巯基捕收剂(sulphydryl collectors)

浮选药剂中的一类阴离子型极性捕收剂，其极性基中都含有二价硫原子，在水解后生成含—SH基的产物。巯基捕收剂主要用于有色金属硫化矿(如硫化铜、铅、锌、镍、钴及硫化铁等)，自然金属(如自然金、银、铜、汞等)以及经硫化作用后的有色金属氧化矿(如孑L雀石、白铅矿等)的浮选。

类别 巯基捕收剂的典型代表有黄药类、黑药类、硫脲类和硫氮类捕收剂等(见表)硫基捕收剂的组成和结构的差异与其对浮选的作用有重要影响。黄药

  和黑药都是通过二价硫原子和晶格表面金属离子结合起来的，故黄药可以捕收的矿物黑药也能捕收。实践上黑药是仅次于黄药被广泛应用的一种硫化矿的捕收剂。黑药具有较强的选择性特别对于硫化铁的捕收能力较弱。白药的学名为均二苯硫脲其分子可以重排得呈现巯基，故对硫化矿有捕收作用，适用于金属硫化矿的优先浮选，选择性好，浮选速度慢；白药不溶于水，实践中将白药溶于苯胺使用，或直接加入球磨机。硫氮捕收剂是分子中有硫氮两个原子同时起捕收作用的捕收剂，学名为二烃基二硫代氨基甲酸钠，组成为R₂NCSSNa，结构式为式中R₁和R₂可以是芳香基、烷基、杂环基等，R₂还可以是H，但一般是R₁=R₂两个烷基。中国研制的有二乙基二硫代氨基甲酸钠(C₂H₅)₂NCSSNa(俗称硫氮9号)和二丁基二硫代氨基甲酸钠(C₄H₉)₂NCSSNa(俗称硫氮10号)。硫氮捕收剂和黄药的差异在于一个氮原子代替了黄药中氧原子，而且它有两个疏水基；氮原子具有独对电子，这对电子具有和铜、铅等金属离子形成络合物的能力，因而硫氮捕收剂的捕收能力比黄药强。其他性质和黄药非常接近。

作用机理 巯基捕收剂(特别是黄药)作为硫化矿物的有效捕收剂，在实践上已应用了半个多世纪。关于这一类捕收剂与硫化矿的作用机理、有几种不同的解释，主要的有：化学假说、吸附假说、半氧化假说、半导体假说、化学吸附理论和电化学理论等。由于浮选理论研究方法的不断发展，特别是红外光谱法，电化学方法的应用，使黄药与硫化矿的作用机理有了更深入的认识。

化学吸附理论由澳大利亚的沃克(I．W．Wark)和美国高登(A．M．Goudin)分别于1954年和1957年提出。他们认为捕收剂与矿粒间的相互作用基本上属于离子吸附：在有氧条件下硫化矿表面氧化生成硫氧盐或硫酸盐。氧化后的硫化矿表面和水中OH¯、CO₃²¯等离子产生离子交换。以方铅矿为例

PbS(固)+2O₂(气)≒PbSO₄(固)

PbSO₄(固)+CO₃²¯≒PbCO₃(固)+SO₄²¯

加入黄药以后，黄药阴离子(x^一)和矿物表面OH¯、CO₃²¯产生离子交换吸附。这种吸附在前一阶段是一种化学吸附。后一阶段可以形成容积相物质金属黄原酸盐。这一理论可以满意地解释矿物表面生成金属盐的事实，但却不能解释有些硫化矿物表面生成双黄药(X：)浮选的事实。

电化学理论由萨拉米(S．G．Salamy)等人首先提出，认为硫化矿物是电子导体，可以作为电子源或电子池而起作用，因而可支持表面上的电极反应。以黄药与硫化矿物作用为例，其电化学作用模型有：

(1)矿物表面黄药氧化成双黄药的电化学作用(图1)。矿物表面上黄药氧化成双黄药(X₂)的反应，是经由两个单独的、但却是同时进行的电极过程而发生于表面上。阳极氧化反应是2X^—→X₂+2e

而阴极反应即氧的还原原则是

1/2O₂+H₂O+2e—2OH^一

此时，硫化矿物表面可促进双黄药(X₂)的生成。

2X^一+1/2O₂+H₂O→X₂+2OH

研究表明，黄药捕收剂只有在那些矿物的残余电位大于相应的双黄药(X₂)生成的可逆电位时，才氧化成双黄药。黄药与黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、黄铜矿的作用属此机理。

(2)矿物表面生成黄原酸金属盐的电化学作用(图2)。矿物与黄药作用生成黄原酸金属盐(MX₂)的反应也是由两个独立的共轭电极反应组成。并通过矿物传递电子联系起来，即阳极氧化反应是

MS+2X¯+4H₂O→MX₂+SO₄²一+8H⁺+8e¯

而阴极反应即氧的还原

2O₂+4H₂O+8e→8OH¯

此时，硫化矿物表面生成捕收剂--金属盐

(MX₂)MS+2X₂+2O₂→MX₂+SO₄²¯

研究表明，对于那些残余电位低于双黄药生成的可逆电位的硫化矿，便生成黄药一金属盐。例如黄药与方铅矿、辉铜矿、斑铜矿的作用即属此机理。电化学理论本质地解释了氧在硫化矿浮选中的作用，并指明捕收剂和氧是怎样同时在矿物表面相互作用的，确能解释表面产物生成的原因。