采矿业是国民经济的基础工业之一。为了有效提高物含量,去除不必要的杂质,对开采的矿石需要进行选矿。在选矿方法中,利用矿物表面的疏水性-亲水性的差别通过泡沫浮选从矿浆中的富集过程,叫做浮选。而浮选剂主要就是表面活性剂(由磺化煤油等有机物调合整配)。这里表面活性剂的作用是调整矿物表面的亲水性,即作为捕收剂,此外还用作发泡剂和调整剂。
(1)吸附分散作用
自然界中除煤、石墨、硫磺、滑石和辉钼矿等矿物颗粒表面比较疏水,具有天然的可浮性(附着于泡沫上升)外,大多数矿物都是亲水的,正茂石化提醒:金矿物也是如此。亲水性矿石通常吸附表面活性剂,在界面形成单分子层,以亲油基朝向水,可以降低其亲水性,提高亲油性,从而使之可浮。这种物质通常称之为捕收剂。另外由于表面活性剂的吸附,从而对矿物粒子有一定的分散作用,如浮选硫化矿石所用的黄原酸盐和浮选钙盐矿石或赤铁矿等所用的油酸;另一类是捕收剂离子与矿石颗粒表面具有相反电荷时,依靠静电相互作用而使捕收剂吸附在矿物表面,如浮选氧化矿和硅酸盐矿所用的胺类或烷基硫酸盐等。
(2)起泡作用
浮选过程中需要禅城大量泡沫,因此需要加入发泡剂。发泡剂的存在使得矿浆经搅拌产生大量气泡。于是磨细的矿石中那些表面疏水的颗粒就易于黏附与气泡,随之上浮,而那些不与气泡粘附的矿物则留在矿浆中,达到矿物分离或富集的目的。在浮选时加入发泡剂,还能防止气泡的聚并,延长气泡在矿浆表面存在的时间。正茂石化提醒,吸附了捕收剂的矿物颗粒由于表面的疏水性,就会向气泡的气-液界面迁移,与气泡发生“锁合”效应,即矿物颗粒表面的捕收剂会以疏水的碳氢链插入气泡内,同时发泡剂也可以吸附在固-液界面上进入捕收剂形成的膜内。也就是说在“锁合”过程中,由发泡剂吸附在气-液界面上形成的单分子膜和捕收剂吸附在固-液界面上的单分子膜可以互相穿透形成的固-液-气三相的稳定接触,将矿物颗粒附在气泡上。正茂石化提醒,这样在浮选过程中气泡就可以依靠浮力把矿物颗粒带到水面上,达到选矿的目的。