劑概述  .中國礦業技術網[引用日期2017-10-18]
  • 2.    兩性捕收劑  .中國礦業技術網[引用日期2017-10-18]
  • 3.    林強,王澱佐. 幾種新型兩性捕收劑合成及性能推測[J]. 江西有色金屬,1992,(02):88-92.
  • 4.    田建利,肖國光,黃光耀,餘侃萍,曾娟. 兩性浮選捕收劑合成研究進展[J]. 湖南有色金屬,2012,28(01):13-16+60.