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阳离子捕收剂与非硫化矿的作用机理

2020-01-29 11:1329900选矿技术网

    阳离子捕收剂对非硫化矿,特别是对硅酸盐类矿物的作用机理与阴离子捕收剂有明显区别:
    (
1)阳离子捕收剂本身往往同时有起泡性;
    (
2)对矿泥敏感;
    (
3)选择性差,捕收能力强;
    (
4)主要是静电力物理吸附及分子力的物理吸附;
    (
5)由于选择性差,故调整剂的作用极为重要。
       A  药性
   
常用的阳离子捕收剂是含10~20个碳原子的胺盐,其主要药性如解离常数、溶解度、临界胶束浓度列于表1.

1    十二胺的重要药性 

胺盐

解离常数

分子组分的溶解度/mol

临界胶束浓度(CMC/mol

十二胺

甲基十二胺

二甲基十二胺

三甲基十二基氢氧化胺

4.3×10-4

10.2×10-4

5.5×10-4

1(强碱)

2×10-5

1.2×10-5

7.2×10-6

0.13(氯盐,30

 

 

0.0160.02氯盐,30

 
    胺的溶解度及临界胶束浓度与烃链长度有关,各种不同烃链伯胺的药性见表2

2  不同烃链伯胺的性质 

链长

分子组分的溶解度/mol

临界胶束(CMC/mol

10C

12C

14C

16C

18C

5×10-4

2×10-4

1×10-6

3.2×10-2

1.3×10-2

4.1×10-3

8.3×10-4

4.0×10-4

 
      烃链增长,垮解度降低,临界胶束浓度也降低。
   
B 胺离子及分子的物理吸附
   
胺离子及分子的物理吸附,主要是静电力吸附,也包括范氏力吸附。十二胺离子在石英表面吸附时,十二胺酯酸盐浓度对石英表面动电位的影响,低浓度时,对动电位影响不大,这时可能有个别的十二胺阳离子吸附。浓度增高时逐步变为半胶束吸附。当PH一定时,要使石英表面动电位变为零,需要的胺盐浓度与烃链长度有关,烃链愈长,半胶束的浓度愈小,适合浮选的pH范围就扩大。
   
PH对吸附及电性的影响:一方面,H+OH-本身是许多矿物的定位离子;另一方面,OH-影响弱碱性捕收剂的水解度。胺是弱碱,例如,十二胺在25时的平衡式为:

RNH2() + H2ORNH3 + OH-

K

[RNH+3]·[OH-]

4.3×10-4

[RNH2]


RNH2(固)+H2ORNH3+OH-

K[RNH3+][OH-]8.6×10-9

RNH2(固)RNH2()

K固液[RNH2()]2×10-5

      根据上述平衡式,可以算出,胺在不同PH条件下各组分的存在情况。在酸性溶液中,以RNH+3为主,从pH7~10左右,RNH3逐渐减少,RNH2(液)逐渐增加,至pH10.65时两者相等。PH10 .5因发生RNH2(固)沉淀,RNH+3急剧减少。
   
用胺盐浮选石英时,石英的可浮pH与胺分子沉淀pH的关系见表3

3  十二胺的分子沉淀PH与石英浮选PH的关系

胺类

分子沉淀PH

最大可浮性PH

最大接触角PH

胺的总浓度/4×10-4mol

伯胺

仲胺

叔胺

季胺

9.4

9.5

8.0

12.0

9.0

8.8

8.0

11.3

9.6

9.1

8.0

10.6

胺的总浓度/4×10-5mol

伯胺

仲胺

叔胺

季胺

10.6

10.6

9.1

13.0

9.7

10.1

10.2

9.0

11.2

 
    可见胺分子沉淀的PH与石英最大可浮性或最大接触角是相当接近的。

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