浮选药剂结构

中国浮选药剂的结构与性能研究

发展史与现状

介绍内容：中国的浮选药剂的结构与性能研究发展史浮选药剂的结构与性能理论的应用实例中国的浮选药剂的结构与性能研究杰出人物中国的浮选药剂的结构与性能研究相关书籍中国的浮选药剂的结构与性能研究相关成果关键词：矿物浮选、浮选药剂、浮选药剂的结构与性能

1.前言我国是浮选药剂生产大国，与前苏联和印度的浮选药剂生产与销售占据了全球用量的98%左右。为了推动我国的浮选药剂的研发与生产销售，进一步提高中国在全球的选矿药剂地位，笔者根据手头掌握的资料，写成此文，希望有利于我国的浮选药剂研究机构与生产厂家进一步的合作以及选矿药剂发展。2.中国的浮选药剂的结构与性能研究发展史用克劳贝尔定则解释了醇类起泡剂的结构与浮选性能

1956年，中南矿冶学院朱建光教授在《中南矿冶学院学报》发表了我国第一篇有关浮选药剂的结构与性能的研究文章，他用克劳贝尔定则解释了醇类起泡剂的结构与浮选性能，该文被收录在1963年出版的我国第一部浮选药剂专著《有机浮选药剂》中。分子轨道理论解释浮选药剂结构与性能1974年，中南矿冶学院王淀佐教授在《矿冶科技》发表了我国第一篇“浮选药剂结构与性能的量子化学研究”论文，第一次在全球提出用分子轨道理论解释浮选药剂结构与性能，较国外的研究要早。浮选药剂性能的电负性计算1975年，王淀佐教授在《有色金属》发表了“浮选药剂性能的电负性计算”论文。CMC计算、HLB计算、浮选起泡剂性能的等张比容计算

1977年，王淀佐教授在《有色金属》先后发表了浮选药剂性能的CMC计算、HLB计算、浮选起泡剂性能的等张比容计算、浮选药剂分子几何大小与选择性、浮选剂性能的水油度计算等论文来讨论了浮选药剂结构与性能。螯合浮选剂的结构与性能1978年，昆明工学院刘邦瑞教授出版了《螯合浮选剂》一书，总结了螯合浮选剂的结构与性能。浮选药剂结构与性能综合判据1980年，王淀佐教授在《中南矿冶学院学报》分两次发表了由他综合以前的研究结果总结出有关浮选药剂结构与性能综判据。王淀佐教授发表的上述论文被收录在1981年出版的《浮选药剂作用原理与应用》一书。有机化学同分异构原理合成选矿药剂的理论1980年，朱建光教授在《中南矿冶学院学报》提出利用有机化学同分异构原理合成选矿药剂的理论，并成功合成了黑钨与锡石的浮选捕收剂。论文被收录在1996年出版的《浮选药剂的化学原理》一书。同系列原理、同稀系原理、同电素原理、同分异构原理、同型原理、拼和原理1982年和1983年，见百熙教授两次分别在《国外金属矿选矿》和《有色金属》用高等药物化学原理的1.同系列原理，2.同稀系原理、3.同电素原理、4.同分异构原理、5.同型原理、6.拼和原理来讨论了浮选药剂的结构与性能。软硬酸碱化学原理1988年，朱一民教授在《稀有金属》用软硬酸碱化学原理解释了捕收剂结构与矿物的浮选机理。矿物浮选与化学元属周期表1989年，周菁教授和朱一民教授分两次在《湖南有色金属》以“矿物浮选与化学元属周期表”为题讨论了浮选药剂的结构与性能。共扼化学原理1991年，朱一民教授在《有色矿冶》发表了用共扼化学原理解释硬脂肪酸与软脂肪酸、苄基胂酸与甲苯胂酸的浮选差异。软硬酸碱化学原理1992年，林强教授在《中国青年选矿会议论文集》发表了用软硬酸碱化学原理作为浮选药剂的选择判据的论文并提出浮选药剂活性——选择性原理与活性屏蔽——恢复假说。浮选药剂性能的碎片计算法1996年，林强教授在《中南矿冶学院学报》发表了浮选药剂性能的碎片计算法。林强教授的上述论文被收录在1996年出版的《选矿与冶金药剂分子设计》一书。浮选药剂性能的能量判据计算法1999年，蒋玉仁教授在《中南工业大学学报》发表了浮选药剂性能的能量判据计算法的论文。。化学反应电子转移判据在浮选捕收剂结构与性能关系2001年，周国华博士与孙伟教授在《有色金属》发表了化学反应电子转移判据在浮选捕收剂结构与性能关系的研究成果。。数学拓捕理论研究化学药剂结构与性能关系2003年，蒋玉仁教授在《物理化学学报》发表了用数学拓捕理论研究化学药剂结构与性能关系的研究成果，提示用数学拓扑理论研究浮选药剂结构与性能关系的前景。2010年，孙伟教授在长沙国际选矿会议上发表了有关用数学拓扑理论研究浮选药剂结构与性能关系的研究成果的演讲。3.浮选药剂结构与性能理论的应用实例有关浮选药剂结构与性能在选矿中的应用分两部分，一是解释浮选及药剂作用机理，二是指导合成选矿药剂。3.1浮选药剂结构与性能理论解释浮选及药剂作用机理

1985年开始，由中国的研究工作者撰写大量的应用浮选药剂结构与性能理论解释浮选及药剂作用机理的论文在国内外发表，如胡岳华用该理论解释了螯合剂分子浮选黑钨矿机理，徐正和用份子轨道理论解释钛铁矿细泥的絮凝机理，刘清高解释了硫羰基捕收剂分选硫化矿的机理，程建国解释了亚磷酸酯的浮选锡石的浮选机理，肖友明解释了H203浮选稀土矿的浮选机理，朱一民解释了金属阳离子活化雌黄矿的浮选机理，周菁解释了丁铵黑药捕收辉锑矿的浮选机理，王桂茗解释了羟肟酸浮选铁矿的浮选机理等等。在上世纪80-90年代，中国自己培养的博士硕研究生所作的浮选论文，几乎都用浮选药剂结构与性能理论解释浮选现象。3.2浮选药剂结构与性能理论指导合成选矿药剂实验室成功的例子很多，据报道已不下50例。工业化成功的例子很少。3.2.1苯乙烯膦酸的合成与应用符合同稀系原理见百熙教授用高等药物化学同稀系原理合成了苯乙烯膦酸,并成功地应用于黑钨、锡石、稀土矿、钛铁矿的工业浮选中。下面简要介绍苯乙烯膦酸的合成与浮选钛铁矿情况（一）苯苯乙烯烯膦酸酸简介介苯乙烯烯膦酸酸的结结构式式为C6H5CH=CHPO3H2,可用用苯乙乙烯和和五氯氯化膦膦为原原料合合成，，反应应式如如下：：C6H5CH=CH2+2PCl5→C6H5CClH-CH2-PCl4·PCl5C6H5CH=CH·PCl4·PCl5+SO2→C6H5-CH=CH-POCl2C6H5-CH=CH-POCl2+H2O→→C6H5=CHPO3H2合成时时用高高沸点点的正正构烷烷烃做做溶剂剂将三三氯化化磷溶溶于高高沸点点正构构烷烃烃中，，通入入氯气气，再再加入入苯乙乙烯进进行反反应，，生成成复合合物，，在通通入二二氧化化硫，，使中中间产产物分分解成成苯乙乙烯基基二氯氯氧磷磷，将将副产产品二二氯氧氧硫和和三氯氯氧磷磷分离离后有有效利利用，，可降降低成成本，，苯乙乙烯二二氯氧氧磷再再水解解成苯苯乙烯烯膦酸酸，收收率可可达到到80%。。苯乙烯膦膦酸是白白色晶体体，熔点点159℃—160℃℃，可溶溶于水，，与Sn+2、Sn+4、Fe+3等离子生生成难溶溶的盐，，对Ca+2,Mg+2生成的盐盐溶解度度较大，，苯乙烯烯膦酸不不具起泡泡性，用用作捕收收剂要加加起泡剂剂。（二）钛钛铁矿浮浮选试验验采用实际际生产获获得的重重选粗精精矿进行行浮选试试验研究表明明：矿浆浆pH对对浮选影影响显著著，以3.5左左右为宜宜；苯乙乙烯膦酸酸与松醇醇油交互互作用显显著；苯苯乙烯膦膦酸单独独作用效效应很小小，不显显著；硅硅酸钠有有利于浮浮选；松松醇油的的用量显显著影响响浮选效效果。试验结果果：原矿矿品位22.33%TiO2,一次粗粗选精矿矿品位44.44%，，回收率率83.54%；经一一次精选选精矿品品位48.63%，，精选作作业回收收率92.51%3.2.2苄基基胂酸的的合成与与应用符符合同分分异构系系原理朱建光教教授利用用有机化化学同分分异构原原理合成成选矿药药剂的理理论，成成功合成成了的浮浮选捕收收剂甲苯苯胂酸的的同分异异构体苄苄基胂酸酸并成功功地应用用于黑钨钨、锡石石、稀土土矿、金金红石的的工业浮浮选中。。下面简简要介绍绍苄基胂胂酸的合合成与浮浮选钛铁铁矿情况况。（一）苄苄基胂酸酸简介苄基胂酸酸有下述述结构式式：C6H5CH2AsO3H2,由苄氯氯与亚胂胂酸钠反反应生成成，酸化化至pH值为1—2，，便析出出苄基胂胂酸。C6H5CH2Cl+Na3AsO3→C6H5CH2AsO3Na2+NaClC6H5CH2AsO3Na2+H2SO4→C6H5AsO3H2+NaSO4工业产品品含苄基基胂酸80%左左右，含含无机砷砷1%以以下，还还含有少少量氯化化钠、硫硫化钠、、硫酸钠钠，其余余全为水水分。苄苄基胂酸酸为白色色针状晶晶体，熔熔点196℃～～197℃，分分解是二二元酸，，在水中中分两步步电离，，pk1和pk2分别别为4.43和和7.51，水水溶液呈呈酸性，，可溶于于碱液中中。苄基基胂酸与与Fe2+、Fe3+、Sn2+、Sn4+、Cu2+、Mn2+、Pb2+、Zn2+等生成难难容的盐盐，对Ca2+,Mg2+离子不敏敏感，对对含Ca2+,Mg2+的矿物捕捕收力弱弱，故选选择性好好，有毒毒不宜入入口。（二）苄苄基胂酸酸浮选攀攀枝花钛钛铁矿矿石中主主要金属属矿物有有钛磁铁铁矿、钛钛铁矿；；其次为为磁赤铁铁矿、褐褐铁矿；；硫化物物以磁黄黄铁矿为为主，尚尚有钴镍镍黄铁矿矿、硫钴钴矿、黄黄铁矿、、及黄铜铜矿等。。脉石矿矿物以钛钛普通辉辉石、斜斜长石为为主。此此外，尚尚有钛闪闪石、橄橄榄石、、绿泥石石、蛇纹纹石等。。矿石中中含TFe31～35%、TiO211～12%、、V2O30.28～0.34%、Co0.014～～0.023%、Ni0.008～～0.015%。用苄基胂胂酸作捕捕收剂，，用硫酸酸作pH调整剂剂，1：：1酸化化水玻璃璃作抑制制剂，松松醇油作作起泡剂剂通过条条件试验验后获得得可从含含9.19%TiO2的给矿得得到品位位47.43%TiO2，回收率率56.86%的钛精精矿，尾尾矿品位位降到2.39%的好好指标。。3.2.3苯甲羟肟肟酸的合成成与应用符符合同分异异构系原理理戴子林、伍伍喜庆教授授利用有机机化学同分分异构原理理合成选矿矿药剂的理理论，成功功合成了的的浮选捕收收剂水杨醛醛肟的同分分异构体苯苯甲羟肟酸酸并成功地地应用于黑黑钨、锡石石、稀土矿矿、钛铁矿矿的工业浮浮选中。下下面简要介介绍苯甲羟肟酸酸的合成与浮浮选稀土矿矿情况。（一）苯甲甲羟肟酸简简介苯甲羟肟酸酸的合成原原理：苯甲甲羟肟酸可可用苯甲酸酸和甲醇（（或乙醇））作用在硫硫酸的催化化下先生成成苯甲酸甲甲酯（或乙乙酯），亦亦可从苯甲甲酸酯作原原料合成，，再与羟胺胺作用在碱碱性介质中中生成苯甲甲羟肟酸钠钠，将后者者酸化便生生成苯甲羟羟肟酸，反反应式如下下：苯甲羟肟酸酸为白色晶晶体溶于水水，水溶液液呈酸性，，Ka=1.66××10-9，放置后后慢慢变红红，其水溶溶液遇Fe+离子亦变红红。工业产产品一般呈呈枣红色，，水溶液起起泡性能很很弱，用苯苯甲羟肟酸酸作捕收剂剂浮选矿物物时要添加加起泡剂。。（二）苯甲甲羟肟浮选选稀土矿试试验试验结果：：精矿产率44.93%，稀土土品位59.41%回收率84.59%的指标，回回收率提高高了9.61%。另据报导：：用苯甲羟羟肟酸为捕捕收剂，氢氢氧化钠、、水玻璃、、明矾组合合调整剂，，浮选REO为29.04%的给给矿，获得得品位60.40%，REO回收率82.51%的精矿。。3.2.4徐金球教教授利用有有机化学同同分异构原原理合成选选矿药剂的的理论，成成功合成了了的浮选捕捕收剂H205的同同分异构体体F203并成功地地应用于锡锡石的浮选选工业中。。（一）F203简介介C6H5NO2→C6H5NHOHC6H5NHOH+C4H9ONO+NH3→C6H5N(NO)ONNH4(二)浮浮选锡石结结果用为F203为捕收收剂，浮选选含锡品位位为1.01%的给给矿，经过过一粗一扫扫三精的浮浮选流程，，获得品位位27.89%，回回收率91,86%的锡精矿矿。4.中国的《浮浮选药剂的的结构与性性能》研究究杰出人物物4.1、老老一辈的研研究工作者者见百熙教授授：河北良乡人人。1946年毕业业于辅仁大大学研究生生院,获硕硕士学位。。历任北京京大学医学学院讲师,中科院院北京化学学所助理研研究员,冶冶金部长长沙矿冶研研究院研究究员、选矿矿药剂室主主任、技术术顾问,中中国金属属学会选矿矿学会药剂剂组副组长长,湖南南省金属学学会常务理理事,教教授级高级级工程师。。著有《浮浮选药剂》》、《高等等药物化学学》、《英英汉金属矿矿物词典》》、《化学学药物的化化学与工业业学》(译著)等等书。朱建光教授授：广西平南县县人。１９９４９年７７月毕业于于广西大学学化学系，，并留校任任教。１９９５３年调调中南矿冶冶学院工作作，中国有有色金属学学会选矿学学会药剂组组组长，中中南矿冶学学院理学系系副主任。。著有《有有机浮选药药剂》、《《浮选药剂剂的化学原原理》、《《钛铁矿、、金红石和和稀土选矿矿技术》等等书。4.2文革革前新中国国培养的研研究工作者者王淀佐院士士：1934年年出生，辽辽宁省锦县县人，1961年毕毕业于中南南矿冶学院院。曾任中中南工业大大学校长、、北京有色色金属研究究总院院长长，中国工工程院常务务副院长、、中南大学学教授、博博士生导师师。1991年当选选为中国科科学院学部部委员，1994年年当选为中中国工程院院首批院士士。他还是是美国国家家工程科学学院外籍院院士、俄罗罗斯圣彼得得堡工程院院院士。著著有《浮选选药剂作用用原理与应应用》、《《选矿与冶冶金药剂分分子设计》》、《矿物物浮选和浮浮选药剂》》等相关著著作。4.2经过过文革后高高考培养的的研究工作作者胡岳华教授授：1962年年1月出生生，湖南湘湘潭人，中中南工业大大学矿物工工程系矿物物加工专业业博士研究究生毕业，，工学博士士、教授、、博士研究究生导师。。现任中南南大学副校校长。著有有《浮选溶溶液化学》》等相关著著作。林强教授：：1962年年7月生,四川省安安岳县,1989年毕业于于中南工业业大学,获获工学博士士学位。先先后在昆明明理工大学学、中南工工业大学博博士流动站站、中南工工业大学、、青岛化工工学院和海海南大学工工作。现任任海南大学学材料与化化工学院教教授、海南南大学副校校长，合著著有1996年出版版的《选矿矿与冶金药药剂分子设设计》一书书。钟宏教授：：1961年年3月出生生，浙江省省龙泉市人人，博士，，教授，博博士生导师师。现任中中南大学化化学化工学学院院长，，化工冶金金研究所所所长。中众众化工科技技有限公司司董事、技技术总监。。中国有色色金属学会会理事兼青青年工作委委员会主任任，湖南省省化学化工工学会理事事。戴子林教授授：1964年年1月出生生，1987年6月月毕业于中中南工业大大学矿物工工程系，获获工学硕士士学位，2001年年获教授级级高级工程程师职称。。现从事选选矿药剂、、选矿工艺艺、钒湿法法冶金以及及高性能复复合材料助助剂的开发发研究工作作。徐金球教授授：1965年年出生，，湖北省通通城县人，，先后于1985年和1988年获得得中南大学学矿物加工工工程专业业的学士学学位和硕士士学位，2002年获得得昆明理工工大学环境境工程专业业的博士学学位，2005年年从上海海交通大学学博士后流流动站出站站，2007年年3月月至9月月在英国国CardiffUniversity的的GRC研究究中心访问问，现为上上海第二工工业大学城城市建设与与环境工程程学院环境境工程专业业的教授。。蒋玉仁教授授：1994年年于中南大大学获矿物物加工与生生物工程博博士学位，，现任中南南大学制药药系主任，，教授，博博导。合著著有1996年出版版的《选矿矿与冶金药药剂分子设设计》一书书。孙伟教授：：33岁，博博士，教授授，中南大大学资源加加工与生物物工程学院院矿物加工工工程系主主任。5.中国的的《浮选药药剂的结构构与性能》》研究相关关成果5.1“浮浮选药剂理理论”获湖湖南省1982年科科技进步4等奖获奖人：王王淀佐5.2“浮浮选药剂结结构与性能能”获原原冶金工业业部1983年科技技进步3等等奖获奖人：王王淀佐5.3“浮浮选药剂结结构理论””获原国家家教委1987年科科技进步1等奖获奖人：王王淀佐、朱朱建光5.4“浮浮选药药剂结结构理理论及及找药药分子子设计计”获获中华华人民民共和和国1988年年自然然科学学3等等奖获奖人人：王王淀佐佐、朱朱建光光5.5“利用有有机化化学同同分异异构原原理合合成选选矿药药剂””获获原中中国有有色金金属工工业总总公司司工业业部1993年年科技技进步步3等等奖获奖人人：朱朱玉霜霜、朱朱建光光5.6“浮选药药剂分分子设设计理理论及及应用用”获海南南省2002年年科技技进步步2等等奖获奖人人：林林强蒋蒋玉玉仁6.中中国国《浮浮选药药剂的的结构构与性性能》》研究究相关关著作作6.1《浮选选药剂剂作用用原理理与应应用》》冶冶金金工业业出版版社1982，，王淀淀佐6.2《矿物物浮选选和浮浮选药药剂》》中中南南大学学出版版社1986，，王王淀淀佐6.3《浮选选药剂剂》（（教材材）冶冶金金工业业出版版社1990，，朱建建光6.4《选矿矿与冶冶金药药剂分分子设设计》》中中南南大学学出版版社1996，，王淀淀佐、、林强