[科普中國(guó)]-兩性捕收劑

捕收劑概述

凡能選擇性地作用于礦物表面，使礦物表面疏水的有機(jī)物質(zhì)，稱為捕收劑。國(guó)內(nèi)對(duì)捕收劑命名結(jié)尾常帶“藥”字（黃藥、黑藥等）?？梢宰鳛椴妒談┑挠袡C(jī)化合物很多，實(shí)踐中常用的如黃油酸，煤油等。作為工業(yè)上適用的優(yōu)良捕收劑應(yīng)滿足如下要求：

（1）原料來源廣，易于制??；

（2）價(jià)格低，便于使用，即易溶于水，無臭，無毒，成分穩(wěn)定、不易變質(zhì)等；

（3）捕收作用強(qiáng)，具有足夠的活性；

（4）有較高的選擇性，最好只對(duì)某一種礦物具有捕收能力。

按照捕收劑的分子結(jié)構(gòu)，可將捕收劑分為異極性捕收劑、非極性油類捕收劑和兩性捕收劑等三類1。

兩性捕收劑定義兩性捕收劑，分子中同時(shí)帶有陰離子和陽離子的異極性有機(jī)化合物，常見的陰離子基團(tuán)主要是—COOH基-SO3H基和—OCSSH基；陽離子基團(tuán)主要是—NH2。含有陰、陽離子基團(tuán)的捕收劑，已經(jīng)研究的有各種胺基酸、胺基磺酸以及用于浮選鎳礦和次生鈾礦的胺醇類黃藥、二乙胺乙黃藥等。二乙胺乙黃藥的結(jié)構(gòu)式如下：

(C2H5)2NCH2CH2OCSSNa

它在水溶液中的解離與介質(zhì)的酸堿度有關(guān)：

在酸性介質(zhì)中，二乙胺乙黃藥呈陽離子

(C2H5)2N+HCH2CH2OCSSH

在堿性介質(zhì)中，二乙胺乙黃藥則呈陰離子

(C2H5)2NCH2CH2OCSS-+Na+

等電點(diǎn)時(shí)，不解離，而呈中性分子

(C2H5)2NCH2CH2OCSSH

因此，可以通過調(diào)整礦漿PH，使其產(chǎn)生不同的捕收作用2。

兩性捕收劑的特點(diǎn)因兩性捕收劑既有陰離子官能團(tuán)又有陽離子官能團(tuán)，具有如下優(yōu)良性能：

一是良好的水溶性和抗低溫性；

二是多數(shù)兩性捕收劑不受硬水和海水的影響或影響較??；

三是能夠在礦物表面發(fā)生靜電吸附和化學(xué)吸附，同時(shí)可與部分金屬離子發(fā)生螯合作用，選擇性好。

典型的兩性捕收劑氨基羧酸型兩性捕收劑劉鴻儒等合成了N -烷基氨基乙酸系列（R-X）、N-烷基氨基丁酸系列（4R-X）、N-烷基氨基己酸系列（6R-X），如表所示。

氨基磺酸型兩性捕收劑氨基磺酸型兩性表面活性劑主要分為：烷基氨基磺酸和烷基氨基二磺酸，主要以烷基胺和鹵代烷基磺酸鹽或磺酸內(nèi)酯為原料進(jìn)行合成。湯芝平等開發(fā)了一種新合成方法：以烷基胺、甲醛和無機(jī)磺化劑（NaHSO3 或 Na2SO3）為原料合成氨基磺酸型兩性表面活性劑。

氨基膦( 磷) 酸型兩性捕收劑包括α -氨基烴基膦酸、烷胺雙甲基膦酸和β-氨基烴基膦酸。

氨基酯基型兩性捕收劑酯類兩性捕收劑由烷基氨與鹵代酯化物反應(yīng)制得。其類似非離子型捕收劑，同礦物表面離子形成絡(luò)合配價(jià)鍵，具有較高的選擇性、液 - 氣界面活性及起泡性 。王暉等認(rèn)為酯類兩性捕收劑是羧酸型兩性捕收劑選擇性強(qiáng)化的一條有效途徑。由于其羰基氧原子能與 OH-發(fā)生氫鍵鍵合，故對(duì)于硅酸鹽礦物有較高的選擇性3。

兩性捕收劑最新進(jìn)展出于對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，近年開發(fā)的新藥劑都用代號(hào)表示。主要有：MC 系列新型高效兩性鐵礦石浮選藥劑、 KS 系列捕收劑。

MC 系列兩性捕收劑主要由烷基胺和有機(jī)酸鈉反應(yīng)合成。MC 系列兩性捕收劑對(duì)鞍山式貧赤鐵礦石有很好的選礦指標(biāo)，特別是對(duì)非鞍山式貧赤鐵礦石浮選效果更佳，且具有耐低溫、泡沫脆、流動(dòng)好等優(yōu)點(diǎn)。

針對(duì)目前齊大山礦山鐵礦石和脈石平均粒徑越來越小，特別是赤鐵礦的平均粒徑越來越小，共生礦明顯增多的特點(diǎn)，梅建庭等研發(fā)了 KS -Ⅱ、KS -Ⅲ多功能捕收劑。實(shí)踐表明它們可以大幅度提高精礦回收率降低尾礦品位。

KS -Ⅱ合成首先以氨基酸和醇胺化合物為主要原料合成高效助劑，再將其與植物油脂產(chǎn)品反應(yīng)生成KS -Ⅱ； KS -Ⅲ合成首先以植物脂肪酸為主要原料，經(jīng)過磺化、 鹵化、氨化和水解等反應(yīng)，合成一種含有氨基、羧基和磺酸基于同一分子的捕收劑，再將其與植物脂肪酸在復(fù)合催化劑的催化下部分生成縮合產(chǎn)物4。