选矿药剂指南：浮选捕收剂——黄药、黑药及其他典型药剂
选矿药剂指南：浮选捕收剂——黄药、黑药及其他典型药剂
为什么要关注“捕收剂”
在浮选选矿过程中，药剂体系决定了矿物能否被“选上来”。其中，捕收剂是最核心的一类药剂——它直接决定了目标矿物能否变得“疏水”，从而附着在气泡上，被泡沫带到液面并加以回收。
在常见的硫化矿浮选（如铜、铅、锌、镍、含金黄铁矿等）中，黄原酸盐类（黄药）和二硫代磷酸盐类（黑药）是应用最广泛的两大类捕收剂。本文将以这两类药剂为主线，并结合二硫代氨基甲酸盐类、脂肪胺类、羟肟酸类等其他典型捕收剂，系统介绍其基本机理、性能特点及代表性产品，为相关工作者提供一个清晰、实用的参考框架。
捕收剂在浮选中的作用机理
从本质上讲，浮选是一个矿物表面化学过程：
1. 原始矿物表面通常是亲水的，在水中倾向于润湿，不易附着气泡；
2. 加入捕收剂后，捕收剂分子在矿物表面发生吸附（物理吸附或化学吸附）：
(a) 对金属硫化矿，黄药、黑药等往往与矿物表面的金属离子形成难溶盐或配合物薄层；
3. 这种吸附层通常具有疏水性，使矿粒表面由“亲水”变为“疏水”；
4. 疏水矿粒更容易在气泡通过时附着到气泡表面，形成“矿粒—气泡集合体”，随泡沫上浮，实现与脉石矿物的分离。
可以把捕收剂理解为：在目标矿物表面“刷上一层防水涂层”，让它更喜欢跟气泡“混在一起”。
捕收剂的类型概览
按照化学结构和应用领域，浮选捕收剂可大致分为几类：
1. 黄原酸盐类（黄药）：
以黄原酸根为有效基团，广泛用于各种有色金属硫化矿的浮选，是应用最广泛的硫化矿捕收剂之一。
2. 二硫代磷酸盐类（黑药）：
通常兼具捕收性和一定的起泡性，对铜、铅、银以及经活化的闪锌矿有优良的捕收选择性。
3. 其他捕收剂类型：
(a) 二硫代氨基甲酸盐类（DDTC），多用于强化某些难选矿物或贵金属矿物的捕收；
(b) 含氮有机捕收剂，如脂肪胺类，多用于石英等非金属矿物；
(c) 羟肟酸类，多用于部分氧化矿（氧化铜矿等）的浮选。
黄药类捕收剂（黄原酸盐）
黄药的共性特点与性能规律
1. 结构与机理概览
黄原酸盐类捕收剂的一般结构形式为：
ROCS₂⁻M⁺ 或简写为 ROCS₂M（M = Na⁺、K⁺、NH₄⁺ 等）。其中 R 为烷基或取代烷基。
在浮选条件下，黄药阴离子与矿物表面的金属离子（如 Cu²⁺、Pb²⁺ 等）形成难溶黄原酸盐或发生配位吸附，生成疏水薄膜，从而赋予矿物较好的疏水性。
2. 链长与支链对性能的影响
通常来说：
(1) 烷基链越长，捕收能力越强，但选择性相对降低；
(2) 支链（如异丙基、异丁基、异戊基）通常比同碳数直链有更高的捕收能力，但对黄铁矿等脉石矿的捕收也更强。
因此，黄药系列中经常在“捕收能力”与“选择性”之间做平衡，根据矿石性质选择合适的品种和组合。
3.典型黄药产品
产品名称 | 常用简称 / 英文 | 主要成分（英文名） | CAS 号 | 阿拉丁货号 | 级别和纯度 | 分子式 | 典型用途 / 特点 |
乙基黄原酸钠 | SEX / Sodium ethyl xanthate | Sodium O-ethyl dithiocarbonate | 140-90-9 | ≥97%(T) | C₃H₅NaOS₂ | 捕收力中等、选择性好，适用于易浮或复杂的铜、铅、锌硫化矿以及部分金矿的优先浮选，常作基础黄药。 | |
乙基黄原酸钠 | SEX / Sodium ethyl xanthate | Sodium O-ethyl dithiocarbonate | 140-90-9 | ≥90% | C₃H₅NaOS₂ | 同上，为常规纯度规格，可用于一般实验及对杂质要求不特别严格的配方筛选。 | |
乙基黄原酸钾 | PEX / Potassium ethyl xanthate | Potassium O-ethyl dithiocarbonate | 140-89-6 | ≥98% | C₃H₅KOS₂ | 捕收力中等、选择性好，适用于铜、铅、锌硫化矿优先浮选，高纯度适合科研和配方优化研究。 | |
乙基黄原酸钾 | PEX / Potassium ethyl xanthate | Potassium O-ethyl dithiocarbonate | 140-89-6 | ≥90% | C₃H₅KOS₂ | 同上，为常规纯度规格，适用于一般实验及对杂质敏感度较低的应用。 | |
异丙基黄原酸钠 | SIPX / Sodium isopropyl xanthate | Sodium isopropyl xanthate | 140-93-2 | ≥90% | C₄H₇NaOS₂ | 比乙基黄药捕收力略强、选择性仍较好，是铜、铅、锌硫化矿浮选中应用广泛的通用型黄药。 | |
异丙基黄原酸钾 | PIPX / Potassium isopropyl xanthate | Potassium isopropyl xanthate | 140-92-1 | ≥98% | C₄H₇KOS₂ | 性能类似 SIPX，适用于多种有色金属硫化矿浮选，高纯度适合机理研究、药剂制度优化等精细化实验。 | |
丁基黄原酸钾 | PBX / Potassium butyl xanthate | Potassium O-butyldithiocarbonate | 871-58-9 | ≥95%(T) | C₅H₉KOS₂ | 捕收力较强的黄药类捕收剂，适用于铜、铅、锌等有色金属硫化矿的浮选，常用于混合浮选或强化回收。 | |
异丁基黄原酸钾 | PIBX / Potassium isobutyl xanthate | Potassium O-isobutyldithiocarbonate | 13001-46-2 | ≥98% | C₅H₉KOS₂ | 捕收能力较强，对铜、铅、锌等硫化矿效果好，常用于需要更高捕收力的多金属硫化矿浮选研究。 | |
戊基黄原酸钾 | PAX / Potassium amyl xanthate | Potassium O-amyl dithiocarbonate | 2720-73-2 | ≥97%(T) | C₆H₁₁KOS₂ | 黄药系列中捕收力较强、选择性相对较差，多用于难浮、细粒或轻度氧化的硫化矿以及含金黄铁矿等体系，通常需配合活化剂或其他捕收剂使用。 |
注：
1. 分子式均为代表结构（不含结晶水），黄原酸盐的一般结构可写为 ROCS₂M（M = Na⁺/K⁺ 等）。R 为烷基，n- 表示直链（normal），i- 表示异构支链（iso），支链越多，一般捕收能力增强、选择性相对降低
2. 以上为阿拉丁可提供的代表性捕收剂规格，具体选择应结合矿石性质和实验结果。
黑药类捕收剂（二硫代磷酸盐）
黑药的共性特点与应用优势
1. 结构与机理概览
黑药类捕收剂通常为二硫代磷酸盐或其衍生物，具有 P–S 键和多个含硫基团。与黄药类似，它们能够在矿物表面与金属离子形成难溶盐或配合物，同时分子中有机部分赋予矿物表面疏水性。
2. 典型性能特点
(1) 对方铅矿、铜矿、银矿以及经硫酸铜活化的闪锌矿具有优良的捕收能力；
(2) 多数黑药兼具一定的起泡性，在某些流程中可以部分替代或配合起泡剂使用；
(3) 在不同 pH 条件下，对黄铁矿等的捕收能力差异明显，是实现优先分离的重要工具。
3. 典型黑药产品
产品名称 | 常用简称 / 英文 | 主要成分（英文名） | CAS 号** | 分子式* | 典型用途 / 特点 |
丁铵黑药（二丁基二硫代磷酸铵） | Dithiophosphate BA / Ammonium dibutyl dithiophosphate | Ammonium dibutyl dithiophosphate（盐类形式，亦称 Dithiophosphate BA） | 4253-22-7（不同文献或供应商对丁铵黑药的 CAS 号标注存在差异，） | (C₄H₉O)₂PSSNH₄（约为 C₈H₂₂NO₂PS₂） | 优良的捕收剂兼起泡剂，对铜、铅、银及活化锌硫化矿以及难选多金属矿有良好分选效果；在弱碱性矿浆中对黄铁矿捕收较弱，有利于 Pb/Fe、Cu/Fe 分离。 |
丁钠黑药（二丁基二硫代磷酸钠） | Sodium dibutyl dithiophosphate / SBDTP | Sodium dibutyldithiophosphate（二丁基二硫代磷酸钠） | 10533-41-2 | C₈H₁₈NaO₂PS₂ | 金、银以及铜、锌硫化矿的有效捕收剂，在碱性回路中对黄铁矿捕收力弱、起泡性较弱，适合希望抑制黄铁矿、提高精矿品位的场合。 |
25 号钠黑药（钠盐型） | Dithiophosphate 25S / 25S sodium dithiophosphate | 主要成分：Sodium dicresyl dithiophosphate（又称 Sodium O,O-ditolyl dithiophosphate） | 61792-48-1（主成分 sodium dicresyl dithiophosphate 的 CAS） | 典型主成分分子式：C₁₄H₁₄NaO₂PS₂ | 对铜、铅硫化矿捕收效果好，而对硫化锌矿捕收力很弱，常用于铜、铅与锌硫化矿的优先分离浮选；产品多为深棕色～黑色碱性水溶液，可直接加入浮选回路。 |
25 号黑药（酸型） | Dithiophosphate 25 / Dicresyl dithiophosphoric acid | Dicresyl dithiophosphoric acid（O,O-bis(methylphenyl) hydrogen dithiophosphate） | 27157-94-4（Dithiophosphate 25 主要成分 CAS） | (C₇H₇O)₂PSSH（常写作 C₁₄H₁₅O₂PS₂） | 兼具较强捕收性和起泡性，是铅、铜、银硫化矿及活化硫化锌矿的有效捕收剂：在碱性回路中对黄铁矿等硫化矿捕收较弱，有利于 Pb/Zn 等优先分离；在中性或酸性介质中则表现为对各类硫化矿的强力非选择性捕收剂，对部分重金属氧化矿也有一定效果，通常以棕黑色油状液体形态加入。 |
其他常用捕收剂类型
除了黄药和黑药之外，在浮选科研和工业实践中，还经常会用到以下几类捕收剂。它们通常用于强化难选矿物的回收，或服务于非金属矿、氧化矿等特殊体系，在实验室配方优化中非常重要。
1 二硫代氨基甲酸盐类（DDTC 类）
二硫代氨基甲酸盐（Dithiocarbamates，简称 DDTC）是一类含硫有机捕收剂，典型代表如二乙基二硫代氨基甲酸钠（NaDDTC）等。
其特点是：
(1) 与金、银、铜、铅、锌等金属离子形成稳定络合物或难溶盐，对某些难选硫化矿和贵金属矿物具有较强的捕收能力；
(2) 常与黄药、黑药配伍使用，用于提高细粒矿、难浮矿或微量贵金属的回收率；
(3) 在浮选机理和药剂配方研究中，可作为“强化捕收剂”单独考察其对不同矿物的选择性。
2 含氮有机捕收剂（脂肪胺类为主）
含氮有机捕收剂以脂肪胺及其盐类最为典型，如十二胺、十八胺等。这类药剂属于阳离子型捕收剂，与黄药、黑药这类阴离子捕收剂在作用对象上有所区别：
(1) 主要用于石英、长石等硅酸盐脉石矿物的浮选或反浮选（如铁矿反浮选中捕收石英），在非金属矿选矿中应用广泛；
(2) 通过胺基质子化后带正电，与矿物表面带负电的硅氧基团发生静电吸附及疏水链作用，使矿物表面疏水化；
(3) 脂肪胺链长不同（C₁₂、C₁₆、C₁₈ 等）会显著影响捕收能力和选择性，适合作为结构–性能关系研究的模型药剂。
3 羟肟酸类捕收剂
羟肟酸（Hydroxamic acids）是一类兼具络合剂与捕收剂特性的有机药剂，在氧化矿浮选中具有重要作用。典型代表包括：
(1) 水杨羟肟酸（Salicylhydroxamic acid, SHA/SHAM）
(2) 苯甲羟肟酸（Benzohydroxamic acid, BHA） 等。
其主要特点：
(1) 能与 Cu²⁺、Fe³⁺、Pb²⁺ 等金属离子形成稳定络合物或螯合物，对氧化铜矿、氧化铁矿、部分稀有金属氧化矿具有较强的捕收作用；
(2) 常与调节剂（如石灰、硫酸、硅酸钠等）配合使用，以控制矿浆 pH 和抑制脉石矿物；
(3) 在科研中常被用作氧化矿浮选机理、金属络合与分离研究的标准试剂。
下表列出了阿拉丁可提供的部分DDTC类、脂肪胺类及羟肟酸类代表产品，供浮选机理和药剂配方研究选用。
产品分类 | 产品参考号 | 产品名称 | 常用简称 / 英文 | CAS 号 | 规格或纯度 | 作为捕收剂 / 典型用途 |
二硫代氨基甲酸盐类（DDTC 捕收剂） | 二乙基二硫代氨基甲酸钠 | Sodium diethyldithiocarbamate（NaDDTC），Moligand™ 溶液 | 148-18-5 | Moligand™, 10 mM in DMSO | 典型 DDTC 类捕收剂，可用于强化铜、铅、锌及部分贵金属矿物的捕收；阿拉丁此规格为 10 mM DMSO 溶液，更适合做金属络合/浮选机理小试，不适合大剂量工艺用。 | |
脂肪胺类（含氮有机捕收剂） | 十二胺 | Dodecylamine（Laurylamine） | 124-22-1 | ≥98% | 典型脂肪胺类捕收剂/中间体，十二胺及其盐在文献和工业中广泛用作石英等硅酸盐矿物的阳离子捕收剂，可作为非金属矿浮选和机理研究用药剂。 | |
脂肪胺类（含氮有机捕收剂） | 十二胺 | Dodecylamine（Laurylamine） | 124-22-1 | 化学纯（CP）, ≥95% | 与 D113938 为同一成分的常规纯度规格，可用于一般浮选实验、表面化学及配方预筛选。 | |
脂肪胺类（含氮有机捕收剂） | 十八胺 | Octadecylamine / Stearylamine | 124-30-1 | ≥97%(GC) | 链长更长的脂肪胺，常被研究为矿物浮选阳离子捕收剂，对某些氧化矿/硅酸盐矿物具有较强疏水化能力，可用于非金属矿或特种矿浮选机理研究。 | |
脂肪胺类（含氮有机捕收剂） | 十八胺 | Octadecylamine / Stearylamine | 124-30-1 | ≥90% | 同成分的常规纯度规格，可用于一般实验、配方筛选或作为脂肪胺类捕收剂模型化合物。 | |
脂肪胺类（短链模型） | 庚胺 | Heptylamine（1-Heptylamine, n-Heptylamine） | 111-68-2 | ≥98% | 短链脂肪胺，不是工业上常用的浮选捕收剂，但可作为“短链胺”模型用于界面化学、吸附机理或药剂结构–性能关系研究。 | |
羟肟酸类捕收剂 | 水杨羟肟酸 | Salicylhydroxamic acid（SHAM），Moligand™ 溶液 | 89-73-6 | Moligand™, 10 mM in DMSO | 典型羟肟酸类捕收剂活性分子，对氧化铜矿、氧化铁矿等有较强络合–捕收作用；该规格为 10 mM DMSO 溶液，更适合机理研究或高通量筛选。 | |
羟肟酸类捕收剂 | 水杨羟肟酸 | Salicylhydroxamic acid（SHAM） | 89-73-6 | ≥99% | 适合作为氧化矿（尤其氧化铜矿、氧化铁矿等）浮选研究的标准羟肟酸捕收剂，也广泛用于金属络合与分离研究，是比较推荐放入“典型捕收剂”表的主力产品。 | |
羟肟酸类捕收剂 | 苯甲羟肟酸 | Benzohydroxamic acid（BHA） | 495-18-1 | ≥98%(T) | 重要的芳香族羟肟酸捕收剂，对氧化矿和某些稀有金属矿（如钨、锡、稀土等）的浮选有良好捕收–络合作用，非常适合在文章中作为“羟肟酸类典型产品”展示。 |
捕收剂的选择与配方搭配原则
在实际选矿生产和实验研究中，捕收剂的选择通常要考虑以下因素：
1. 矿石性质
(1) 有用矿物种类及其嵌布特征；
(2) 氧化程度、矿物泥化程度；
(3) 脉石矿物组成（尤其是黄铁矿等铁硫化物的含量）。
2. 浮选工艺流程
(1) 优先浮选还是混合浮选；
(2) 需要重点提升的是回收率还是精矿品位；
(3) 与起泡剂、抑制剂、活化剂配伍的情况。
3. 药剂组合策略
(1) 选择性好的黄药（如乙基、异丙黄药）常用于粗选或优先浮选；
(2) 在回收困难、矿物粒度细或难浮的情况下，可适量加入捕收能力更强的黄药或黑药；
(3) 对 Pb/Zn、Cu/Pb/Zn 等多金属共生矿，可通过选用不同黑药、调整 pH 和抑制剂配比，实现优先分离。
4. 环境与安全要求
(1) 在满足选矿指标的前提下，优先考虑用量较低、毒性较小、易降解的药剂组合；
(2) 注意药剂储存、运输和使用过程中的安全防护及尾矿水处理。
危险品化学品经营许可证（带存储）