浮選劑

浮選劑是為實現或促進浮選所應用的各種化學藥劑的總稱。煤泥浮選是利用煤和礦物雜質的表面物理化學性質的差異實現分選過程的。為強化分選效果，浮選過程中添加了各種浮選劑，浮選劑的作用主要是提高煤粒表面疏水性和煤粒在氣泡上黏着的牢固性；在礦漿中防止氣泡兼併和改善泡沫的穩定性，使煤粒有選擇性地黏着氣泡而上浮；調節煤與礦物雜質的表面性質，提高煤泥的浮選速度和選擇性。 ^[2] 

浮選劑按其作用可以分為：捕收劑，起泡劑，調整劑。 ^[3] 

(1)捕收劑

自然界中除煤、石墨、硫磺、滑石和輝鉬礦等礦物顆粒表面疏水、具有天然的可浮性外，大多數礦物均是親水的，金礦物也是如此。加一種藥劑能改變礦物顆粒的親水性而產生疏水性使之可浮，這種藥劑通常稱之為捕收劑。捕收劑通常是極性捕收劑和非極性捕收劑。極性捕收劑由能與礦物顆粒表面發生作用的極性基團和起疏水作用的非極性基團兩部分組成。當這類捕收劑吸附於礦粒表面時，其分子或離子呈定向排列，極性基團朝向礦物顆粒表面，非極性基團朝外形成疏水膜，從而使礦位具有可浮性與銅、鉛、鋅、鐵等硫化礦物伴生的金，在浮選時常用有機硫代化合物作捕收劑．例如，烷基（乙、丙、丁、戊基等）二硫代碳酸鈉（鉀），又稱黃原酸鹽，俗稱黃藥。如NaS₂C·OCH₂·CH₃，在含金多金屬礦石的浮選時，多采用乙基黃藥和丁基黃藥。烷基二硫代磷酸或其鹽類，如(RO)₂PSSH，式中R為烷基，俗稱黑藥。

烷基二硫代氨基甲酸鹽和黃原酸鹽的酯類衍生物等也是硫化礦物常用的捕收劑。也是浮選含金多金屬硫化礦的常用描收劑，常與黃藥類同時使用。

非離子型極性捕收劑的分子不解離，如含硫酯類，非極性捕收劑為烴油（中性油），如煤油、柴油等。

(2)起泡劑

具有親水基團和疏水基團的表面活性分子，定向吸附於水一空氣界面，降低水溶液的表面張力，使充入水中的空氣易於彌散成氣泡和穩定氣泡。起泡劑和捕收劑聯合在一起吸附於礦物顆粒表面，使礦粒上浮。常用的起泡劑有：松樹油，俗稱二號油、酚酸混合脂肪醇，異構己醇或辛醇、醚醇類以及各種酯類等。

(3)調整劑

調整劑可分為五類：(1) pH值調整劑。用它來調節礦漿的酸鹼度，用以控制礦物表面特性、礦漿化學組成以及其他各種藥劑的作用條件，從而改善浮選效果。在氰化過程中也同樣要調節礦漿pH值的。常用的有石灰、碳酸鈉、氫氧化鈉和硫酸等。在選金時，最常用的調節劑是石灰和硫酸。(2)活化劑。能增強礦物同捕收劑的作用能力，使難浮礦物受到活化而浮起。使用硫化鈉活化含金的鉛銅氧化礦，然後用黃藥等捕收劑浮選。(3)抑制劑．提高礦物的親水性和阻止礦物同捕收劑作用，使其可浮性受到抑制。如在優先浮選過程中使用石灰抑制黃鐵礦，用硫酸鋅和氰化物抑制閃鋅礦，用水玻璃抑制硅酸鹽脈石礦物等、利用澱粉、拷膠（單寧）等有機物作抑制劑達到多金屬分離浮選的目的。(4)絮凝劑。使礦物細顆粒聚集成大顆粒，以加快其在水中的沉降速度；利用選擇性絮凝進行絮凝一脱泥及絮凝一浮選。常用的絮凝劑有聚丙烯酰胺和澱粉等。(5)分散劑。阻止細礦粒聚集，處於單體狀態，其作用與絮凝劑恰恰相反，常用的有水玻璃、磷酸鹽等。

浮選劑的種類和用量隨礦石性質和浮選條件及流程特點而各異，可用試驗單位提供藥方（或稱藥劑制度），在生產實踐過程中也可根據上述各種條件的變化而加以改變。

浮選劑按其分子結構可分為以下幾類：

(1)極性浮選劑

這類浮選劑的分子就整體而言是電中性的，但具有兩個電極，就像磁鐵棒具有兩個磁極一樣，它們能吸引極性水分子，具有親水性，能溶解在水中，如各種酸類、鹼類、鹽類。

(2)非極性浮選劑

這類浮選劑的分子正電荷與負電荷的電重心是重合在一起的，在水中不解離，基本不能吸引極性水分子，水化作用很小，具有疏水性。它們以小油滴形態懸浮在水中，如烴類化合物(油類)。

(3)復極性浮選劑(又稱雜極性浮選劑)

這類浮選劑的分子由兩部分組成，即極性部分(常稱極性基)和非極性部分(常稱非極性基)。極性基具有親水性，非極性基具有疏水性。

浮選設備主要是浮選機以及為實現浮選工藝的其他設備。礦漿經過攪拌充氣，在各種浮選劑的作用下礦粒與氣泡粘附，氣泡上升、形成礦化泡沫層，被刮板刮出或溢出，這一系列浮選過程均是在浮選機中完成的。浮選機多由多槽串聯而成。按攪拌和充氣的方式不同浮選機可分為5種：

(1)機械攪拌式

有離心葉輪，也有的是星形轉子和棒形轉子等類型。攪拌器在浮選槽內高速旋轉，驅使礦漿流動，在葉輪腔內產生負壓而吸入空氣。

(2)充氣機械攪拌式

除機械攪拌外，再補充向浮選糟內充入低壓空氣。

(3)充氣式

靠壓入空氣進行攪拌併產生氣泡，如浮選柱和泡沫分離裝置等。

(4)氣體析出式

用降低壓力法或先加壓後降至常壓的萬法，使礦漿中溶解的空氣析出，形成微泡．

（5）壓力溶氣式

利用高壓將充入的空氣預溶於水，然後在常壓下在浮選槽內析出，形成大量微泡。

目前，在我國金選礦廠最常用的浮選機是國產的機械攪拌式浮選機。

浮選劑具有親水基團和疏水基團的表面活性分子，定向吸附於水一空氣界面，降低水溶液的表面張力，使充入水中的空氣易於彌散成氣泡和穩定氣泡。

浮選劑的種類和用量隨礦石性質和浮選條件及流程特點而各異，可用試驗單位提供藥方（或稱藥劑制度），在生產實踐過程中也可根據上述各種條件的變化而加以改變。

常用浮選劑除無機酸、鹼、鹽外，主要就是表面活性劑。表面活性劑在浮選中起雙重作用：吸附在固/液界面上，使特定礦物表面呈疏水性（作為捕收劑）或使特定表面呈親水性（起抑制或絮凝作用）；其次，它們對泡沫-礦物附關動力施加影響。後一類表面活性劑習慣上稱為起泡劑。

由於浮選表面活性劑一般説是通過水溶液相而轉移到界面，在浮選中應用的主要是那些或多或少溶於水的藥劑。在某些情況下必須使用不溶的碳氫化合物或其他油類，為了使它們能在較短時間內到達界面,這些液體藉助於可溶的表面活性劑在水相中分散為乳狀液。

浮選藥劑主要分為表面活性劑和聚合物。

這一類浮選劑常用的主要是硫代表面活性劑和碳氫系表面活性劑，用做煤和礦物的捕收劑、起泡劑、抑制劑、絮凝劑及乳化劑等。

硫代表面活性劑是硫化礦的主要浮選藥劑，其極性基至少含有一個不與氧聯結的硫原子。通常是從含氧的母體化合物通過以硫代氧衍生而成，如硫醇、硫代碳酸鹽(黃藥等)、硫代磷酸鹽等。此外，還有品種繁多的硫代酸(RCOSH)、硫代酰胺（RCS·NH₂）等。硫代表面活性劑的非極性基主要是短鏈的烴基：乙基至已基、酚基、環已基和烷基-芳基的各種組合。黃藥、黑藥和DOW公司的Z－200是浮選中最常用的硫代化合物。

大多數硫代化合物的共同特性為：對酸、氧化劑和金屬離子有很很高的化學活性，當不同的金屬離子與性基作用時，硫代化合物的疏水-親水性能劇烈地變化。因此，儘管許多不溶的黃原酸或二硫代磷酸的金屬鹽有很強的偶極矩，而這些鹽的短鏈同系物卻是憎水性的。

非硫代表面活性劑主要為各類型表面活性劑。如磺酸鹽/硫酸酯鹽型、羧酸鹽型、磷酸酯鹽型及胺鹽與季銨鹽型等，可用於各種礦物的浮選。