起泡剂(frothers)

浮选作业中用来促进空气在矿浆中的分散程度，增加分选界面，提高泡沫稳定性的一类浮选药剂。起泡剂应能满足下列要求：(1)用量小而形成的泡沫量大，泡的大小和分布合理，泡的韧性适中，粘度不高；(2)药剂本身具有良好的流动性，适当的水溶性，无毒、无嗅、无腐蚀性，便于运输、添加和操作；(3)起泡性不受矿浆pH值和矿浆中其他组分(如各种浮选药剂、难免离子等)的影响；(4)不具有捕收作用，也不影响捕收剂的选择性；(5)价格、来源等工业应用条件合适。

分类 常用的起泡剂分为天然起泡剂和人工合成起泡剂两类。天然起泡剂有松油、松醇油、樟脑油、甲酚酸和重吡啶等；人工合成起泡剂有甲基异丁基甲醇(缩写为MIBC)、含C₆～C₈的混合醇、聚丙二醇烷基醚(代号为Dowfroth250)、1．1，3一三乙氧基丁烷(缩写TEB)等。(见表)在实际浮选作业中，气泡粒度分布随所用起泡剂的种类而不同。为了评价起泡剂的强弱，有人建议以直径为0.2mm的气泡为“工作气泡”，凡产生的工作气泡占整个泡沫表面积70％以上的起泡剂为强起泡剂(如丁醚油)；占50％～70％的为中起泡剂(如己醇、辛醇等)；小于50％的为弱起泡剂(如松醇油、甲酚等)。

作用起泡剂在浮选过程中的作用有3：

(1)防止气泡兼并。

(2)降低气泡上升速度。实验测知，加入起泡剂后气泡上升速度变慢，如以丁黄药为100％，对其他起泡剂的气泡上升速度相对百分数为：酚93．4，甲酚90．8、松油88．3，环己醇88．2，己醇76．2，丁醚油72．3。起泡剂使气泡上升速度变慢的原因是起泡剂分子在气泡表面形成“装甲层”，该层对水偶极有吸引力，同时又不如水膜那样易于随阻力变形，因而阻滞上升运动。

(3)影响气泡的大小及分散状态。一般机械搅拌式浮选机在纯水中生成的气泡的平均直径为4～5mm，添加起泡剂后，平均直径缩小为0.8～1mm，气泡愈小，浮选界面积愈大，故有利于矿粒的粘附。但是，气泡要携带矿粒上浮，必须有充分的上浮力及适当的上浮速度，因此也不是气泡愈小愈好，而是要有适当的大小及粒度分布。

作用机理 常用的起袍剂多是异极性表面活性物质，它的分子由两部分组成：一端为极性基，另一端为非极性基。起泡剂的起泡能力与这两个基的性质密切相关。

非极性基亲气。一般指烃基(R)。对于同系列的表面活性物质，烃基增加一个碳原子，表面活性可以增大3．14倍。表面活性越大，起泡能力越强。但是，若非极性基过长，由于溶解度的显著降低，反而引起起泡能力的下降。故实践上使用的起泡剂的非极性基长度有一定范围。对于烃基中没有双键的醇，它的非极性基长度一般在6～8个碳原子范围内。对于有双键的醇由于溶解度较大，烃基可以更长一些，例如：萜烯醇为C₁₀H₁₇OH。烃基属性对起泡剂起泡能力也有影响，烃基为芳香烃时，其表面活性没有脂肪烃大，故烃基为芳香烃时的起活能力比脂肪烃要弱一些。例如使水的表面张力降低5×10^-7J／cm²，需要甲醇(C₆H₅CH₂OH)2kg／m³，而萜烯醇(C₁₀H₁₇OH)需100g／m³，庚醇(C₉H₁₅OH)仅43g／m³。对于不同极性基的起泡剂，其适宜的烃基长度范围也不一样。如：十六烷醇(C₁₆H₃₃OH)由于溶解度很小，基本上没有起泡作用。而十六烷基硫酸酯(C₁₆OH₃₃SO₄)却有很强的起泡能力，所以，非极性基的长短要与极性基配合。

极性基亲水。生产上使用的起泡剂的极性基有以下几种：一OH，一COOH，，一NH₂，一OSO₃H，一SO₃H_。起泡剂最好只有起泡性而无捕收性，这样才便于浮选过程的调节；其次，要求介质pH值的变化对起泡剂的起泡性能影响不大，以保持浮选过程的稳定。按这两点基本要求分析，一OH基是较理想的极性基，因为它的起泡能力很强、无捕收力，在水中溶解度较大，受介质pH值变化影响较小。其他的极性基，例如：一COOH和一NH₂虽然具有很强的起泡性，但都具有一定的捕收能力。所以，实践中使用最广泛的还是含一OH基的起泡剂。