基于非极性烃类的油基捕收剂,如煤油和柴油,已被广泛用于煤、石墨和钼矿等天然疏水矿物的浮选(Chen和Peng,2022;Gao等人,2025;Kong等人,2024;Yi等人,2021)。这些捕收剂通过在矿物表面形成疏水膜来促进其与气泡的有效附着和后续分离(Ge等人,2024)。然而,传统的油基捕收剂存在一些缺点,包括在水浆中的分散性差、在矿物表面的吸附效率低以及回收细颗粒的效果有限(Li等人,2025;Kong等人,2024)。因此,通常需要高剂量才能获得满意的浮选效果,从而导致试剂消耗增加和加工成本上升(Xia等人,2026;Cao等人,2021)。为克服这些限制,提出了将油基捕收剂乳化作为一种有前景的方法(Wang等人,2024;Hornn等人,2020;Wei等人,2025)。通过提高浮选矿浆中的分散性和可控的润湿性,乳化捕收剂可以显著提高选择性和回收率。由于具有较大的表面积和改进的扩散行为,乳化系统在细颗粒、低品位矿石和复杂矿浆环境中的浮选表现更为优越(Nie等人,2022;Li等人,2015;Kong等人,2025;Zhu等人,2020)。
乳液是由油、水和水稳定剂组成的多相系统,通常根据连续相的不同分为油包水(O/W)和水包油(W/O)类型(Cao等人,2021)。O/W乳液以水为连续相,更适合在浮选矿浆中稳定分散,而W/O乳液可能有助于在特定矿物系统中更好地包裹疏水捕收剂(Gao等人,2023)。除了结构分类外,乳液还可以根据滴径分为宏观乳液和微乳液。宏观乳液的滴径通常在0.5到50微米之间,不透明或呈乳白色,在显微镜下可见(Rokade和Kakade,2023)。这些乳液在热力学上不稳定,需要外部能量输入才能形成。相比之下,微乳液的滴径通常在10到200纳米之间,肉眼看起来透明或半透明,是热力学稳定的系统,具有较高的溶解能力和自乳化行为(Rokade和Kakade,2023)。然而,许多在浮选应用中报道的“微乳液”实际上是通过高剪切混合或超声波处理产生的动力学稳定纳米乳液,缺乏真正微乳液的自发形成和稳定性(Kong等人,2024)。
乳液的物理化学性质受多种因素影响,包括乳化剂的类型和浓度、油水比例、乳化方法(如搅拌、超声处理、剪切)以及溶液的pH值和离子强度(Mcclements,2007)。这些参数决定了关键特性,如滴径分布、界面势(ζ-势)、稳定性和在矿物表面的吸附行为(Cao等人,2021)。例如,较小的滴径提供了更大的比表面积,有助于在矿物颗粒上形成均匀的疏水膜(Wang等人,2024)。ζ-势的变化反映了乳液滴与带电矿物表面之间的静电相互作用,影响选择性吸附(Zhu等人,2009)。此外,界面张力、流变行为和乳液稳定性也在决定浮选效率方面起着重要作用。这些相互关联的性质共同决定了乳基捕收剂在不同浮选条件下的性能和行为(Xiao等人,1987)。
随着对乳液捕收剂结构调控及其对浮选行为影响的研究不断深入,越来越清楚地认识到,乳液性能不仅取决于油水比例和滴径特性,还取决于所使用乳化剂的性质和界面功能。传统表面活性剂主要通过降低界面张力和促进滴破裂来促进乳化;然而,浮选乳液的长期稳定性和功能性能更多地由吸附的界面层的机械强度和流变性质决定,这些性质决定了抗变形、排水和聚集的能力(Fuller和Vermant,2012;Langevin,2000)。此外,许多传统表面活性剂的毒性和较差的生物降解性限制了其在环境友好型矿物加工中的应用。为此,人们越来越关注绿色乳化剂的开发和利用(He等人,2025;Al-Sakkaf和Onaizi,2024)。可生物降解和植物来源的表面活性剂提供了具有较低生态风险的替代品,而引入固体颗粒稳定剂促进了Pickering乳液在矿物分离中的应用(Gao等人,2022;Bu等人,2023;Avazpour等人,2021)。这些乳液通过颗粒吸附形成的机械强度高的界面膜而稳定,提高了在复杂分离系统中的稳定性和环境适应性。
基于这些不断发展的研究,之前的综述总结了油基捕收剂乳液在浮选中的应用,主要关注了受表面活性剂、固体颗粒和电解质影响的乳液形成机制和稳定性因素(Cao等人,2021)。然而,对乳液表征方法的系统处理、乳化剂类型的明确分类以及不同乳液类型对浮选性能影响的比较讨论仍然有限。本文全面整合了乳液制备策略、性质表征技术和乳化剂设计的最新进展,特别强调了乳液性质如何调节浮选效率和选择性。此外,还讨论了先进乳化技术和可持续浮选试剂开发的当前挑战和未来方向。