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【选矿药剂】什么是起泡剂?起泡剂的作用及类型!

2024-06-28 来源:澳门四不像 (179次浏览)

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一、什么是起泡剂?

起泡剂是选矿厂浮选作业中常用的一种药剂类型。通常浮选作业主要是利用矿物表面物理化学性质的差异实现分选的,有些矿物自身具备天然疏水性,即可实现矿物分离;有些矿物需借助药剂作用实现疏水性,来改变矿物的可浮行为,获得较好的浮选指标。

而起泡剂能促进空气在液体中形成起泡,另外,通过搅拌矿浆,气泡与颗粒碰撞在短暂接触的时间内,还能促进气泡和疏水性矿粒之间的附着,在泡沫层中能促使粘附在气泡上的疏水性矿粒和亲水性矿粒分离,实现有用矿物的“二次富集”。

浮选药剂-起泡剂

二、起泡剂的作用

起泡剂在矿物浮选中不仅影响气泡的数量和质量,也影响矿物颗粒之间的接触,而且在泡沫层中能促使黏附在气泡中的疏水性矿粒和亲水性矿粒得以分离,它与捕收剂一样重要。通常,起泡剂分子中碳原子数为5~11个,具有良好的流动性和适当的水溶性,无毒、无臭、无腐蚀性,便于使用,且对矿浆pH的变化和矿浆中的各种组分有较好的适应性。性能良好的起泡剂还具备如下作用:

形成泡沫:能形成量多、分布均匀、大小和韧性适当、黏度不大的气泡,且用量较少,有效未矿物浮选提供必要的载体;

稳定泡沫:可以稳定泡沫层,防止泡沫过快破裂,确保矿物有足够的时间被气泡捕获并上浮;

改善选择性:通过调节起泡剂的类型和用量,可以改善浮选的选择性,促进目标矿物与脉石矿物的分离。

三、起泡剂的类型

常见的起泡剂种类有:天然起泡剂、酸性起泡剂、碱性起泡剂、中性起泡剂、酯类起泡剂几种。

1、天然起泡剂

天然起泡剂包括松油、樟油、桉叶油和松针油等,它们的主要成分均为萜类化合物,其中松油是浮游选矿中使用比较广泛的起泡剂。

松油:主要产自木材,其密度在0.86~0.94g/cm3,为淡黄色或棕色液体,具有松节油臭味。松油是组成不定的萜类混合物,主要成分为α-萜烯醇(占55%~60%)、萜烯、樟脑、松脑油、α-葑酮等。

樟油:用水蒸气蒸馏樟木,得到的挥发油(1%~3%),再将挥发油用冷冻及部分结晶法除去其中的贵重成分樟脑及萨福洛尔香料,剩下来的副产物就是樟油。

2、酸性起泡剂

酸性起泡剂主要包含苯酚和烷基芳香基磺酸盐等。

苯酚:具代表性的是甲酚,它由邻甲基苯酚、间甲基苯酚和对甲基苯酚3种异构体组成,其主要组成有邻甲酚、间甲酚、对甲酚、苯酚、甲苯、萘等。

烷基芳香基磺酸盐:是一类硫酸根上连有烷基芳香基的阴离子起泡剂,具有很好的起泡性能,但矿物含硫,该起泡剂的作用会受限制。

3、碱性起泡剂

具代表性的碱性起泡剂为吡啶及其类似物,主要自煤的干馏。可有吡啶酰氯和三氧化硫吡啶两种类型。

吡啶酰氯:是一种有机化合物,具有酰氯基(-COCl)和吡啶环,常作为有机合成中的中间体,用于合成药物和其他有机化合物。

三氧化硫吡啶:是吡啶与三氧化硫反应的产物,可能具有不同的衍生形态,如吡啶硫酸酯或吡啶磺酸等,可用于合成表面活性剂、染料、塑料添加剂等。

4、中性起泡剂

中性起泡剂即在酸性和碱性环境中均能发挥作用的起泡剂。中性起泡剂包含的种类非常丰富,被广泛用于各种矿物的浮选过程。根据化学成分的不同,可将中性起泡剂分为脂肪醇、环醇(松油醇)、烷氧基烷烃、聚乙二醇醚、聚丙烯乙二醇叔丁醚和聚乙二醇甘油醚6类。

脂肪醇:常用的脂肪醇起泡剂有甲基异丁基甲醇、2-乙基戊醇、己醇、丁二醇、庚醇、辛醇、叔丁醇、异戊醇等,前两者应用较多。在实际中经常是以不同碳链的混合物形式或烃油混合物形式使用的,如碳原子数为6~9的混合脂肪醇(具有高选择性)、碳原子数为4~7的混合脂肪醇与烃油的混合物(常用于铜钼浮选)和碳原子数为5~8的混合脂肪醇。

环醇(松油醇):一般为多种环醇的混合物,是利用与松油不同馏分的天然产品松节油加工制备2号浮选油,常用环醇有蒎烯、茨醇、葑醇、樟脑、薄荷烯酮、葑酮、桉油精、茴香脑等。

烷氧基烷烃:具有代表性的是3,5-三烷氧丙基三氧己烷和1,1,3-三乙氧基丁烷,当采用硫化法来浮选氧化铜矿物时,这类起泡剂具有高的选择性,并在多数情况下可以提高浮选速率。

聚乙二醇醚:能与水混溶,通常为甲氧基聚丙烯乙二醇或聚丙烯乙二醇甲醚,不同的生产厂家有不同的聚乙二醇醚产品。

聚丙烯乙二醇叔丁醚:部分溶于水,通常用在碱金属矿物的浮选中,,具有起泡持续,承载能力强等特点。

聚乙二醇甘油醚:能与其他的聚乙二醇醚起泡剂混合使用对泡沫进行精细调控,它们在pH3.5~12.3的范围内稳定,常用于碱性矿浆中的浮选,具有强的起泡能力,泡沫结构非常细。

5、酯类起泡剂

酯类起泡剂又分为脂肪烃酯类起泡剂和芳香烃酯类起泡剂。常见的酯类起泡剂有2,2,4-三甲基一1,3戊二醇单异丁酸酯、双丙酮醇、邻苯二甲酸二乙酯等。其中邻苯二甲酸二乙酯具有泡沫细、起泡持续能力强、泡沫稳定、泡沫精矿容易消泡等特点,可应用于金属矿和煤矿的浮选。

以上便是一些常见的起泡剂类型,除此外,还有一些新型起泡剂和混合起泡剂等,如改性醇类起泡剂、环戊二烯类起泡剂、改性磺酸类起泡剂及BK系列组合起泡剂等,在实际浮选作业中,如何选择起泡剂的类型及用量,需根据矿石类型、浮选方法等而定,因此先进行选矿试验,通过试验设计出合理的矿石选工艺方案同时给出合理药剂使用的方案。

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