浮选基本原理简介：
浮选是利用矿物表面物理化学性质的差异，将目标矿物与脉石（无用矿物）分离的方法。关键在于：

1. 使目标矿物表面疏水（亲油），使其能附着在气泡上。

2. 使脉石矿物表面亲水，使其留在矿浆中。

3. 通入空气产生气泡，疏水矿物附着在气泡上并上浮至液面，形成泡沫层，从而被刮出收集。

D1821如何工作：

1. 电性吸附： 许多硅酸盐矿物（如石英、长石、云母）、氧化物矿物（如赤铁矿、钾盐）和可溶性盐（如钾盐KCl）在自然或调节后的pH值下，其表面通常带负电荷。

2. 定向排列： D1821作为阳离子表面活性剂，其带正电的季铵盐头基会通过强烈的静电作用，牢牢地吸附在这些带负电的矿物表面。

3. 形成疏水膜： 吸附后，D1821分子的两个长链烷基（疏水尾）则朝向矿浆中的水相，就像在矿物表面覆盖了一层“油性毛毯”。

4. 实现浮选： 这层疏水膜大大降低了矿物表面的亲水性，使其变得疏水（亲油）。当有气泡引入时，这些疏水矿物颗粒就能轻易地附着在气泡上，并随之浮到矿浆表面，作为精矿被回收。

具体应用场景（浮选的矿物）

D1821及其所属的胺类捕收剂，主要用于浮选以下类型的矿物：

1. 硅酸盐矿物 - 这是最主要的应用领域

• 石英（SiO₂）： 在玻璃砂、高纯度石英砂的生产中，需要从原矿中浮选出石英，去除其他杂质；或者反过来，从其他有价值的矿物中反浮选脱除石英。

• 长石和云母： 在陶瓷和填料工业中，需要生产高纯度的长石和云母精矿。D1821能有效地将它们与石英等矿物分离。

• 锂辉石： 从花岗岩pegmatite矿床中浮选锂辉石，是提取锂的重要工艺之一。

• 高岭土除杂： 高岭土（造纸和涂料的重要原料）的品质取决于其亮度和纯度。使用D1821等胺类捕收剂可以浮选除去高岭土中的细小石英、钛铁矿等着色杂质，实现提纯增白。

2. 可溶性钾盐

• 钾盐（KCl）： 从钾石盐（KCl + NaCl混合物）中浮选氯化钾是全球钾肥生产的关键工艺。D1821能选择性地吸附在KCl表面，使其疏水上浮，而NaCl则留在矿浆底部，从而实现分离。

3. 氧化物矿物

• 铁矿石： 在某些类型的铁矿石（如含石英杂质的赤铁矿、磁铁矿）反浮选工艺中，用D1821作为捕收剂浮出硅质脉石，让铁矿物留在槽底，从而提高铁精矿品位。

• 钛铁矿、稀土矿物等也可能会用到胺类捕收剂。

4. 磷酸盐矿物

• 在磷矿浮选中，用于脱除硅质脉石。

优势与特点

1. 选择性好： 通过调节矿浆的pH值，可以精确控制矿物表面的电性，从而使D1821有选择性地只吸附在目标矿物上，实现高效分离。

2. 捕收能力强： 双长链结构使其形成的疏水膜非常牢固和致密，疏水效果好，捕收能力优于单链胺类捕收剂。

3. 泡沫性能适中： 作为捕收剂，它同时也能产生足够稳定、但不过于黏稠的泡沫，有利于富集矿物的刮出和运输。

注意事项与局限性

1. 对矿泥敏感：

   • 矿浆中如果存在大量的细泥（极细的脉石颗粒），它们会非选择性地、大量地吸附D1821分子。

   • 这会导致药剂消耗量急剧增加，并且会“污染”目标矿物表面，严重降低分选效率和选择性。

   • 解决方法通常包括：预先脱泥、添加分散剂等。

2. 硬水影响：

   • 水中的钙、镁等多价阳离子会与D1821竞争矿物表面的吸附位点，或与其发生反应，影响其药效。需要对水质进行管理或添加软水剂。

3. 环保考量：

   • 与在其他领域应用一样，传统的D1821生物降解性较差。浮选尾矿排放到环境中可能对水生生态系统产生长期影响。这是选矿厂需要重点考虑和处理的环保问题。

4. 成本：

   • 相比一些传统的捕收剂（如油酸），D1821的成本较高，因此通常用于对精矿品位要求高、附加值较高的矿物分离过程中。

总结

在矿物浮选领域，双氢化牛脂基二甲基氯化铵（D1821） 是一种高效、重要的阳离子捕收剂。它的核心价值在于能够通过静电吸附，选择性地使表面带负电的矿物（如石英、长石、钾盐等）变得疏水，从而实现与脉石矿物的浮选分离。

尽管存在对矿泥敏感和环保方面的挑战，但凭借其卓越的选择性和强大的捕收能力，它至今仍是硅酸盐矿物浮选、钾盐浮选和高岭土提纯等关键工业流程中不可或缺的化学品。