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1、浮选的基本原理浮选的基本原理第一节第一节 矿物表面的润湿性与可浮性矿物表面的润湿性与可浮性第二节第二节 矿物的组成结构与可浮性矿物的组成结构与可浮性 第三节第三节 矿物表面的电性与可浮性矿物表面的电性与可浮性第四节第四节 矿物表面的吸附矿物表面的吸附第五节第五节 矿粒的分散与聚集矿粒的分散与聚集第六节第六节 浮选速率浮选速率橙料裴校凿锡缄缓肄仆执掩姥划舷邑汛癸庭扬哈腆河蛀擅臂子朋琼尝类谷浮选基本原理浮选基本原理第一节第一节 矿物表面的润湿性与可浮性矿物表面的润湿性与可浮性 润湿是自然界常见的现象。任意两种流体与固润湿是自然界常见的现象。任意两种流体与固体接触，所发生的附着、展开或浸没现象（广义
2、的体接触，所发生的附着、展开或浸没现象（广义的说）称为润湿过程。其结果是一种流体被另一种流说）称为润湿过程。其结果是一种流体被另一种流体从固体表面部分或全部被排挤或取代，这是一种体从固体表面部分或全部被排挤或取代，这是一种物理过程，且是可逆的。如浮选过程就是调节矿物物理过程，且是可逆的。如浮选过程就是调节矿物表面上一种流体表面上一种流体( (如水如水) )被另一种流体取代被另一种流体取代( (如空气或如空气或油油) )的过程的过程( (即润湿过程即润湿过程) ) 。晦共崭裸跃嵌懒斋棕骆究亏脚庞练椎攫轴酱说午否烘复站缸东赛壕以跳贿浮选基本原理浮选基本原理 判断矿物表面润湿判断矿物表面润湿性的大小
3、性的大小, ,常用接触角表常用接触角表示，接触角的大小随着示，接触角的大小随着疏水程度的增大而增加，疏水程度的增大而增加，颗粒疏水性越高，越容颗粒疏水性越高，越容易被稳定气泡吸附。接易被稳定气泡吸附。接触角是反映矿物表面亲触角是反映矿物表面亲水性与疏水性强弱程度水性与疏水性强弱程度的一个物理量。成为衡的一个物理量。成为衡量润湿程度的尺度，它量润湿程度的尺度，它既能反映矿物的表面性既能反映矿物的表面性质质, ,又可作为评定矿物可又可作为评定矿物可浮性的一种指标。浮性的一种指标。搅抑扛祥辗棕涤守房痊逼澈哈立江念乱碰虞燕纳慎袋唁珊九及渗贺寂需领浮选基本原理浮选基本原理l接触角的大小与接触角的大小与
4、固固- -气气 (SA), (SA), 固固- -液液(SW) (SW) 以及以及 液液- -气气( WA) ( WA) 界面的界面的表面张力有关，平衡状态时如右图所示。表面张力有关，平衡状态时如右图所示。l l接触角的定义接触角的定义接触角的定义接触角的定义l当当气气泡泡在在矿矿物物表表面面附附着着（或或水水滴滴附附着着于于矿矿物物表表面面）时时，一一般般认认为为其其接接触触角角处处为为三三相相接接触触，并并将将这这条条接接触触线线称称为为“润润湿湿周周边边”，在在接接触触过过程程中中，润润湿湿周周边边可可以以是是移移动动的的，或或者者变变大大，或或者者缩缩小小，当当变变化化停停止止时时，表
5、表明明该该周周边边上上的的三三相相界界面面的的自自由由能能（以以界界面面张张力力表表示示）已已达达到到平平衡衡，此此时时在在润润湿湿周周边边上上任任一一点点处处，自自液液气气界界面面经经过过液液体体内内部部到到固固液液界界面面的的夹夹角角叫叫“平平衡衡接接触触角角”（简简称称接接触触角角），用用表示。表示。SAAirSolidWASW童囤拌嗽镍勤伟岛朵鲸潍慕淤山际诣帮符械唆祈幽脾订隶釜苛臂神倘磁功浮选基本原理浮选基本原理 在一定条件下，在一定条件下，wAwA值与矿物表面性质无关，可看值与矿物表面性质无关，可看成恒定值，故成恒定值，故的大小取决于的大小取决于SASA-s-sw w的差值大小，的差
6、值大小，若矿物表面与水分子作用活性较高（亲和力强），致若矿物表面与水分子作用活性较高（亲和力强），致使使ssw w很低，同时若空气与矿物表面亲和力较弱，很低，同时若空气与矿物表面亲和力较弱，SASA就高，这样就高，这样SASA-s-sw w差值就大，差值就大，coscos值大，而值大，而值小，值小，反映出矿物表面有较强润湿性（亲水性）。反之，若反映出矿物表面有较强润湿性（亲水性）。反之，若SASA-s-sw w差值小，差值小，coscos值也小，而值也小，而值大。反映出矿值大。反映出矿物表面亲水性较弱（疏水性强）。极个别的物表面亲水性较弱（疏水性强）。极个别的SASAssw w表示空气对矿物的
7、亲和力比水大，这时表示空气对矿物的亲和力比水大，这时90900 0。 筹洒妆满拔您弓腕琳液圭巨险见幕喜秋煎栏锤呛出雪垦达滓您芽满等蚁伶浮选基本原理浮选基本原理是反映矿物表面亲水性与疏水性强弱程度的一个物理量。成为衡量润湿程度的尺度，它既能反映矿物的表面性质又可作为评定矿物可浮性的一种指标。叹酒选卤纶墅侍锈鹅堰欢受褒禾瘁揩新芬威双眷傣或省瞪功申廖叔筐巍查浮选基本原理浮选基本原理理想润湿状态：理想润湿状态：0 0完全不润湿：完全不润湿：1801800 0通过实验测得部分矿物的接触角如通过实验测得部分矿物的接触角如表表1 1。 钢稻汉直村晃寸江几坚量楼凿摇蕊久屠虽土万搂征铭决抗男嗣锦穿吭历羌浮选基本
8、原理浮选基本原理 表表1 1 部分矿物的接触角部分矿物的接触角 矿物名称物名称0 0矿物名称物名称0 0硫硫7878黄黄铁矿3030滑石滑石6464重晶石重晶石3030辉钼矿6060方解石方解石2020方方铅矿4747石灰石石灰石0 01010闪锌矿4646石英石英0 04 4萤石石4141云母云母0 0由表可以看出由表可以看出, ,大部分矿物是亲水的。大部分矿物是亲水的。盔碗曹傈氖该坑汽军闪捡四祖容詹卵幂耪钢宴以追迭闹攀飞椒紫姑虾伴笨浮选基本原理浮选基本原理 表表1 1所所列列值值与与实实际际浮浮选选的的可可浮浮性性次次序序大大致致相相当当，故故通通过过对对矿矿物物值值的的测测定定与与研研究
9、究，即即可可掌掌握握各各个个矿矿物物的的可可浮浮性性，由由表表1 1也也可可知知，大大部部分分矿矿物物是是亲亲水水的的，只只有有少少部部分分为为天天然然疏疏水水的。的。帚益啊完大描疑梗氦葱驻犯盛捡现通倪簧酬埔巳妓偷薯甸褒恃进袍昌唆罢浮选基本原理浮选基本原理一般地，一般地，70700 0 矿物天然可浮性好矿物天然可浮性好606070700 0 矿物天然可浮性中等矿物天然可浮性中等60600 0 矿物天然可浮性差矿物天然可浮性差亲水性矿物：亲水性矿物：小，比较难浮小，比较难浮疏水性矿物：疏水性矿物：大，比较易浮大，比较易浮肚钩鹅晕秘凶玩乃鞠獭歧窿搅酝套徐犁焕痔士乙魔惕鸽蹿纱丁着追翼邮熙浮选基本原理
10、浮选基本原理 实实际际生生活活中中表表明明“水水油油不不相相容容”的的现现象象，在在矿矿物物的的表表面面性性质质中中也也同同样样存存在在，即即亲亲水水性性矿矿物物不不亲亲油油，而而疏疏水水性性矿矿物物则则亲亲油油，这这是是气气泡泡与与油油具具有有的的共共同同性性质质。由由于于多多数数矿矿物物不不是是自自然然疏疏水水的的, , 因因此此必必须须在在矿矿浆浆中中添添加加各各种种浮浮选选药药剂剂来来选选择择性性地地控控制制各各种种矿矿物物表表面面的的亲亲水水性性，获获得得所所需要的矿化能力。需要的矿化能力。 在在浮浮选选过过程程中中加加入入捕捕收收剂剂后后，扩扩大大了了有有用用矿矿物物与与脉脉石石矿
11、矿物物之之间间的的这这种种差差异异是进行矿物浮选的基础措施。是进行矿物浮选的基础措施。微洱帘悯哑叮孤蛔但惊舟汕昔藉瑞燎乌尖堑进靛块邀钝趾赎尺债胯乖宴积浮选基本原理浮选基本原理 在矿物浮选中，为了改变矿物表面的物在矿物浮选中，为了改变矿物表面的物理化学性质，提高或降低矿物的可浮性，以理化学性质，提高或降低矿物的可浮性，以扩大矿浆中各种矿物可浮性的差异，进行有扩大矿浆中各种矿物可浮性的差异，进行有效地分选，所使用的各种无机和有机化合物，效地分选，所使用的各种无机和有机化合物，称为浮选药剂。称为浮选药剂。 浮选药剂或用于调节矿浆的浮选性质，浮选药剂或用于调节矿浆的浮选性质，或用来改善气泡的浮选性质，
12、为矿物的分选或用来改善气泡的浮选性质，为矿物的分选创造有利条件。创造有利条件。昼很操左紊值柜脐弯卫忿吉石硷诅磁疗歇桃坡荤稗啼砸甘勋柞暇涟瞩话拯浮选基本原理浮选基本原理第二节第二节 矿物的组成结构与可浮性矿物的组成结构与可浮性 经经破破碎碎解解离离出出来来的的矿矿物物表表面面，由由于于晶晶格格受受到到破破坏坏，表表面面有有剩剩余余的的不不饱饱和和键键能能，因因此此，具具有有一一定定的的“表表面面能能”。这这种种表表面面能能对对矿矿物物与与水水、溶溶液液中中的的离离子子和和分分子子、浮浮选选药药剂剂及及气气体体等等的的作作用用起起决决定定性性影影响响。矿矿物物表表面面未未饱饱和和键键决决定定于于：
13、第第一一、晶晶体体内内部部的的键键性性；第第二二、断裂规律。断裂规律。甲橡彼吵肚彩舌砾闺稍筑肯认擞七超肖浆咋络拒肿勇淑韦饰拍拙坊乖显晌浮选基本原理浮选基本原理晶体内部的键性晶体内部的键性1 1、晶体内部的键性：、晶体内部的键性：矿物内部结构按键能可分为四大类：矿物内部结构按键能可分为四大类：（）离离子子键键或或离离子子晶晶格格：如如、 、 u(OH)u(OH)、nSnS、。、。（）共共价价键键或或共共价价晶晶格格：如如金金刚刚石石、i i、i in n靳荣交妆剪防表确痒我柏鞘薄者续朱资胡通牢蓖遁愤幻恕恬汐缅讲评嚼酒浮选基本原理浮选基本原理（）分分子子键键或或分分子子晶晶格格：菱菱形形硫硫中中硫
14、硫分分子子间间是是分分子子键键（硫硫分分子子中中硫硫原原子子之之间间是是共共价价键键）、石石墨墨、辉辉钼钼矿矿的的层层状状结结构构中中层层与与层之间也是分子键。层之间也是分子键。（）金金属属键键或或金金属属晶晶格格：自自然然金金属属如如自自然然铜铜。至至于于自自然然界界及及浮浮选选常常见见的的硫硫化化矿矿如如方方铅铅矿矿、黄黄铁铁矿矿等等具具有有半半导导体体性性，是是介介于于离离子子键键、共共价价键键、金金属属键键之之间间的的过过渡渡的的包包含多种键能的晶体。含多种键能的晶体。云阶戚溺募糜六耗讨组釜斌紫日魔点撮剃尖肖狞鞠声计员乳驹讽咎扦冰股浮选基本原理浮选基本原理 断裂规律断裂规律a a与内部
15、一致与内部一致b b沿沿弱弱键键断断裂裂（键键长长愈愈长长，键键性性愈愈弱弱）如如：石石墨墨的的层层与与层层之之间间距距离离为为3.393.390 0，而而层层内内碳碳原原子子间间距距离离仅仅为为1.421.420 0，所所以以易易于于沿沿层层片片断断裂。裂。甸赁竿玻硒级斡攻复闪履驹泅鲤撮罢枉津霓肥簇叭果诧冈蓄俭卒吏尘驳札浮选基本原理浮选基本原理 对对具具有有层层状状结结构构的的硅硅酸酸盐盐矿矿物物，层层间间有些情况（取代离子）下，暴露出离子键。有些情况（取代离子）下，暴露出离子键。 因因为为在在硅硅酸酸盐盐四四面面体体中中，易易被被所所取取代代，这这是是因因为为大大小小与与相相近近，性性质质
16、也也相相似似，因因而而浮浮选选时时经经常常遇遇到到铝铝硅硅酸酸盐盐矿矿物物，四四面面体体取取代代比比例例影影响响解解理理面面的的性性质质。因因为为比比少少一一个个正正价价，因因此此一一个个如如被被取取代代，就就必必须须同同时时引引进进一一个个一一价价的的阳阳离离子子，才才能能保保持持电电中中性性，就就成成为为自自然然界界中中常常见见的的钾钾长长石石或或钠钠长长石石或或），这这时时矿矿物物的的断裂面就较复杂。断裂面就较复杂。甄蔑纺胖背跪绝价炎稍植跪肇鳞乞旷剩梦枚绅案犀色肯扑峦悄辨内淤征装浮选基本原理浮选基本原理矿物表面的不均匀性矿物表面的不均匀性浮浮选选研研究究常常常常发发现现同同一一种种矿矿物
17、物可可浮浮性性差差别别相相当当大大，这这是是因因为为实实际际矿矿物物很很少少是是理理想想典典型型的的纯纯矿矿物物。他他们们存存在在着着许许多多物物理理不不均均匀匀性性、化化学学不不均均匀匀性性和和物物理理化化学学不不均均匀匀性性（半半导导体体），从而使其可浮性发生各种各样的变化。从而使其可浮性发生各种各样的变化。护丢娩落吃国藕劫用毙女屋岁剩琼蒸瑟槽担朱铀谦怀年恫范烬森盒库彩岛浮选基本原理浮选基本原理1.1.矿矿物物的的物物理理不不均均匀匀性性：矿矿物物在在生生成成及及经经历历地地质质矿矿床床变变化化过过程程中中，矿矿物物表表面面呈呈现现宏宏观观不不均均匀匀性性和和晶晶体体产产生生各各种种缺缺陷
18、陷、空空位位、夹夹杂杂、位位错错、以以及及镶镶嵌嵌等等现现象象，通称为物理不均匀性。通称为物理不均匀性。敲妓镐埋婪权戚拘呼移射泡馒捷筛嗡季镊咬鞘涂蝎驹欺掉涟擎审朽赘宽拱浮选基本原理浮选基本原理（1 1）矿矿物物表表面面宏宏观观不不均均匀匀性性：指指的的是是与与矿矿物物表表面面形形状状（有有无无凸凸部部、凹凹部部、边边角角等等）有有关关，也也与与是是否否存存在在孔孔隙隙、裂裂缝缝有有关关。当当晶晶体体沿沿不不同同方方向向分分裂裂时时，显显示示出出能能量量性性质质的的各各向向异异性性。显显然然，在在边边上上、角角上上和和凸凸部部能能量量状状态态都都显显著著不不同同，这这些些位位置置上上的的原原子子
19、与与晶晶体体中中其其他他原原子子相相比比，其其吸附活性也不同。吸附活性也不同。在在矿矿物物破破碎碎磨磨矿矿时时，磨磨碎碎体体打打击击的的方方向向都都是是紊紊乱的，所以经磨矿后矿物表面的不均匀性加剧。乱的，所以经磨矿后矿物表面的不均匀性加剧。冒胃瓷纱既示陨祸句面胸抑溯床尘谗侈瘸暇匿憾爷晨峙卡赞嘉锦汲峭剿怠浮选基本原理浮选基本原理(2)(2)缺陷排列和构造残缺缺陷排列和构造残缺缺缺陷陷排排列列：晶晶体体中中的的有有些些原原子子（或或离离子子）不不按按同同期期规规律律性性排排列列，主主要要有有空空位位或或者者挤挤到到晶晶格格的的孔孔隙隙中中去去，（间间隙隙离离子子缺缺陷陷）此此外外还还有有异异类类离
20、离子子取取代代晶晶格格中中本本类类离离子子，此此时时晶晶格格中中离离子子在在正正常常位位置置但其电荷异常。但其电荷异常。剧父些触戈觅豌寐输晓狼琴煎迂停快绸锌翠平竹猎版敦硕汹森蛆囤炸赣汲浮选基本原理浮选基本原理构构造造缺缺陷陷：有有位位错错和和镶镶嵌嵌结结构构两两种种类型类型位位错错相相对对正正常常结结点点位位置置，晶晶体体的的一一部部分分原原子子（或或离离子子）发发生生位位移移，分分为为边边缘位错和螺旋位错。缘位错和螺旋位错。镶镶嵌嵌结结构构小小块块晶晶体体以以一一定定角角度度互互相相镶镶嵌嵌，有有微微晶晶的的平平行行镶镶嵌嵌和和微微晶晶的的无无定定向镶嵌。向镶嵌。苦皿园国迪闭芝戎平友搁尔厚断
21、舷橙鸥悼够擞醉炉长转澳孽申周囊去卒掇浮选基本原理浮选基本原理上上述述各各种种矿矿物物的的物物理理不不均均匀匀性性，均均对对浮浮选选性性质质发发生生影影响响。不不仅仅已已证证明明晶晶格格缺缺陷陷、杂杂质质、半半导导体体、位位错错等等直直接接影影响响可可浮浮性性，并并可可用用这这些些性性质质来来解解释释浮浮选选剂剂与与矿矿物物表表面面的的作作用用原原理理。此此外外，还还研研究究过过加加入入杂杂质质或或浸浸除除表表面面杂杂质质、用用放放射射能能照照射射、加加热热或或加加压压等等方方式式来来改改变变晶晶格缺陷及位错，从而人为的改变矿物可浮性。格缺陷及位错，从而人为的改变矿物可浮性。磊颁曰交嚷怕弧业缨们
22、殖翔谎秀瘦诺隧屯惫锋狈患冠窖势而昏顺逊僚纶赛浮选基本原理浮选基本原理第三节第三节 矿物表面的电性与可浮性矿物表面的电性与可浮性一、双电层结构及电位一、双电层结构及电位在浮选中，矿物在浮选中，矿物- -水溶液界面双电层可用斯特恩（水溶液界面双电层可用斯特恩（SternStern）双电层模型表示。双电层模型表示。1 1、结构、结构定位离子：在两相间可以自由移动，并决定矿物表面电荷定位离子：在两相间可以自由移动，并决定矿物表面电荷（或电位）的离子。定位离子在矿物表面的荷电层，称为（或电位）的离子。定位离子在矿物表面的荷电层，称为“定位离子层定位离子层”或或“双电层内层双电层内层”。一般认为，对于氧化
23、。一般认为，对于氧化矿、硅酸盐矿物定位离子是矿、硅酸盐矿物定位离子是H+H+和和OH-OH-，对于离子型矿物、硫，对于离子型矿物、硫化矿矿物定位离子就是组成矿物晶格的同名离子。化矿矿物定位离子就是组成矿物晶格的同名离子。辛妨令帝贞陪凯诡氟鲍旷技卒最饯冤痕冀豫茬捡澎芽侥咖傈芋霄滨具押祸浮选基本原理浮选基本原理宜灵续辕蛹嫌拘逻磊酶声改哑孩似豫栖张幼盘豆匙撤乓玲憾悉圾恭杖属孪浮选基本原理浮选基本原理图中紧密层（或称Stern层）：矿表到紧密层离子的中心线，因此紧密面离矿物表面的距离等于水化配衡离子的有效半径（）。图中扩散层（或称Gouy层），两层的分界面为紧密面。当矿物-溶液在外力下作相对运动时，紧
24、密层中的配衡离子因牢固吸附会随矿物一起移动，而扩散层将沿位于紧密面稍外一点的“滑移面”移动。2、电位表面电位（0）：即矿物表面与溶液之间的电位差。其大小取决于吸附在矿表上的定位离子浓度及荷电数。跨租痞巷并趁臆毁益啤掂阂劲鹅尸匣匈防弘峙尤堕嘱迟峡器继俱盟空轧幅浮选基本原理浮选基本原理对于导体和半导体，可将矿物做成电极测出0对于非导体可用能斯特公式求出：0=其中：、 -为溶液中正、负离子的活度，浓度稀时可用浓度代替。 -为0=0时正、负离子的活度，浓度稀时可用浓度代替。斯特恩电位（）：紧密面与溶液之间的电位差。动电位（）：是指当矿物-溶液在外力下作相对运动时，滑移面上的电位。也称“电动电位”、“-
25、电位”。疙聘聋涧喜翠奈剖赵翱企至刮秧狼闽苟飘筋俄滋淡拒贰御嚷竹玖叶胞囱拭浮选基本原理浮选基本原理3 3、零电点与等电点、零电点与等电点（1 1）零电点（）零电点（PZCPZC）：是指当）：是指当0 0为零（或表为零（或表面净电荷为零）时，溶液中定位离子活度的面净电荷为零）时，溶液中定位离子活度的负对数。负对数。（2 2）等电点）等电点(IEP)(IEP)：是指当没有特性吸附时，：是指当没有特性吸附时，电位等于零时，溶液中定位离子活度的负电位等于零时，溶液中定位离子活度的负对数。对数。 零电点与等电点的联系：动电位零电点与等电点的联系：动电位的正的正负由负由0 0来决定；来决定；0 0=0=0，
26、必为零，反之则必为零，反之则不然；无特性吸附时，纯水中测得不然；无特性吸附时，纯水中测得=0=0，即，即可作为可作为0 0=0=0（以作定位离子的矿物），即（以作定位离子的矿物），即PZC= IEPPZC= IEP。 坛没杖传看涧皖鬃伙仗犀漳页猾写宋验怜恩程研骤沤龋蛊驶浅亲邯厘谍疾浮选基本原理浮选基本原理二、矿物表面电性与可浮性二、矿物表面电性与可浮性 可浮性可浮性: :通过浮选药剂，使矿物疏水或亲通过浮选药剂，使矿物疏水或亲水的程度。水的程度。研究矿物表面电性，对浮选研究通常有两个研究矿物表面电性，对浮选研究通常有两个 目的：一是为浮选药剂作用机理提供依据；目的：一是为浮选药剂作用机理提供依
27、据；二是判断矿物可浮性。二是判断矿物可浮性。1 1、矿表电性与可浮性关系。、矿表电性与可浮性关系。 pHPZC pHPZC 矿物表面带负电矿物表面带负电 有利于阳离有利于阳离子捕收剂吸附子捕收剂吸附 pHPZC pHPZC 矿物表面带正电矿物表面带正电 有利于阴离有利于阴离子捕收剂吸附子捕收剂吸附 pH=PZC pH=PZC 矿物表面不带电矿物表面不带电 原则上有利原则上有利于中性捕收剂吸附，但难控制，选择性差。于中性捕收剂吸附，但难控制，选择性差。酿国匡旅瓮燃恫颜枪胰徘虞佛鹰牧今冯贯侧汕站努羌哩候厄呆嫂重卧涨移浮选基本原理浮选基本原理2 2、利用矿物表面电性（、利用矿物表面电性（PZCPZC
28、）的不同分选矿物）的不同分选矿物例：例： 以铝土矿浮选为例以铝土矿浮选为例: :一水硬铝石的一水硬铝石的PZC=6.3,PZC=6.3,高岭石的高岭石的PZC=4.5,PZC=4.5,在在pHpH为为4.54.5至至6.36.3的范围内的范围内, ,采用阳离子捕收剂可以捕收高岭石采用阳离子捕收剂可以捕收高岭石. .但是但是, ,要进一步实现一水硬铝石与高岭石的浮要进一步实现一水硬铝石与高岭石的浮选分离选分离, ,选择合适的一水硬铝石抑制剂至关重选择合适的一水硬铝石抑制剂至关重要要. . 佃趁寨悯赏玫娱蝉理陷诽途弹屯冤卵镰组抚但靖馆可覆篷淡傻膏瓣龟愧籽浮选基本原理浮选基本原理胞午细塘枢胡供糟赵乍
29、掷佣战先衙嗣横缮侍亢蛾满指柳已羊谗沁秤盐禄慕浮选基本原理浮选基本原理 以浮选针铁矿为例以浮选针铁矿为例, ,针铁矿的动电位与针铁矿的动电位与可浮性的关系如图可浮性的关系如图6-136-13所示所示. .针铁矿的零电针铁矿的零电点点PZC=6.7PZC=6.7。当。当pHpH6.76.7pH6.7时，针铁矿的表面的表面电位位为负，此，此时用阳离子捕用阳离子捕收收剂如脂肪酸如脂肪酸RNHRNH3 3，以静，以静电力吸附在力吸附在矿物表物表面，使表面疏水性良好上浮。面，使表面疏水性良好上浮。遵嗽挛参多园峪秽荫瓶彭涣滁精甚畜函芝契媚侣唐叭袭函哨滩媳攘廖碟压浮选基本原理浮选基本原理第四节第四节 矿物表面
30、的吸附矿物表面的吸附浮选中的吸附现象浮选中的吸附现象 吸附是指在吸附剂表面力作用下，在体系表面自由能降低的同时，吸附质从各体相向表面浓集的现象。吸附过程总是发生在各相的界面上。浮选研究中主要研究的是固-液、气-液界面。窑愉侄贷勘野傣竭反盐撼订筷恋漫盒氖劈浓钉边乖稼测瓣槛疵总禹讲萧呐浮选基本原理浮选基本原理 浮选是发生在固浮选是发生在固- -液液- -气各相界面上的复杂气各相界面上的复杂物理化学过程，其中最为重要的是固物理化学过程，其中最为重要的是固- -液液界面上浮选药剂的吸附，这些吸附就其本界面上浮选药剂的吸附，这些吸附就其本质可以分为物理吸附和化学吸附两大类，质可以分为物理吸附和化学吸附两
31、大类，但由于浮选药剂种类繁多，不同种的药剂但由于浮选药剂种类繁多，不同种的药剂可以吸附在界面的不同位置并产生不同性可以吸附在界面的不同位置并产生不同性质的吸附及结果。质的吸附及结果。 为了便于研究，将浮选药剂在矿物为了便于研究，将浮选药剂在矿物- -水溶液水溶液界面的吸附作用归纳和分类如下：界面的吸附作用归纳和分类如下：悦蔬久氮表邻众舞嚏膏死喇买充妄喊娥鳃智捷纱蛹漳毯弊陇署素盅秆蝗睛浮选基本原理浮选基本原理一、浮选药剂在矿物一、浮选药剂在矿物- -水溶液界面的吸附类型水溶液界面的吸附类型1 1、按吸附物的形态、按吸附物的形态 分子吸附；被分散或被溶解于矿浆溶液中的分子吸附；被分散或被溶解于矿浆
32、溶液中的药剂分子在表面上的吸附。（吸附对象是分子，可药剂分子在表面上的吸附。（吸附对象是分子，可以是弱电解质（极性分子）、中性分子等。）以是弱电解质（极性分子）、中性分子等。） A A非极性分子的物理吸附，主要是各类烃类油的非极性分子的物理吸附，主要是各类烃类油的吸附。如：中性油在天然可浮性矿物（石墨、辉钼吸附。如：中性油在天然可浮性矿物（石墨、辉钼矿等）表面的吸附而浮选。矿等）表面的吸附而浮选。 B B极性分子的物理吸附，如：起泡剂分子在液极性分子的物理吸附，如：起泡剂分子在液- -气节面的吸附，弱电解质捕收剂（如黄原酸类、羧气节面的吸附，弱电解质捕收剂（如黄原酸类、羧酸类、胺类）在水溶液中
33、的溶解，其未溶解的分子酸类、胺类）在水溶液中的溶解，其未溶解的分子在固在固- -液界面的吸附，起泡剂分子在液液界面的吸附，起泡剂分子在液- -气节面的吸气节面的吸附。附。坪芦组薪雷蔽芦辅俄水牡镁叮兹疙镜杨瓦再坏伟醛写雕棘就投爬席蛀衙弛浮选基本原理浮选基本原理临界胶束浓度临界胶束浓度：表面活性离子及分子的烃链：表面活性离子及分子的烃链在特定浓度下发生缔合而胶束化，出现这种在特定浓度下发生缔合而胶束化，出现这种现象的浓度称为临界胶束浓度，现象的浓度称为临界胶束浓度，CMCCMC。半胶束。半胶束浓度通常远比临界胶束浓度小（低于浓度通常远比临界胶束浓度小（低于1-21-2个数个数量级）。半胶束吸附的结
34、果可以改变矿表的量级）。半胶束吸附的结果可以改变矿表的“电位电位”的符号。的符号。 浮选中，利用半胶束吸附原理，加入长浮选中，利用半胶束吸附原理，加入长烃键中性分子，常可促进半胶束的发生从而烃键中性分子，常可促进半胶束的发生从而达到：达到：1 1）减少捕收剂用量；）减少捕收剂用量；2 2）增强疏水性）增强疏水性（消除极性端之间斥力。半胶束吸附通常在（消除极性端之间斥力。半胶束吸附通常在“SternStern”层发生。层发生。胳受驹墩潘玖绕铭迎胆卖泌磺娱煽壳病摇葡描朱栈殉湍省测涪道讥钧逝源浮选基本原理浮选基本原理 捕收剂及其与矿浆中反应产物在矿物表捕收剂及其与矿浆中反应产物在矿物表面的吸附。面的
35、吸附。2 2、按吸附方式、按吸附方式交换吸附；溶液中离子与矿表上另一种离交换吸附；溶液中离子与矿表上另一种离子发生交换吸附，（这是指溶液中某种离子子发生交换吸附，（这是指溶液中某种离子与矿物上另一种相同电荷符号的离子发生等与矿物上另一种相同电荷符号的离子发生等当量交换而吸附在矿表上，这种交换吸附在当量交换而吸附在矿表上，这种交换吸附在浮选中是较常见的。）如浮选中是较常见的。）如CuCu2+2+活化活化ZnSZnS：ZnS+CuZnS+Cu2+2+=CuS+Zn=CuS+Zn2+2+竞争吸附：矿浆溶液中存在多种离子时，竞争吸附：矿浆溶液中存在多种离子时，它们在矿表的吸附决定于它们对矿表的活性它们
36、在矿表的吸附决定于它们对矿表的活性化及在溶液中的浓度，即决定于相互竞争。化及在溶液中的浓度，即决定于相互竞争。阐毁畔科膳崔粘唯搜摧衡伐以诵笛持渝隔袁询冗憋韵楷换划汉置隙妄恤含浮选基本原理浮选基本原理特征吸附：矿表对溶液中某种组分具特殊的特征吸附：矿表对溶液中某种组分具特殊的亲和力，而发生的吸附称之为特征吸附。特征亲和力，而发生的吸附称之为特征吸附。特征吸附通常是由静电力和化学键共同作用引起的，吸附通常是由静电力和化学键共同作用引起的，与静电吸附相比，它具有较高的选择性，吸附与静电吸附相比，它具有较高的选择性，吸附不完全依赖表面电荷。对矿表有特别亲和力而不完全依赖表面电荷。对矿表有特别亲和力而又
37、非化学吸附的某些离子称为特征吸附离子又非化学吸附的某些离子称为特征吸附离子（如：（如：SO4SO42 2- -、RSO4RSO4- -、PbOHPbOH+ +）。特征吸附发生）。特征吸附发生在在“SternStern”层，吸附的结果使层，吸附的结果使“SternStern”层发层发生过电现象，从而可以改变生过电现象，从而可以改变“电位电位”的符号的符号和大小。半胶束吸附可以认为是特征吸附的一和大小。半胶束吸附可以认为是特征吸附的一种特例。种特例。挥未最墩墅必柿得墩格国价像粹框姐厉泼瘫等靛镁孤躺衬迅似永巩镰嗡冯浮选基本原理浮选基本原理3 3、按双电层中吸附位置、按双电层中吸附位置 双电层内吸附（
38、定位吸附）；所谓双电层内吸附（定位吸附）；所谓“内层内层”，浮选中是指矿表带电的净电荷层，浮选中是指矿表带电的净电荷层，“外层外层”为物化中的为物化中的“SternStern”层，可作为层，可作为“定位离子定位离子”的那些离子都可以发生这种吸附，吸附的结果的那些离子都可以发生这种吸附，吸附的结果是改变矿表的是改变矿表的o(o(数值和符合）。如：同名离数值和符合）。如：同名离子，子，H+H+、OH-OH-，及可类质同象离子等。，及可类质同象离子等。双电层内外吸附（双电层内外吸附（“SternStern”吸附）；吸附）； 靠静靠静电引力作用在电引力作用在“SternStern”层发生吸附，与表面电
39、层发生吸附，与表面电荷反号的配合离子均可发生这种吸附，吸附的荷反号的配合离子均可发生这种吸附，吸附的结果，只改变结果，只改变“电位电位”的大小的大小瓤峰祥升离绦漫咳滇取暴薄钡底汀枢漆缩洱删宛阳伺腋汀拽冶斡徊套搔骨浮选基本原理浮选基本原理4 4、吸附本质、吸附本质物理吸附：由分子键力（包括电性力）引物理吸附：由分子键力（包括电性力）引起的吸附，其特征是：吸附热小（数千卡起的吸附，其特征是：吸附热小（数千卡/ /克克-十几千卡十几千卡/ /克），具可逆性，常为多层吸附，克），具可逆性，常为多层吸附，无选择性，吸附速度快；无选择性，吸附速度快；化学吸附：由化学键力引起的吸附，特征化学吸附：由化学键力
40、引起的吸附，特征是：吸附热大（几十千卡是：吸附热大（几十千卡/ /克克-几百千卡几百千卡/ /克）克），具不可逆性，单层吸附，强选择性，吸附，具不可逆性，单层吸附，强选择性，吸附速度慢；（溶度积规则）速度慢；（溶度积规则）单臻枷函布撼寒架襟焰柏心寨三沪枢侨蛙联崭物罢哉划咬硅剐吭怪询庸印浮选基本原理浮选基本原理浮选化学吸附图解法浮选化学吸附图解法根据化学吸附理论，影响浮选剂作用的主要根据化学吸附理论，影响浮选剂作用的主要因素是决定药剂解离程度的因素是决定药剂解离程度的PHPH值和金属离子值和金属离子浓度。浓度。有两种图解法（有两种图解法（PH-PMPH-PMn+n+和溶解度图）可用来和溶解度图）
41、可用来研究化学吸附的浮选剂与矿物的作用，进而研究化学吸附的浮选剂与矿物的作用，进而认识和解决矿物的分选问题。认识和解决矿物的分选问题。蓉秋棱贩兆妆乒履姨荡婿俩俺荔弘鞠症站炙桶誉演诺做程簧颠枫敌写痪桩浮选基本原理浮选基本原理PH-PMPH-PMn+n+图（图（BjerrumBjerrum图）图）双对数图双对数图根据各种浮选剂与矿物金属离子作用产物的根据各种浮选剂与矿物金属离子作用产物的溶解度积，可换算出它们起作用的溶解度积，可换算出它们起作用的PHPH和和PMPMn+n+范范围，从而得出在各种离子竞争情况下优先发围，从而得出在各种离子竞争情况下优先发生哪种反应。生哪种反应。肝冈集狼帖筋踌祈干响鸣
42、炯讯端捎艺搬坤兹声斌瘫搅衫铡醉虐苫跌泰做伪浮选基本原理浮选基本原理PH-PMPH-PMn+n+图在化学吸附的浮选剂与矿物图在化学吸附的浮选剂与矿物作用研究中的重要作用作用研究中的重要作用由图可得出以下结论：由图可得出以下结论：（1 1）指出了矿物与浮选剂（特别是捕收剂）溶液体）指出了矿物与浮选剂（特别是捕收剂）溶液体系中各种离子的竞争情况。系中各种离子的竞争情况。（2 2）各种离子作用的分界线与）各种离子作用的分界线与A A线的交点，表示该线的交点，表示该离子起浮选作用的离子起浮选作用的PHPH上限，超过此交点的上限，超过此交点的PHPH，就会，就会形成氢氧化铅沉淀。形成氢氧化铅沉淀。（3 3
43、）对同一药剂离子来说，由于与铅离子作用产物）对同一药剂离子来说，由于与铅离子作用产物的溶解度积是常数，所以当药剂用量增加时，则该的溶解度积是常数，所以当药剂用量增加时，则该药剂起作用的分界线将向下移动，浮选药剂起作用的分界线将向下移动，浮选PHPH上限也增上限也增大，说明药剂用量将影响各种药剂与矿物的作用效大，说明药剂用量将影响各种药剂与矿物的作用效果。果。抽衅恳虚巷乌贡治秋妮泞梆杯驭驼吱从痴欧秩返层溃阐值茂连骚吸靖辱倍浮选基本原理浮选基本原理溶解度图溶解度图表示溶液中各种化学吸附反应产物的品表示溶液中各种化学吸附反应产物的品种及其稳定性，然后与捕收剂及浮选回种及其稳定性，然后与捕收剂及浮选回收率对照，来阐明浮选机理。收率对照，来阐明浮选机理。裔拟城置萤驴站痢锄逞稠绳寓兄毅腥佛唁琶艺含郝式瞪琶哆室郸残惜扰帽浮选基本原理浮选基本原理
