胺類捕收劑的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景

閆雅雯,羅惠華,趙軍,劉宇桐,張振翼

1.武漢工程大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院，湖北 武漢 430073;2.孝感市天翔礦業(yè)科技有限公司，湖北 孝感 432818

0 引言

胺類表面活性劑是礦物浮選常用的一類陽離子捕收劑，由于其在水中水解形成-NH3+基團(tuán)，這種帶正電的基團(tuán)與礦物表面發(fā)生吸附作用，烴基部分具有很強(qiáng)的疏水性，使得礦物表面疏水，所以稱之為陽離子捕收劑[1]。在一定的介質(zhì)條件下，-NH3+基團(tuán)能有效捕收呈負(fù)電性的硅酸鹽礦物以及金屬氧化礦物等[2]，陽離子表面活性劑與礦物表面有較強(qiáng)的半膠束吸附，進(jìn)一步形成礦物與捕收劑分子的吸附基團(tuán)，且在使用時(shí)受溫度影響較小[3]，基本不存在低溫條件下捕收能力減弱的弊端，所以胺類藥劑成為浮選硅酸鹽礦物、金屬氧化礦物等較優(yōu)的選擇。但是，由于胺類捕收劑在浮選中泡沫黏、選擇性差、對礦泥較敏感等缺點(diǎn)，限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的推廣。因此，許多研究者在胺類藥劑在礦物浮選的應(yīng)用以及表面電性、吸附能以及模擬計(jì)算方面進(jìn)行了深入研究，同時(shí)針對胺類捕收劑的弊端進(jìn)行改良，提高其浮選性能，不斷研制出新型的胺類捕收劑，以便更好應(yīng)用于礦物浮選中。

1 胺類捕收劑

胺類陽離子捕收劑大致可以分為以下幾類[4]：(1)脂肪胺，分為伯胺、仲胺和季胺，一般含有RNH2基團(tuán)，其中R一般為C12-C14，固體或膏狀物；(2)醚胺液體，一般含有R-O-(CH2)3·NH2，其中R為C8-C13；(3)季銨鹽，結(jié)構(gòu)多為四個(gè)烷基與中心氮離子相連接；(4)脂肪二胺，一般結(jié)構(gòu)式為RNH2(CH2)3·NH2，其中R為C12-24產(chǎn)品為固體或者膏狀物；(5)醚二胺，結(jié)構(gòu)多為R-O-(CH2)3·NH-(CH2)3·NH2，R碳鏈與上述醚胺類似，產(chǎn)物一般為液體；(6)松香胺和芳香胺；(7)胺類縮合物和嗎啉。

使用胺類捕收劑時(shí)，應(yīng)特別注意礦漿pH值的調(diào)節(jié)和控制，礦漿中RNH3+和RNH2相對濃度的大小影響礦物的浮選，同時(shí)，礦漿中其他無機(jī)鹽陽離子對胺類陽離子在礦物表面雙電層的靜電物理吸附也有同樣重要的作用。胺鹽作為捕收劑在酸性或中性礦漿中RNH3+的濃度較高，且比較穩(wěn)定；當(dāng)浮選需要在弱堿性介質(zhì)下進(jìn)行時(shí)，可直接采用脂肪胺或者季銨鹽藥劑進(jìn)行浮選；而在較高pH值的強(qiáng)堿性礦漿中，胺鹽易形成游離胺分子(或沉淀)，如果必須要在堿性較高的礦漿中進(jìn)行浮選，可以直接使用脂肪胺的煤油、燃燒油或酒精等溶液，而不必使用伯胺的胺鹽水溶液。胺類捕收劑在礦物表面的吸附不牢固[5]，胺的陽離子(RNH3+)在氧化礦物表面吸附主要是靠靜電引力的作用(包括分子間作用力)，這種吸附不牢固，易于從礦物表面上解吸，為了造成有利于半膠團(tuán)吸附的條件，必要時(shí)可以加入適宜長度的烴鏈中性分子等，這樣可顯著改善浮選效果(即改善胺類捕收劑的臨界膠束濃度)；但從另一方面來看，礦物與藥劑基團(tuán)吸附不牢固，有利于混合精礦的進(jìn)一步浮選分離。

由于胺類捕收劑對礦泥較為敏感，在使用前要重點(diǎn)關(guān)注對礦漿性質(zhì)的調(diào)節(jié)。胺類捕收劑中的RNH3+易于吸附在荷負(fù)電的礦泥顆粒表面，這樣不僅會消耗大量的捕收劑，而且會產(chǎn)生大量的黏性泡沫，使浮選過程失去選擇性，降低浮選效果，所以使用胺類捕收劑時(shí)，礦漿常需要預(yù)先脫泥。當(dāng)?shù)V物表面風(fēng)化、污染時(shí)，為了提高胺類捕收劑的選擇性，一般可用酸、堿性溶液在較高的礦漿濃度條件下進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌和擦洗，脫除礦泥后再用新鮮水調(diào)漿，可改善礦物的浮選效果。一般而言，胺類捕收劑對水的硬度不太敏感，但當(dāng)水的硬度過高時(shí)，水中的Ca2+、Mg2+產(chǎn)生競爭吸附,增大了胺類藥劑的用量，此時(shí)應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┸浕甗6]。針對胺類捕收劑使用時(shí)泡沫黏性大、選擇性差等常見問題，可以采用改性、復(fù)配或者與其他類藥劑混合使用等方法改善。

2 胺類捕收劑作用機(jī)理

浮選藥劑作用機(jī)理分析一般從兩個(gè)方面考慮：一個(gè)方面是作用機(jī)理解釋，另一個(gè)方面是對試驗(yàn)研究中的現(xiàn)象和表征作機(jī)制分析。對于胺類捕收劑與礦物的作用機(jī)理主要用雙電層理論和水解理論兩個(gè)基本理論來解釋。在實(shí)際礦物浮選中，究其吸附本質(zhì)，應(yīng)歸結(jié)于胺的陽離子RNH3+在礦物表面雙電層上發(fā)生靜電物理吸附。很多學(xué)者進(jìn)而研究了胺類藥劑與礦物作用的表面基團(tuán)特性以及電位變化，從微觀的角度對其進(jìn)行了表征，甚至利用計(jì)算機(jī)構(gòu)建算法模型對胺類捕收劑的表面反應(yīng)進(jìn)行模擬演算。

2.1 礦物表面電性與捕收捕劑基團(tuán)特性

在藥劑與礦物作用的表征分析中，通過礦物表面電性和動電位的變化來明確藥劑作用的微觀表現(xiàn)。相關(guān)文獻(xiàn)分析了鐵礦物和硅質(zhì)礦物的表面電性與礦漿pH的關(guān)系，以及胺類捕收劑在礦漿中的水解行為，強(qiáng)堿性條件下，胺類捕收劑主要以R-NH2形式存在，導(dǎo)致其不能有效地與硅質(zhì)礦物作用，難以通過反浮選降硅；酸性過強(qiáng)時(shí)，礦漿中胺陽離子(RNH3+)濃度過高 ，胺陽離子之間通過氫鍵相互作用，減少甚至失去與礦物顆粒的吸附作用，不能取得好的分選效果[7]。代淑娟等[8]利用Zeta電位測定及紅外光譜分析，胺類藥劑(如LKD-1)在石英及滑石表面存在靜電吸附作用，胺類陽離子捕收劑與石英的作用方式不是化學(xué)吸附而是物理吸附，而滑石與胺類藥劑作用后出現(xiàn)了N-H 伸縮振動的吸收峰，說明既存在物理吸附又存在化學(xué)吸附。將昊等[9]發(fā)現(xiàn)烷基胺類陽離子捕收劑以靜電作用力吸附于鋁硅酸鹽礦物表面的層面使礦物疏水上浮。

除了對礦物表面電性的分析，也可通過原子力顯微鏡觀察對比不同胺類捕收劑吸附在白云母表面的行為，例如在白云母表面吸附的十二胺藥劑分子比十二烷基三甲基溴化銨更多。石玉翔等[10]采用PCFF phyllosilicates分子力場 ，模擬研究白云母表面的水化作用，因?yàn)椴@鹽能穩(wěn)定地吸附在白云母表面，致使改善白云母表面親水性的能力強(qiáng)于季銨鹽，較好地解釋了伯銨鹽能更好地減弱白云母表面的親水性[10]。

2.2 吸附模型與模擬計(jì)算

在研究藥劑與礦物表面的吸附機(jī)制時(shí)，常采用專業(yè)的建模軟件對分子吸附模型進(jìn)行模擬計(jì)算，然后根據(jù)吸附量對比多胺類、醚胺類及伯胺類與石英的吸附能力。鄢恒珍等[11]通過上述電子模型研究，發(fā)現(xiàn)多胺類的吸附性能優(yōu)于伯胺類與醚胺類。楊雪瑩等[12]通過對藥劑與礦物吸附前后Zeta電位的檢測，用基于MS軟件的 CASTEP 模塊計(jì)算醚胺類捕收劑 DXY-1與石英礦物表面的吸附作用能，明確了醚胺類捕收劑DXY-1與石英(101)表面之間的吸附為靜電吸附和氫鍵作用。王賢晨等[13]利用 Material Studio軟件分析氟磷灰石(001) 面與石英(001) 面的電子性質(zhì)，表明胺類捕收劑與石英之間的結(jié)合能大小順序?yàn)槊寻奉?> 多胺類 >烷基伯胺類，趙聲貴等[14]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)烷基胺捕收劑與鋁硅酸鹽礦物的作用主要是靜電吸附和氫鍵作用；彭蘭等[15]發(fā)現(xiàn)與十二伯胺相比，多胺類藥劑在礦物表面的活性基團(tuán)增多，且計(jì)算結(jié)果說明，多胺類捕收劑是比十二胺更佳的鋁硅酸鹽礦物的浮選捕收劑。王本英等[16]根據(jù)遺傳算法，構(gòu)建20種胺類捕收劑在石英表面上的吸附能與其結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的定量構(gòu)效關(guān)系模型，模型能夠較好預(yù)測胺類捕收劑在石英表面上的吸附能。

很多研究者從模型建立與模擬計(jì)算角度，發(fā)現(xiàn)相關(guān)規(guī)律以及新型胺類藥劑的合成原則。趙利寧等[17]從表面活性劑的視角計(jì)算了多胺捕收劑的 HLB值(親水親油值)、極性基團(tuán)電負(fù)性和 CMC (臨界膠束濃度)值，表明多胺捕收劑中的多個(gè)胺基，共同決定其分子電負(fù)性、HLB值和CMC值的大小，多胺捕收劑的捕收能力較大，譚凱旋等[18]結(jié)合Curls軟件中的高嶺石晶體模型分析，從親礦物基和非極性基兩方面設(shè)計(jì)合成多胺類捕收劑 DN12，通過浮選試驗(yàn)、浮選溶液化學(xué)計(jì)算、動電位測定和紅外光譜測定，研究了該新型藥劑對鋁硅酸鹽礦物的浮選作用及其機(jī)理。

2.3 不同維度微觀對比

在藥劑性能方面，主要集中在不同種類、不同取代基或不同碳鏈長度的胺類藥劑的捕收能力的研究。李仕亮等[19]通過單礦物浮選試驗(yàn)研究了不同胺類藥劑捕收能力的強(qiáng)弱，利用基團(tuán)電負(fù)性 、水-油平衡度和疏水鏈長的計(jì)算結(jié)果，推測3種捕收劑對含鈣礦物捕收性能的差異，結(jié)果表明極性基決定了它們的差異性?？苡竦萚20]利用石英晶體微天平 (QCM-D)并結(jié)合電位研究了不同濃度下捕收劑在石英表面上的吸附機(jī)理，并在相同條件下，對比乙酸酰胺 PA70與新型陽離子胺類捕收劑 605G83，發(fā)現(xiàn)胺類藥劑在石英表面上可以形成規(guī)則且牢固的吸附層。王本英等[21]研究了不同取代基的胺類捕收劑對石英、赤鐵礦單礦物的捕收性能，在陽離子捕收劑分子結(jié)構(gòu)中引入羥基(-OH)或胺基(-NH2)官能團(tuán)有利于其對石英的捕收。周瓊波等[22]對不同鏈長的陽離子胺類捕收劑對石英的捕收能力進(jìn)行了研究，在中性條件下，碳鏈長度以 12～14個(gè)碳為宜。

3 胺類捕收劑的應(yīng)用

由于胺類捕收劑具有較好的捕收特性，且受溫度影響較小，目前在磷礦、鋁土礦、鐵礦以及菱鎂礦和氧化鉛鋅礦浮選中均有廣泛的應(yīng)用。浮選中，一般多采用反浮選脫出脈石礦物，有時(shí)也采用(硫化-)胺法浮選，許多研究都取得了較好的浮選指標(biāo)，對實(shí)際礦石的綜合利用以及資源可持續(xù)發(fā)展有重要作用。

3.1 反浮選脫硅

反浮選常采用陽離子表面活性劑在弱酸性或中性條件下浮選硅酸鹽礦物，降低選礦產(chǎn)品中SiO2的含量。陽離子表面活性劑在硅酸鹽礦物上的吸附比在其他礦物上更有效，可能是由于硅酸鹽礦物表面帶有更多負(fù)電荷[22]。

3.1.1 磷礦反浮選脫硅

在磷礦反浮選中，陽離子捕收劑主要用于去除硅酸鹽礦物，其在水中能解離出-NH3+，在一定的pH范圍內(nèi)，-NH3+能有效捕收石英[23]。郭芳等[24]發(fā)現(xiàn)粗粒級的硅酸鹽礦物可以采用擦洗去除，而細(xì)顆粒的硅酸鹽礦物則可通過反浮選脫出，與醚胺鹽或季銨鹽(CTAB)相比，烷基胺鹽(DAH) 可以更好地浮選去除硅酸鹽礦物。Sahoo等[25]研究純石英的浮選行為，證明十六烷基溴化吡啶和芐基二甲基十四烷基氯化銨捕收石英優(yōu)于傳統(tǒng)陽離子捕收劑DDA(十二胺)和CTAB。有研究表明乙醚二胺在中粗粒石英浮選中效果較好，而乙醚多胺在細(xì)粒石英浮選中效果較好，且在礦漿pH為9時(shí)較好[26]。Nunes[27]采用胺類捕收劑反浮選去除硅酸礦物時(shí)，由于陽離子捕收劑選擇性差、消泡難且僅適用于弱堿性礦漿，致使實(shí)際應(yīng)用效果較差，因此，亟待開發(fā)出新型高效、消泡快的陽離子反浮選脫硅捕收劑。吳中賢等[28]研制出新型胺類捕收劑KDJ，在酸性礦漿條件下，采用一次粗選兩次掃選的脫硅閉路流程，獲得了磷精礦中P2O5品位29.75%的良好指標(biāo)；張華等[29]采用自主研發(fā)的YP-ZYS胺類脫硅捕收劑，硅脫除率提高至91.87%；程仁舉等[30]對于礦石P2O5含量低，礦物組成簡單的貴州中低品位膠磷礦，以改性的胺類捕收劑EM-FM-01作為反浮脫硅捕收劑，獲得了P2O5品位31.26%的磷精礦。胺類藥劑選擇性差的主要原因是胺類捕收劑優(yōu)先附著于礦泥中，消耗了胺類捕收劑但未浮出脈石礦物。針對這一問題，杜橙幻等[31]采用預(yù)先脫泥再反浮選脫硅的方法,并搭配使用多胺類捕收劑T609和消泡劑TOP，從而改善陽離子捕收劑反浮選過程中泡沫多、黏度大、難沖消的問題。浮選中胺類捕收劑與礦物一般為半膠束吸附，為了增強(qiáng)胺類捕收劑的半膠束吸附，可以采用胺類捕收劑與工業(yè)雜醇或脂肪酸類表面活性劑復(fù)配。復(fù)配后的捕收劑在礦物顆粒表面形成了相互平行的吸附，其非極性基能夠相互締合，從而加大捕收劑在礦物表面上的吸附量，使其更容易與氣泡接觸上浮，以取得較好的浮選效果[32-33]。

胺類捕收劑在磷礦浮選中多采用反浮選流程以達(dá)到脫硅的目的，胺類藥劑對溫度適應(yīng)性強(qiáng)但存在泡沫黏以及選擇性差的特點(diǎn)，所以許多研究者常搭配泡沫調(diào)整劑或采用先脫泥后浮選的處理方法。

3.1.2 鋁土礦反浮選脫硅

在鋁土礦浮選中，胺類捕收劑能夠有效脫除硅酸鹽礦物，提高精礦的鋁硅比。不同胺類捕收劑的浮選脫硅性能有一定的差異，相較于單胺類藥劑，多胺類捕收劑的浮選效果更佳。劉水紅[34]等對比幾種胺類藥劑的捕收性能，多胺類捕收劑1228、1227的捕收性能強(qiáng)于十二胺與十八胺。周杰強(qiáng)等[35]使用某種自主研發(fā)的多胺類組合藥劑，采用一次粗選兩次掃選一次精選、中礦順序返回流程處理，可獲得Al2O3含量為65.35%的鋁精礦。還有一些新型胺類藥劑，比如N-十二烷基-1，3-丙二胺[36]、Wj-13[37]以及四種胺類藥劑合成的C401[38]等，其應(yīng)用于鋁土礦反浮選中，均得到了較好的精礦指標(biāo)。劉安榮等[39]針對高硅高硫鋁土礦,使用胺類混合捕收劑(主要含十二胺和十八胺)，松醇油為起泡劑，采用一次粗選兩次精選兩次掃選閉路流程，得到Al2O3回收率為 84.92%、鋁硅比為7.11的鋁土礦精礦。

鋁土礦和鋁硅酸鹽礦物的分離主要依附于兩者表面所帶電荷相反，鋁硅酸鹽礦物表面帶負(fù)電荷，易于同陽離子捕收劑作用而上浮，堿性較強(qiáng)時(shí)，捕收劑以RNH2存在不能在鋁硅酸鹽礦物表面上較好的吸附。為了保持適當(dāng)?shù)腞NH3+濃度，所以多選擇在稍偏酸性的礦漿條件下進(jìn)行浮選。

3.1.3 鐵礦反浮選脫硅

鐵礦石反浮選常用的陽離子捕收劑多為胺類捕收劑。胺類捕收劑品種繁多，如我國生產(chǎn)的混合胺，前蘇聯(lián)生產(chǎn)的АМП等都屬于胺類捕收劑。但是與磷礦浮選類似，應(yīng)用中同樣存在選擇性較差、泡沫黏性大的問題。針對上述問題，劉文剛等[40]利用常見的胺類表面活性劑—月桂?；灏窞樵希铣尚滦偷牡投靖呓到庑园奉惐砻婊钚詣鹿瘐；趸?LAO), 其對石英和赤鐵礦具有良好的選擇性，在適宜條件下，LAO對赤鐵礦和石英的分離效率可達(dá)88.86%；新型醚胺類陽離子捕收劑DCZ[41]與石英及赤鐵礦發(fā)生了氫鍵吸附，與磁鐵礦發(fā)生了靜電吸附，可實(shí)現(xiàn)石英與赤鐵礦及磁鐵礦有效分選；朱一民等[42]采用N-十二烷基乙二胺與N-十二烷基-1,3-丙二胺兩種捕收劑，赤鐵礦反浮選脫硅時(shí)，獲得TFe品位分別為67.2%和66.78%的精礦。劉文剛等[43]在常規(guī)胺類陽離子捕收劑分子結(jié)構(gòu)中引入第二個(gè)基團(tuán)(羥丙基)合成了羥丙基胺類捕收劑，在弱酸或中性條件下，有效分選赤鐵礦與石英。徐冬林等[44]采用醚胺類復(fù)配捕收劑 DLT-I，對鞍千貧赤鐵礦進(jìn)行一次粗選一次精選三次掃選的浮選閉路試驗(yàn)，反浮選獲得鐵精礦TFe品位67.01%的技術(shù)指標(biāo)。夏光華等[45]在鐵精礦脫硅反浮選過程中，根據(jù)礦石性質(zhì)，調(diào)整礦漿pH值在一定的范圍內(nèi)，能使礦漿中的胺陽離子捕收劑保持適當(dāng)?shù)臐舛龋色@得更好的浮選指標(biāo)。

羅立群等[46]發(fā)現(xiàn)單獨(dú)使用胺A24比混合胺(C8～C16)類捕收劑更加有效，獲得了較好的浮選脫硅效果，采用胺類組合皂化油酸表面活性劑作為高嶺土中含鐵礦物的捕收劑，使北海高嶺土精礦自然白度達(dá)到85%～86%，煅燒 (1 200 ℃ ) 白度達(dá)到88%～89%。

在一定pH范圍內(nèi)(多為弱堿性)，常采用陽離子捕收劑將含硅脈石礦物(主要為石英)浮選到泡沫相中，采用淀粉等抑制劑抑制赤鐵礦后，陽離子反浮選石英是一種最重要的分選鐵礦石的方法[47]。我國對陽離子捕收劑的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，目前，國內(nèi)使用和研究的陽離子捕收劑主要有十二胺[48]、季銨鹽、醚胺、醚多胺系列、多胺(如 N-十二烷基乙二胺、N-十二烷基-1,3-丙二胺)CS系列、GE系列、DHPA、N-十二烷基-β-氨基丙酰胺(DAPA)等。鐵礦陽離子反浮選脫硅工藝具有較大的優(yōu)勢，如藥劑制度簡單，同時(shí)兼具起泡性，又可節(jié)省加溫費(fèi)用，但是由于陽離子捕收劑現(xiàn)有種類較少(以伯胺類為主)、對礦泥敏感、泡沫產(chǎn)品黏度高且難處理等因素，使陽離子反浮選工藝現(xiàn)在未能在我國的大多數(shù)鐵礦選廠廣泛應(yīng)用。為滿足節(jié)能減排及選礦技術(shù)工藝的要求，研發(fā)出常溫具備高效回收目的礦物的浮選藥劑具有重要意義。

3.1.4 菱鎂礦反浮選脫硅

菱鎂礦反浮選捕收劑通常采用以十二胺、十八胺、醚胺為主的胺類陽離子捕收劑。在浮選過程中，胺類捕收劑主要通過解離后疏水的RNH3+離子對硅酸鹽礦物起捕收作用[49-50]。盧惠民等[51]結(jié)合遼南地區(qū)菱鎂礦的高硅低鈣特點(diǎn)，首次以醚胺作為反浮選捕收劑，很好地捕收石英和滑石。新型陽離子捕收劑的研制也取得了一定成果，新型胺類藥劑Wely[52]、KD-I[53]在菱鎂礦反浮選除硅中取得了良好效果，該藥劑具有選擇性好、能低溫浮選、泡沫穩(wěn)定、易消泡等特點(diǎn)。于連濤等[54]使用遼寧科技大學(xué)自主研發(fā)的新型捕收劑LKD，得到了MgO含量為97.10%的荾鎂礦精礦。

菱鎂礦石中的石英與胺類藥劑的主要作用機(jī)制是：石英中氧原子的2p軌道對費(fèi)米能級附近的態(tài)密度貢獻(xiàn)最大，且石英的導(dǎo)帶能級大于菱鎂礦的導(dǎo)帶能級，所以使得石英容易參與反應(yīng)，氧活性強(qiáng)，易與陽離子捕收劑作用。石英的零電點(diǎn)為2～3.7，而菱鎂礦的零電點(diǎn)為5.5，此時(shí)藥劑同時(shí)吸附于菱鎂礦表面上，致使兩者不能有效分離，因此，多在堿性條件下進(jìn)行反浮選，此時(shí)石英電負(fù)性遠(yuǎn)大于菱鎂礦電負(fù)性，使得石英優(yōu)先吸附捕收劑，使菱鎂礦與石英得到有效分選。

3.2 鉛鋅氧化礦中鋅的富集

浮選氧化鉛鋅礦石時(shí)，礦漿中胺類捕收劑發(fā)生解離和水解反應(yīng)，RNH2中的N原子的孤對電子與礦物表面的Pb2+離子和Zn2+可以生成絡(luò)合物，發(fā)生化學(xué)吸附。硫化-胺浮選法是較為常用的方法，且多使用自主研發(fā)的醚胺類或伯胺類與脂肪酸復(fù)配藥劑。在鉛鋅氧化礦浮選中，先加入硫化劑硫化礦物表面，使其在表面生成一層疏水性的硫化膜，然后采用巰基捕收劑浮鉛，后脫泥，最后采用胺類捕收劑進(jìn)行浮鋅。很多實(shí)際礦物浮選都采用了上述方法，皇甫明柱等[55]針對云南某大型鉛鋅礦低品位氧化帶的礦石采用硫化-黃藥浮鉛和脫泥—硫化—新型胺類捕收劑KZF浮鋅的工藝流程，取得了鉛精礦鉛品位39.92%，鋅精礦鋅品位37.03%的工藝指標(biāo)。余正華等[56]針對預(yù)先脫泥造成大量金屬流失，且直接硫化-胺法浮選很難富集的硫氧混合鉛鋅礦，可在浮選過程中加入分散劑腐殖酸鈉+LA處理硫化鋅浮選尾礦礦漿，再加入高效的選擇性絮凝劑KN絮凝細(xì)泥，絮凝沉降后的精礦再加入硫化鈉及胺類捕收劑SA進(jìn)行硫化—胺法浮選，可獲得氧化鋅精礦品位達(dá)35.26%、總回收率達(dá)81.26%的良好指標(biāo)。針對云南某氧化鉛鋅礦，在不脫泥的條件下，李來順等[57]采用硫化—黃藥法浮鉛和硫化—胺法浮鋅工藝流程，也獲得了鋅礦回收率71.02%和鋅精礦品位23.51%的良好指標(biāo)，且經(jīng)過對比伯胺類和醚胺類藥劑的浮選性能，最終選擇醚胺類捕收劑CE-619應(yīng)用于閉路試驗(yàn)。羅仙平等[58]先采用Na2CO3調(diào)漿，再硫化浮鉛，然后不脫泥直接采用胺類組合捕收劑ZP-05浮選的方法，可獲得含鉛40.42%、含鋅16.28%的鋅精礦。余江鴻等[59]采用先硫化浮鉛，然后脫泥浮鋅的工藝流程，并選用浮鉛的高效輔助捕收劑S-8和氧化鋅礦物的胺類組合捕收劑A-9，使鉛、鋅得到了較好的分選。硫化-胺法對菱鋅礦、硅鋅礦和水鋅礦的回收效果較好，但對云母、云母、綠泥石或碳質(zhì)頁巖含量較高的礦石，若使用該法回收效果不好。目前，該工藝還常常使用組合藥劑，即伯胺類捕收劑與黃藥混用，具有較強(qiáng)的捕收作用，可以捕收氧化鋅礦石和鐵菱鋅礦石等異極礦，從而對鉛鋅礦物實(shí)現(xiàn)有效分選。

葉軍建等[60]則采用復(fù)配藥劑直接浮選，貴州某地氧化鋅礦石泥化嚴(yán)重，試驗(yàn)結(jié)果表明使用脂肪酸類捕收劑FA-l和胺類捕收劑GA-1組合捕收劑時(shí)浮選指標(biāo)較好，通過一次粗選可以獲得精礦鋅品位22.59%、鋅作業(yè)回收率74.03%的指標(biāo)。相關(guān)新型胺類捕收劑的研發(fā)也推動著胺類捕收劑在鉛鋅礦領(lǐng)域的應(yīng)用，靳晨曦等[61]開發(fā)了一種新型胺類捕收劑F210，采用兩次粗選兩次精選閉路浮選流程，得到鋅品位為28.64%、回收率為52.24%的鋅精礦，實(shí)現(xiàn)了對極低品位氧化鋅礦的有效回收。謝丹丹等[62]采用十八伯胺醋酸鹽作為氧化鋅礦的捕收劑，效果較好，泡沫黏度較低，捕收能力強(qiáng)，藥劑效果較穩(wěn)定。

3.3 其他礦物浮選

胺類捕收劑還可以應(yīng)用于煤礦、釩礦、重晶石等的浮選。在煤礦中有較好的應(yīng)用，主要是胺類捕收劑由于其物理吸附和絡(luò)合物吸附作用，對褐煤中石英、硅酸鹽和碳酸鹽等礦物質(zhì)具有較好的捕收作用。寧可佳等[63]以內(nèi)蒙古寶日希勒的褐煤為研究對象，通過煤泥反浮選試驗(yàn)和正交試驗(yàn)等研究了褐煤的表面特性和浮選特性，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)十二胺(DDA)對褐煤的反浮選效果優(yōu)于十八胺(ODA)和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)。針對江西某石煤型釩礦中的釩主要賦存于釩云母、含釩云母及褐鐵礦中，且部分含釩礦物具有弱磁性的特點(diǎn)，陳志強(qiáng)等[64]采用磁選—浮選聯(lián)合工藝，浮選中使用高效抑制劑抑制GZS及胺類捕收劑TAN回收釩，在原礦釩品位為0.86%時(shí)，可獲得釩品位1.41%、回收率84.01的釩精礦，尾礦釩品位為0.26。劉西分等[65]使用脂肪酸類捕收劑8#油與胺類捕收劑F-102處理鋯英石強(qiáng)磁尾礦，經(jīng)1次粗選2次精選1次掃選優(yōu)先浮選重晶石，最終可獲得產(chǎn)率22.51%、品位為63.18、回收率為95.44%的重晶石精礦。

4 結(jié)語

胺類藥劑主要分為脂肪胺、醚胺、季銨鹽、脂肪二胺、醚二胺等，其酸性鹽在不同的介質(zhì)條件下，組成不同，酸性以及弱堿性礦漿中主要以R-NH3+離子形式存在， 而R-NH2分子存在于強(qiáng)堿介質(zhì)，當(dāng)胺類藥劑作為礦物浮選捕收劑時(shí)，需要特別注意的是礦漿pH值的調(diào)控，浮選較細(xì)粒級的礦石時(shí)，前期有必要進(jìn)行脫泥、脫藥等處理。在陽離子捕收劑分子結(jié)構(gòu)中引入羥基(-OH)或胺基(-NH2)官能團(tuán)有利于其對石英的捕收，浮選采用的胺類捕收劑的碳鏈長度以 12～14個(gè)碳為宜，通過對現(xiàn)有的胺類藥劑進(jìn)行改性、復(fù)配或合成，可獲得性能更好的新型胺類捕收劑。多胺類捕收劑優(yōu)于單一胺類捕收劑，復(fù)配捕收劑優(yōu)于單一胺類捕收劑，胺基基團(tuán)越多，更加容易與石英顆粒表面產(chǎn)生物理吸附，其次是其含有混合碳鏈，多種碳鏈復(fù)合藥劑更容易提高捕收劑選擇性和增強(qiáng)胺類捕收劑的半膠束吸附。

通過紅外光譜、Zeta電位、模型設(shè)計(jì)或模擬計(jì)算等現(xiàn)代測試以及技術(shù)手段研究胺類藥劑的浮選機(jī)理。胺類捕收劑藥劑只要是以物理吸附的形式附著在硅酸鹽礦物的表面，而不是化學(xué)吸附，有時(shí)存在氫鍵的作用，主要用于在磷礦、鋁土礦、鐵礦以及菱鎂礦等礦物反浮選脫硅；由于胺類藥劑中的N原子的孤對電子與礦物表面的金屬離子可以生成絡(luò)合物，在金屬氧化礦的表面吸附方式多為化學(xué)-物理混合吸附，因此，在氧化鉛鋅礦浮選中，采用(硫化-)胺法浮選，富集金屬氧化礦降低精礦的脈石含量。

對于未來胺類藥劑的發(fā)展趨勢，主要總結(jié)為如下幾點(diǎn)：

(1)揭示藥劑分子與礦物表面的作用機(jī)理

借助于現(xiàn)代檢測分析手段，結(jié)合理論知識與計(jì)算化學(xué)(分子軌道概論、電子結(jié)構(gòu)理論、固體能帶理論、密度泛函理論、分子動力學(xué)、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)等)，明確胺類捕收劑與不同礦物的作用本質(zhì)。目前開展的胺類捕收劑方面的研究多是借助微觀模型與分子模擬計(jì)算，初步判斷胺類捕收劑在礦物表面的吸附機(jī)理和計(jì)算分子作用能，未來從模擬計(jì)算和模型構(gòu)建上更加深入和廣泛地研究胺類藥劑與礦物作用的吸附模型，明確離子及鍵能之間的協(xié)同作用，并根據(jù)離子效應(yīng)，進(jìn)一步降低胺類捕收劑泡沫黏性大的問題。

(2)研究胺類藥劑構(gòu)效關(guān)系與分子設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的胺類捕收劑構(gòu)效關(guān)系研究僅僅考慮了藥劑分子本身的結(jié)構(gòu)，忽略藥劑在實(shí)際浮選過程中與水分子、礦物作用表面的相互作用，雖然基于模型構(gòu)建的模擬計(jì)算可以一定程度上體現(xiàn)胺類藥劑在溶液體系中的性能，卻不能描述其與礦物、水界面的相互作用微觀機(jī)制，無法提供準(zhǔn)確的微觀結(jié)構(gòu)信息。未來有關(guān)藥劑分子設(shè)計(jì)的研究應(yīng)對不同的礦物界面體系提出合適的分子模擬，是胺類藥劑發(fā)展的重要方向。

(3)擴(kuò)大胺類捕收劑工業(yè)應(yīng)用

開展新型脂肪胺類捕收劑性能研究 ，開發(fā)出泡沫黏度小、選擇性好的陽離子胺類捕收劑。目前，胺類捕收劑的研究多集中在單一藥劑的使用，而近年來開發(fā)出的高效新型陽離子捕收劑較少，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步考察新型陽離子捕收劑作用機(jī)理和不同類礦石的性質(zhì)，以更好的研發(fā)適用于特定礦石性質(zhì)的新型胺類捕收劑。