捕收劑

捕收劑，是改變礦物表面疏水性，使浮游的礦粒黏附於氣泡上的浮選藥劑。最重要的一類浮選藥劑。它具有兩種最基本的性能：(1)能選擇性地吸附在礦物表面上；(2)能提高礦物表面的疏水程度，使之易於在氣泡上粘附，從而提高礦物可浮性。

基本介紹

• 中文名：捕收劑
• 外文名：collector
• 分類：極性/非極性捕收劑
• 套用：礦物浮選
• 性質：異極性有機化合物

結構

捕收劑絕大多數都是異極性有機化合物。例如黃藥類、羧酸類、脂肪胺類等。其分子的結構中一般都包含兩個基：極性基和非極性基，它們對整個分子浮選性能有重要影響，捕收劑極性基的組成和結構決定捕收劑的化學性質和在水中解離性質。

各類捕收劑在水中解離後，極性基中的親固原子主要是-S-、-O-和-NH+3。一般地說，當捕收劑的親固原子與礦物中的非金屬元素同類時，就可以發生捕收作用。

作用機理

捕收劑作用的基本方式是藥劑的分子或離子在礦物—水界面的吸附。主要有分子吸附、離子吸附、半膠束吸附和捕收劑的反應產物在礦物表面的吸附等。

(1)分子吸附。被分散或被溶解於礦漿溶液中的捕收劑分子在礦物表面上的吸附。非極性分子的物理吸附，主要是各種烴類油的吸附；極性分子的物理吸附，主要是黃藥、油酸和胺類捕收劑的未解離的分子在固-液界面的吸附。

(2)離子吸附。礦漿中捕收劑離子在礦物表面上的吸附，例如，在pH>5時，黃藥在方鉛礦表面上的吸附，油酸類捕收劑在含鈣礦物(螢石、方解石、白鎢礦等)上的吸附等。

(3)半膠束吸附。當捕收劑濃度足夠高時，長烴鏈捕收劑的非極性基吸附在礦物表面上，締合而形成二維空間的膠束，這種吸附稱“半膠束吸附”。例如使用十二烷基醋酸胺浮選石英時，隨十二胺濃度增加，十二胺離子吸附增多，在礦物表面形成半膠束。

(4)捕收劑的反應產物在礦物表面的吸附。捕收劑在礦漿中與其他離子或礦物表面作用過程中可能發生一系列反應，反應中的一些產物在礦物表面上的吸附。如黃藥在硫化礦物表面作用或在礦漿中氧化可生成烴基-硫代碳酸鹽(ROCOS-)及過黃藥(ROCSSO-)，它們分別可吸附於被氧化的礦物表面和硫化礦表面，而產生捕收作用。

類別

按藥劑的分子結構，捕收劑可以分為極性捕收劑和非極性捕收劑兩大類別。極性捕收劑根據藥劑在水溶液中的解離性質，可分為離子型和非離子型兩類。離子型捕收劑又根據起捕收作用的疏水離子的電性，分為陰離子型、陽離子型以及兩性捕收劑；陰離子型捕收劑按極性基的化學組成又進一步分為硫代化合物類，即巰基捕收劑和烴基含氧酸類，即氫氧基捕收劑；陽離子型捕收劑即胺類捕收劑;非極性捕收劑是屬於有機化合物的烴類油。(見表)

常用的硫化礦捕收劑有黃藥、黃藥衍生物、黑藥、白藥、苯並噻唑硫醇、苯並咪唑硫醇、苯並嗯唑硫醇等。

氧化礦捕收劑主要有脂肪酸及其鈉皂、烷基磺酸鹽、烷基硫酸鹽、磷酸酯、砷酸酯、脂肪胺及其鹽、松香胺、季銨鹽、二胺及多胺類化合物、兩性表面活性劑等。

油類捕收劑，如煤油、柴油等。捕收劑分類表：

捕收劑分子結構特徵			類型	品種及組分	套用範圍
極; 性; 捕; 收; 劑	離; 子; 型	陰離子型	巰基捕收劑	黃藥類：ROCSSM; 黑藥類：(RO)2PSSM; 硫氮類：R2NCSSM; 硫脲類：(RNH)2CS	捕收自然金屬及金屬硫化礦
			氫氧基捕收劑	羧酸類：RCOOH(M); 磺酸類：RSO3H(M); 硫酸酯類：ROSO3H(M); 胂酸類：RAsO(OH)2; 膦酸類：RPO(OH)2; 羥肟酸類：RC(OH)NOM	捕收各種金屬氧化礦及可溶; 鹽類礦物; 捕收鎢、錫及稀有金屬礦物; 捕收氧化銅礦物
		陽離子型	胺類捕收劑	脂肪胺類：RNH2; 醚胺類：RO(CH2)3NH2	捕收矽酸鹽、碳酸鹽及可溶鹽; 類礦物
		兩性型	胺基酸捕收劑	烷基胺基酸類：RNHRCOOH; 烷基氨基磺酸類：RNHRSO3H	捕收氧化鐵礦、白鎢礦、黑鎢; 礦等
	非離子型		酯類捕收劑	硫氨酯類：ROCSNHR′; 黃原酸酯類：ROCSSR′; 硫氮酯類：R2NCSSR′	捕收金屬硫化礦物
			雙硫化物類; 捕收劑	雙黃藥類：(ROCSS)2; 雙黑藥類：[(RO)2POSS]2	捕收沉澱金屬粉末及硫化物
非極性捕收劑			烴類油	烴油類CnH2n+2; CnH2n	捕收非極性礦物及作輔助捕收劑

註：表中R、R′為不同烴基;M為Na、K;NH₄或H，其餘為元素符號。

用量選擇

捕收劑在礦物表面的作用有物理吸附、化學吸附和表面化學反應。捕收劑的吸附與礦物浮選行為有密切關係。在一定的捕收劑濃度範圍內，隨著藥劑濃度提高，吸附量增大，浮選回收率顯著上升；濃度達到相當值後，回收率隨濃度及吸附量提高的幅度變小；捕收劑濃度過高時，吸附量還可繼續增大，但浮選回收率卻不再升高，甚至反而下降。因此，在浮選過程中要正確掌握捕收劑的用量，以獲得最佳效益。