矿物浮选第5章浮选剂(作用原理(2)

1、浮选剂与矿物的作用原理（浮选剂与矿物的作用原理（2）硫化矿物捕收剂作用原理硫化矿物捕收剂作用原理表面物理化学分选表面物理化学分选1 经典的硫化矿浮选理论经典的硫化矿浮选理论 Taggar、Gaudin和和Wark因此被认为是近代浮选理论的因此被认为是近代浮选理论的三大奠基人。三大奠基人。 1）Taggart等人提出了等人提出了“化学反应溶度积理论化学反应溶度积理论”，这个，这个理论认为黄药与硫化矿表面发生了化学反应，捕收剂与硫理论认为黄药与硫化矿表面发生了化学反应，捕收剂与硫化矿物中金属离子化学反应产物的溶度积愈小，反应愈易化矿物中金属离子化学反应产物的溶度积愈小，反应愈易进行。进行。 2）G

2、audin则提出了则提出了“离子吸附假说离子吸附假说”，认为黄原酸离，认为黄原酸离子与硫化矿物表面的离子发生了交换吸附。子与硫化矿物表面的离子发生了交换吸附。 3）Wark和和Cook提出了提出了“分子吸附假说分子吸附假说”，认为黄原酸，认为黄原酸分子或者黄原酸离子在硫化矿物表面发生吸附而导致其表分子或者黄原酸离子在硫化矿物表面发生吸附而导致其表面疏水。面疏水。1 经典的硫化矿浮选理论经典的硫化矿浮选理论 “化学反应溶度积理论化学反应溶度积理论”、“离子交换吸附假说离子交换吸附假说”和和“分子吸附假说分子吸附假说”认为硫化矿物与黄药类捕认为硫化矿物与黄药类捕收剂的相互作用机理由一系列意义明确的

3、反应组收剂的相互作用机理由一系列意义明确的反应组成，在硫化矿物表面形成疏水性产物。这三大理成，在硫化矿物表面形成疏水性产物。这三大理论被认为是近代硫化矿浮选的经典理论，它们的论被认为是近代硫化矿浮选的经典理论，它们的理论基础是物理化学和表面化学。理论基础是物理化学和表面化学。 1 经典的硫化矿浮选理论经典的硫化矿浮选理论 有黄药存在时，硫化矿物的浮选存在黄药酸根离子有黄药存在时，硫化矿物的浮选存在黄药酸根离子X-与与OH-根离子的竞争吸附，按照浮选溶液化学的观根离子的竞争吸附，按照浮选溶液化学的观点，形成黄原酸金属盐的反应，其自由焓变化为：点，形成黄原酸金属盐的反应，其自由焓变化为：LMX为为

4、MX的溶度积。的溶度积。而金属离子形成氢氧化物的反应，自由焓变化为：而金属离子形成氢氧化物的反应，自由焓变化为： nnSPOHMnRTnKRTG11nnMXXMnRTnLRTGN111 经典的硫化矿浮选理论经典的硫化矿浮选理论 Ksp为为Me(OH)n的溶度积，达到平衡时，可以认的溶度积，达到平衡时，可以认为是矿物可浮的临界点，故有：为是矿物可浮的临界点，故有：G=G可以得到，矿物浮选时的可以得到，矿物浮选时的Barsky公式：公式：nspMXLLOHXn1 它的意义在于反映了黄药离子和氢氧根离子在硫化它的意义在于反映了黄药离子和氢氧根离子在硫化矿物表面的竞争吸附结果。经典的硫化矿浮选理论认矿

5、物表面的竞争吸附结果。经典的硫化矿浮选理论认为，黄药类捕收剂泡沫浮选的根本特征是：在特定的为，黄药类捕收剂泡沫浮选的根本特征是：在特定的表面活性剂（黄药为代表）作用下，控制浮选矿浆表面活性剂（黄药为代表）作用下，控制浮选矿浆pH值，以及捕收剂，调整剂浓度，使硫化矿物表面疏水值，以及捕收剂，调整剂浓度，使硫化矿物表面疏水或亲水，从而达到浮选分离的目的。或亲水，从而达到浮选分离的目的。2 硫化矿物浮选体系的基本性质硫化矿物浮选体系的基本性质2.1 硫化矿物硫化矿物 和一般非硫化矿物相比较，硫化矿物除了具有一些基本的和一般非硫化矿物相比较，硫化矿物除了具有一些基本的物理化学性质以外，还具有半导体性质

6、。物理化学性质以外，还具有半导体性质。固态化合物可以依据电子能态结构分为：固态化合物可以依据电子能态结构分为：l导体，导体，Eg=0，或者说空带与满带互相重叠；，或者说空带与满带互相重叠；l半导体，半导体， Eg=0-2ev，空带与满带之间有一禁带；，空带与满带之间有一禁带；l绝缘体，绝缘体， Eg2ev.2 硫化矿物浮选体系的基本性质硫化矿物浮选体系的基本性质2.1 硫化矿物硫化矿物表 常见硫化矿物的Eg值硫化矿物Eg（ev）硫化矿物Eg值（ev）方铅矿0.41辉锑矿1.72闪锌矿3.60辉铜矿2.10黄铜矿0.50黝铜矿金属导电性黄铁矿0.90辉钼矿金属导电性2 硫化矿物浮选体系的基本性质

7、硫化矿物浮选体系的基本性质2.2 硫化矿物的氧化还原性硫化矿物的氧化还原性l和多数非硫化矿物相比，硫化矿物中硫的不稳定，硫化矿物和多数非硫化矿物相比，硫化矿物中硫的不稳定，硫化矿物中的硫一般以中的硫一般以-2价或价或-1价存在。根据矿浆氧化还原气氛，硫可价存在。根据矿浆氧化还原气氛，硫可以氧化至高氧化价态以氧化至高氧化价态0，+2，+4，+6价。价。l氧化的深度和氧化产物的种类显着地影响硫化矿物表面性质氧化的深度和氧化产物的种类显着地影响硫化矿物表面性质和浮选行为，这是硫化矿区别于非硫化矿物最重要的特征之一。和浮选行为，这是硫化矿区别于非硫化矿物最重要的特征之一。l 硫化矿物表面氧化产物受环境

8、和氧化物浓度的影响，硫化矿硫化矿物表面氧化产物受环境和氧化物浓度的影响，硫化矿物的氧化速率取决于反应的表面积、氧的分压、硫化矿物的种物的氧化速率取决于反应的表面积、氧的分压、硫化矿物的种类、溶液的组成和温度等。类、溶液的组成和温度等。2 硫化矿物浮选体系的基本性质硫化矿物浮选体系的基本性质2.2 硫化矿物的氧化还原性硫化矿物的氧化还原性l 酸性体系：硫化矿表面适度阳极氧化产生的中性硫分子（酸性体系：硫化矿表面适度阳极氧化产生的中性硫分子（S0） MS+H2O MO+S0+2H+2e S0是硫水物质，从而导致矿物浮选。硫化矿的伏安曲线研究结果支持是硫水物质，从而导致矿物浮选。硫化矿的伏安曲线研究

9、结果支持了这种说法，通过硫化矿物表面中性硫（了这种说法，通过硫化矿物表面中性硫（S0）的提取和化学分析也支持了）的提取和化学分析也支持了这种说法。这种说法。 l 碱性体系：氧化产生碱性体系：氧化产生S0、S2O32-、SO42- MS+2H2O M(OH)2+S0+2H+2e 2MS+7H2O M(OH)2+S2O32-+10H+8e 2MS+6H2O M(OH)2+SO42-+10H+8e 硫化矿表面氧化产生亲水物硫化矿表面氧化产生亲水物S2O32-、SO42- 、M(OH)2等，浮选受到抑制。等，浮选受到抑制。2 硫化矿物浮选体系的基本性质硫化矿物浮选体系的基本性质2.2 硫化矿物的氧化还

10、原性硫化矿物的氧化还原性l硫化矿物的自然氧化速率硫化矿物的自然氧化速率 采用腐蚀电流定量来测定，硫化矿物的氧化速率取决于采用腐蚀电流定量来测定，硫化矿物的氧化速率取决于反应的表面积、氧的分压、硫化矿物的种类、溶液的组成和反应的表面积、氧的分压、硫化矿物的种类、溶液的组成和温度等。按电极电位确立氧化速度大小，硫化矿物的顺序如温度等。按电极电位确立氧化速度大小，硫化矿物的顺序如下：黄铁矿下：黄铁矿铜兰铜兰黄铜矿黄铜矿毒砂毒砂斑铜矿斑铜矿闪锌矿。闪锌矿。2 硫化矿物浮选体系的基本性质硫化矿物浮选体系的基本性质2.2 硫化矿物的氧化还原性硫化矿物的氧化还原性l以方铅矿（PbS）为例 酸性体系： PbS

11、 Pb2+S0+2H+2e (1) 中性或碱性体系： PbS+H2O PbO+S0+2H+2e (2) E0=0.750V PbS+2H2O HPbO2-+S0+3H+2e (3) E0=0.841V 2PbS+5H2O 2PbO+S2O32-+10H+8e (4) E0=0.614V 2PbS+6H2O PbO+SO42-+10H+8e (5) E0=0.45V 如果假定pH=9，可溶离子的浓度为10-6mol/L，(2)反应的Nernst电位为0.133V， (3)反应的Nernst电位为-0.133V， (4)反应的Nernst电位为-0.088V， (5)反应的Nernst电位为-0.

12、258V。G=-nFE2 硫化矿物浮选体系的基本性质硫化矿物浮选体系的基本性质 碱性体系(pH=9)，从热力学角度，方铅矿的氧化反应（5）最容易： 2PbS+6H2O PbO+SO42-+10H+8e 实际上，方铅矿在上述条件下，电极电位在-0.258V的条件下，反应（5）的反应速率很小，只有当电极电位在0.75V的条件下，反应（5）的才发生。 因此对于方铅矿而言，在碱性体系，表面的氧化反应是以反应(2)(3)(4)为主。下表是电化学测量的方铅矿表面氧化时，不同电极电位条件下表面产物的量之比。极化电位(V)0.300.500.70S2O32-/S0(重量比,%)0.550.511.502 硫化

13、矿物浮选体系的基本性质硫化矿物浮选体系的基本性质2.3 硫化矿浮选捕收剂硫化矿浮选捕收剂 硫化矿的的捕收剂以黄药为代表，硫化矿浮选理论以研究黄药与矿物的作用机理为主，同时也是学术上长期争论的问题。 需要说明的：硫氮类、黑药类药剂 、硫胺酯、胺基黄原酸腈酯、黄原酸等非离子型极性捕收剂 也在工业上达到越来越重要的应用。 1）化学性质 （1）弱酸性 ROCSSNa-ROCSS-+Na+ ROCSS-+H2OROCSSH+OH- ROCSSHROCSS-+H+ (2)不稳定性 ROCSSHCS2+ROH ROCSSNa+1/2H2SO4ROCSSH+1/2Na2SO4 ROCSSHROH+CS22 硫

14、化矿物浮选体系的基本性质硫化矿物浮选体系的基本性质2.3 硫化矿浮选捕收剂硫化矿浮选捕收剂 2）氧化还原性质）氧化还原性质 ROCSSNa-ROCSS-+Na+ 2 ROCSS-（ROCSS)2+2e烷基E0(V)黄药一硫代碳酸盐ROCOSNa黑药(RO)2PO2Na甲基-0.0040.020.315乙基-0.0570.0020.255正丙基-0.090-0.0220.187正丁基-0.128-0.0380.122正戊基-0.158-0.0800.086正已基-0.12-0.0152 硫化矿物浮选体系的基本性质硫化矿物浮选体系的基本性质2.3 硫化矿浮选捕收剂硫化矿浮选捕收剂 2ROCOS-(

15、ROCOS)2+2e 2 (RO)2PO2-(RO)2PS2)2+2e 2(C2H5)2NCS2-(C2H5)2NCS22+2e 黄药类（硫氢类捕收剂）可以氧化为相应的二聚物，是黄药类（硫氢类捕收剂）可以氧化为相应的二聚物，是浮选捕收剂；同时是硫化矿物表面上硫化矿物与捕收剂的作浮选捕收剂；同时是硫化矿物表面上硫化矿物与捕收剂的作用产物。用产物。2 硫化矿物浮选体系的基本性质硫化矿物浮选体系的基本性质2.3 硫化矿浮选捕收剂硫化矿浮选捕收剂3）烃链的影响）烃链的影响（1）氧化还原性）氧化还原性 烃链的越长，还原性越强，在较小电位下被氧化为二聚物。烃链的越长，还原性越强，在较小电位下被氧化为二聚物

16、。（2）捕收剂金属盐的溶度积）捕收剂金属盐的溶度积lgS=a-bN S-溶度积；溶度积；a,b-常数常数（3）捕收性能）捕收性能3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 浮选过程中，当黄药等捕收剂（包括黑药、硫氮类药剂）浮选过程中，当黄药等捕收剂（包括黑药、硫氮类药剂）在硫化矿物表面接触时，捕收剂在矿物表面的阳极区被氧化，在硫化矿物表面接触时，捕收剂在矿物表面的阳极区被氧化，氧气（氧化剂）则在阴极区被还原；硫化矿物本身也可能被氧气（氧化剂）则在阴极区被还原；硫化矿物本身也可能被氧化。氧化。3.1 捕收剂浮选电化学的混合电位模型捕收剂浮选电化学的混合电位模型 把硫化矿物表面静电

17、位与捕收剂在其表面生成产物联系起把硫化矿物表面静电位与捕收剂在其表面生成产物联系起来的混合电位模型的建立，形成硫化矿浮选电化学的基本理论。来的混合电位模型的建立，形成硫化矿浮选电化学的基本理论。 所谓混合电位就是在同一电极上两个或两个以上独立的阳所谓混合电位就是在同一电极上两个或两个以上独立的阳极反应和阴极反应，当阳阴电流大小相等、方向相反时，反建极反应和阴极反应，当阳阴电流大小相等、方向相反时，反建立的稳定电位即为混合电位。立的稳定电位即为混合电位。3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.1 捕收剂浮选电化学的混合电位模型捕收剂浮选电化学的混合电位模型 硫化矿浮选电化

18、学理论认为：硫化矿浮选体系中，阳极反硫化矿浮选电化学理论认为：硫化矿浮选体系中，阳极反应为捕收剂（黄药）与硫化矿物作用形成捕收剂金属盐或者捕应为捕收剂（黄药）与硫化矿物作用形成捕收剂金属盐或者捕收剂的二聚物（双黄药），阴极反应则是矿浆中的氧接受阳极收剂的二聚物（双黄药），阴极反应则是矿浆中的氧接受阳极反应给出的电子而被还原，捕收剂反应给出的电子而被还原，捕收剂-硫化矿物硫化矿物-氧三者通过电化氧三者通过电化学反应在硫化矿物表面形成疏水性产物导致其可浮。学反应在硫化矿物表面形成疏水性产物导致其可浮。 若用若用MSMS表示硫化矿物，表示硫化矿物，X X- -表示乙基黄原酸根阴离子，则电化学反应为：

19、表示乙基黄原酸根阴离子，则电化学反应为：阴极反应为溶液中溶解氧的还原：阴极反应为溶液中溶解氧的还原： O O2 2+2H+2H2 2O+4e4OH-O+4e4OH-阳极反应包含了下面几种反应：阳极反应包含了下面几种反应： X X- -XXadsads +e +e 2X 2X- -XX2 2 +2e +2e MS+2X MS+2X- -MXMX2 2+S+S0 0+2e+2e MS+2X MS+2X- -+4H+4H2 2OMXOMX2 2+SO+SO4 42-2-+8H+8H+ +2e +2e 3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.1 捕收剂浮选电化学的混合电位模型捕

20、收剂浮选电化学的混合电位模型 有关硫化矿物与捕收剂作用，近年来进行了大量的研究，有关硫化矿物与捕收剂作用，近年来进行了大量的研究，一般认为是产生捕收剂金属盐和双黄药两种形式。一般认为是产生捕收剂金属盐和双黄药两种形式。 Yoon把捕收剂在硫化矿物表面上的吸附划分为四种混合电把捕收剂在硫化矿物表面上的吸附划分为四种混合电位类型：（位类型：（1）化学吸附（）化学吸附（chemisorption）；（）；（2）催化氧化）催化氧化(catalytic oxidation)；（；（3）电化学机制（）电化学机制（EC mechanism）；）；（4）置换转换作用（）置换转换作用（metathetical

21、substitution）。）。 矿物表面的矿物表面的疏水物质既可能是中性的捕收剂二聚分子（例如双黄药），也疏水物质既可能是中性的捕收剂二聚分子（例如双黄药），也可能是捕收剂可能是捕收剂-金属离子盐。捕收剂金属离子盐。捕收剂-金属离子盐的吸附及选择金属离子盐的吸附及选择性取决于硫化矿物中金属离子的特性；而中性的捕收剂二聚分性取决于硫化矿物中金属离子的特性；而中性的捕收剂二聚分子的吸附是没有选择性的。子的吸附是没有选择性的。3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.2 捕收剂在硫化矿物表面作用的电化学原理捕收剂在硫化矿物表面作用的电化学原理 根据硫化矿浮选电化学理论，浮选过

22、程涉及了电化学反应，根据硫化矿浮选电化学理论，浮选过程涉及了电化学反应，一是硫化矿物表面的氧化；二是捕收剂在表面的反应以及捕收一是硫化矿物表面的氧化；二是捕收剂在表面的反应以及捕收剂产物的氧化或者还原。对于硫化矿物剂产物的氧化或者还原。对于硫化矿物MS而言，假定发生了而言，假定发生了以下反应：以下反应：eSMXXMSO222201112XnFRTEE E1表示捕收剂在硫化矿表面形成疏水性产物的热力学平表示捕收剂在硫化矿表面形成疏水性产物的热力学平衡电位，上式代表浮选的开始。衡电位，上式代表浮选的开始。 3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.2 捕收剂在硫化矿物表面作用

23、的电化学原理捕收剂在硫化矿物表面作用的电化学原理 eHOSOHMOHMS810)(27223222pHnFRTOSnFRTEE03.2312232022 上式则对应了硫化矿表面的氧化产生亲水物上式则对应了硫化矿表面的氧化产生亲水物M(OH)2等，浮等，浮选开始受到抑制。选开始受到抑制。 eHOSOHMOHMS810)(27223222pHnFRTOSnFRTEE03.2312232022 从热力学角度而言，只有当硫化矿物的电极电位从热力学角度而言，只有当硫化矿物的电极电位E处于处于E1和和E2之间时，硫化矿物才具有可浮性，即：之间时，硫化矿物才具有可浮性，即：3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学

24、反应硫化矿物的电化学反应 3.2 捕收剂在硫化矿物表面作用的电化学原理捕收剂在硫化矿物表面作用的电化学原理 。 由上式表明，对于硫化矿物的浮选过程，由上式表明，对于硫化矿物的浮选过程，Eh、pH及捕收剂浓度及捕收剂浓度C控制了矿物浮选的范围，控制了矿物浮选的范围，Eh，pH，C是浮选过程的三个基本参数。是浮选过程的三个基本参数。pHFRTOSnFRTEEXnFRTE88. 2181223202013 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.3 静电位对巯基捕收剂电化学反应的影响静电位对巯基捕收剂电化学反应的影响l概念概念电极电位：一个氧化还原电对相对于标准氢电极的热电极电位

25、：一个氧化还原电对相对于标准氢电极的热力学可逆电位。力学可逆电位。硫化矿静电位（硫化矿静电位（EMS)：在电极上没有净电流通过时，硫：在电极上没有净电流通过时，硫化矿物电极相对于标准氢电极的电位。化矿物电极相对于标准氢电极的电位。l硫化矿物静电位硫化矿物静电位EMS与捕收剂氧化还原反应的关系与捕收剂氧化还原反应的关系 2222X/XMSX/XMS22X/X0X/X2EEEEXXlnF2RTEEX2e2X-=-（液）（液）（液）（液）3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.3 静电位对巯基捕收剂电化学反应的影响静电位对巯基捕收剂电化学反应的影响 硫化矿物的静电位是硫化矿物

26、浮选体系电化学性质的硫化矿物的静电位是硫化矿物浮选体系电化学性质的特征值，决定了硫化矿物表面上发生的阳极反应的类型。特征值，决定了硫化矿物表面上发生的阳极反应的类型。 当处于溶液介质中的硫化矿物表面在无净电流通过时当处于溶液介质中的硫化矿物表面在无净电流通过时的电极电位定义为该矿物在此溶液中的静电位（的电极电位定义为该矿物在此溶液中的静电位（Rest Potential）。一般而言，只有当那些矿物）。一般而言，只有当那些矿物-捕收剂溶液静电捕收剂溶液静电位大于相应的双黄药生成的可逆电位时，黄药类捕收剂才位大于相应的双黄药生成的可逆电位时，黄药类捕收剂才会在其表面氧化；那在静电位低的硫化矿物表面

27、，则形成会在其表面氧化；那在静电位低的硫化矿物表面，则形成黄原酸金属盐。这个结论同样适应于硫氮类和黑药类捕收黄原酸金属盐。这个结论同样适应于硫氮类和黑药类捕收剂。剂。 3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.3 静电位对巯基捕收剂电化学反应的影响静电位对巯基捕收剂电化学反应的影响 硫化矿物的静电位是硫化矿物浮选体系电化学性质的硫化矿物的静电位是硫化矿物浮选体系电化学性质的特征值，决定了硫化矿物表面上发生的阳极反应的类型。特征值，决定了硫化矿物表面上发生的阳极反应的类型。 当处于溶液介质中的硫化矿物表面在无净电流通过时当处于溶液介质中的硫化矿物表面在无净电流通过时的电极电

28、位定义为该矿物在此溶液中的静电位（的电极电位定义为该矿物在此溶液中的静电位（Rest Potential）。一般而言，只有当那些矿物）。一般而言，只有当那些矿物-捕收剂溶液静电捕收剂溶液静电位大于相应的双黄药生成的可逆电位时，黄药类捕收剂才位大于相应的双黄药生成的可逆电位时，黄药类捕收剂才会在其表面氧化；那在静电位低的硫化矿物表面，则形成会在其表面氧化；那在静电位低的硫化矿物表面，则形成黄原酸金属盐。结论同样适应于硫氮类和黑药类捕收剂。黄原酸金属盐。结论同样适应于硫氮类和黑药类捕收剂。 3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.3 静电位对巯基捕收剂电化学反应的影响静电位

29、对巯基捕收剂电化学反应的影响 对特定的硫化矿物对特定的硫化矿物-捕收剂体系，若实际测得的硫捕收剂体系，若实际测得的硫化矿物电极的静电位低于化矿物电极的静电位低于X-阴离子氧化成二聚物（阴离子氧化成二聚物（X2）的热力学平衡电位，则疏水产物为的热力学平衡电位，则疏水产物为MX2。反之，。反之，X-离离子比硫化矿物更容易氧化，疏水产物为子比硫化矿物更容易氧化，疏水产物为X2。表为。表为Allison S.A.和和Finkelsiein N.P测定的硫化矿物在乙基黄药溶液测定的硫化矿物在乙基黄药溶液中的静电位及表面产物，与混合电位模型一致。中的静电位及表面产物，与混合电位模型一致。 3 捕收剂捕收剂

30、-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.3 静电位对巯基捕收剂电化学反应的影响静电位对巯基捕收剂电化学反应的影响表表 巯基类捕收剂与硫化物矿物作用表面静电位和反应产物巯基类捕收剂与硫化物矿物作用表面静电位和反应产物乙基黄原酸钾（乙基黄原酸钾（6.2510-4mol/L，pH为为7）氧化成双黄药可逆电）氧化成双黄药可逆电位为位为0.13V二乙基二硫代氨基甲酸钠氧化成二硫化二乙基二硫代氨基甲酸钠氧化成二硫化物可逆电位为物可逆电位为0.176V矿矿 物物静电位（静电位（V）反应产物反应产物静电位（静电位（V）反应产物反应产物黄黄 铁铁 矿矿0.22双双 黄黄 药药0.475二硫化物二硫化物砷

31、黄铁矿砷黄铁矿0.22双双 黄黄 药药磁黄铁矿磁黄铁矿0.21双双 黄黄 药药黄黄 铜铜 矿矿0.14双双 黄黄 药药0.095金属二硫代氨基甲酸盐金属二硫代氨基甲酸盐铜铜 蓝蓝0.05双双 黄黄 药药0.115金属二硫代氨基甲酸盐金属二硫代氨基甲酸盐斑斑 铜铜 矿矿0.06黄原酸盐黄原酸盐-0.045金属二硫代氨基甲酸盐金属二硫代氨基甲酸盐辉辉 铜铜 矿矿0.06黄原酸盐黄原酸盐-0.155金属二硫代氨基甲酸盐金属二硫代氨基甲酸盐方方 铅铅 矿矿0.06黄原酸盐黄原酸盐-0.035金属二硫代氨基甲酸盐金属二硫代氨基甲酸盐3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.4 硫化

32、矿物浮选的电化学平衡硫化矿物浮选的电化学平衡 热力学分析及电化学研究表明，黄药在不同的硫化矿物表热力学分析及电化学研究表明，黄药在不同的硫化矿物表面会形成不同的产物。一种是以方铅矿为代表，形成黄原酸金面会形成不同的产物。一种是以方铅矿为代表，形成黄原酸金属盐；另一种是以黄铁矿为代表形在双黄药。本小节从这两个属盐；另一种是以黄铁矿为代表形在双黄药。本小节从这两个方面讨论它们浮选时的电化学平衡。方面讨论它们浮选时的电化学平衡。 1）方铅矿类硫化矿浮选时的电化学平衡）方铅矿类硫化矿浮选时的电化学平衡 方铅矿无捕收剂浮选时，反应（方铅矿无捕收剂浮选时，反应（1）是其表面出现疏水产）是其表面出现疏水产物

33、（物（S0）的标志：）的标志：eSPbPbSO22)(236.0SHEVE 13 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.4 硫化矿物浮选的电化学平衡硫化矿物浮选的电化学平衡 而反应（而反应（2）式则是方铅矿无捕收剂浮选中止的标志。）式则是方铅矿无捕收剂浮选中止的标志。eHOSOHPbOHPbS810)(27223222pHE073. 059. 023 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.4 硫化矿物浮选的电化学平衡硫化矿物浮选的电化学平衡 当有黄药存在时（以丁黄药为例），黄原酸铅当有黄药存在时（以丁黄药为例），黄原酸铅PbX2的形成的形成由下式确定

34、：由下式确定： 高碱条件下，方铅矿表面在高电位下会发生严重氧化：高碱条件下，方铅矿表面在高电位下会发生严重氧化： 方铅矿表面成的方铅矿表面成的PbX2也可能发生氧化分解：也可能发生氧化分解： （3）pHE0885. 075. 0（4）eSPbXXPbSO222lg059. 0178. 0XEeHOSHPbOOHPbS81227223222eHXOHPbOHPbX22)(22222pHE059. 081. 0（5）3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.4 硫化矿物浮选的电化学平衡硫化矿物浮选的电化学平衡 从理论上可以认为方铅矿浮选时从理论上可以认为方铅矿浮选时E-pH-

35、C 的关系如下（的关系如下（C是是丁黄药浓度）：丁黄药浓度）：pHE074. 059. 0236. 0pHEC059. 081. 0lg059. 0178. 0有黄药存在时方铅矿浮选的临界浮选点，即：有黄药存在时方铅矿浮选的临界浮选点，即： pHC059. 081. 0lg059. 0178. 0)(313. 2常数OHX（8）是从电化学平衡的角度推导的）是从电化学平衡的角度推导的Barsky关系，它是（关系，它是（7）式）式的一个特征值。由此可见，浮选过程必须同时考虑的一个特征值。由此可见，浮选过程必须同时考虑E-pH-C 的的藕合才能确定矿物的浮选范围与条件。藕合才能确定矿物的浮选范围与条

36、件。 （6）（7）（8）3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.4 硫化矿物浮选的电化学平衡硫化矿物浮选的电化学平衡 2）黄铁矿类硫化矿物浮选的电化学平衡）黄铁矿类硫化矿物浮选的电化学平衡 黄铁矿的无捕收剂浮选开始于反应（黄铁矿的无捕收剂浮选开始于反应（9）式：）式：eSFeFeSO2222（9）)(24. 0SHEVE 而黄铁矿表面氧化出现意味着无捕收剂浮选的结束：而黄铁矿表面氧化出现意味着无捕收剂浮选的结束： eHOSOHFeOHFeS79)(6232322pHE076.0497.0（10）3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.4 硫化矿物

37、浮选的电化学平衡硫化矿物浮选的电化学平衡 有黄药存在时（丁黄药），前面的研究表明，黄药在黄铁有黄药存在时（丁黄药），前面的研究表明，黄药在黄铁矿表面氧化生成双黄药，导致其可浮。矿表面氧化生成双黄药，导致其可浮。eXX222（11）lg059. 0128. 0XE3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.4 硫化矿物浮选的电化学平衡硫化矿物浮选的电化学平衡 电化学研究表明黄药在黄铁矿表成氧化生成双黄药是分步电化学研究表明黄药在黄铁矿表成氧化生成双黄药是分步进行的，首先发生进行的，首先发生X-的电化学吸附，然后再生成双黄药的电化学吸附，然后再生成双黄药X2，反，反应（应（10

38、）如果优先发生，则（）如果优先发生，则（11）式难以进行。因此，可以建）式难以进行。因此，可以建立黄铁矿浮选时的立黄铁矿浮选时的E-pH-C关系（关系（C为为X-浓度）浓度） pHE076. 0497. 024. 0pHE076. 0497. 0lg059. 0128. 0C=0 C0 同理也可求出黄铁矿浮选的临界浮选范围，从电化学平衡同理也可求出黄铁矿浮选的临界浮选范围，从电化学平衡的角度建立的角度建立Barsky关系式：关系式：27. 9288. 1OHX（12）3 捕收剂捕收剂-硫化矿物的电化学反应硫化矿物的电化学反应 3.4 矿浆电位对硫化物矿物浮选的影响矿浆电位对硫化物矿物浮选的影响l矿浆电位矿浆电位 在浮选悬浮液中，一般把用铂电极做指示电极测得的“平衡电位“，即相对于标准氢电极的铂电极电位。 矿浆电位的作用矿浆电位的作用调节矿浆电位的方法来控制硫化物矿物表面的氧化还原性质，调节矿浆电位的方法来控制硫化物矿物表面的氧化还原性质，改变矿物的亲水疏水性，达到改变矿物可浮性的目的。改变矿物的亲水疏水性，达到改变矿物可浮性的目的。 202222223222242222321222342()222()2222MeSOHMeSH OMeSOH OMe OHH SOMeOH OMe OHH SOMeSOHMeS OH O3 捕收