礦物浮選與表面物化

1、礦物浮選與表面物化礦物浮選與表面物化礦物浮選礦物浮選“浮選（flotation）”一詞，是漂浮選礦的簡稱。浮選是根據(jù)礦物顆粒表面物理化學(xué)性質(zhì)的不同，從礦石中分離有用礦物的技術(shù)方法。潤濕性原理潤濕性原理潤濕性與潤濕功潤濕性與潤濕功楊氏（楊氏（Young）方程）方程 cosSGSLLG 水在固體表面粘附潤濕過程體系對(duì)外所能做的大功，稱為潤潤濕功濕功W W SL SL，亦稱為粘附功。消失了固-氣界面和水-氣界面，新生成了固-水界面，單位面積上位能降低為：W W SLSL = = SGSG + + LGLG - - SLSL = - = - G= G= LGLG(1+(1+ cos)cos)如果 SG

2、SG + + LGLG SLSL ，則位能的降低是正值，沾濕將會(huì)發(fā)生。W SL越大，即越大，即cos越大，則固越大，則固-液界面結(jié)合越牢，液界面結(jié)合越牢，固體表面親水性越強(qiáng)。浮選中常將固體表面親水性越強(qiáng)。浮選中常將cos稱為稱為“潤濕潤濕性性”。潤濕過程可以理解為將固液界面拉開所需要做的最小功潤濕過程可以理解為將固液界面拉開所需要做的最小功潤濕性原理潤濕性原理 浮選涉及的基本現(xiàn)象是,礦粒粘附在空氣泡上并被攜帶上浮。礦粒向氣泡附著的過程是系統(tǒng)消失了固-水界面和水-氣界面，新生成了固-氣界面，即為鋪展?jié)櫇竦哪孢^程。潤濕性原理潤濕性原理該過程體系對(duì)外所做的最大功為粘著功WSG，則WSG = LG +

3、 SL - SG = - G W SG = LG（1- cos）W SG表征著礦粒與氣泡粘著的牢固程度。顯然，W SG越大，即（1-cos）越大，固體表面疏水性越強(qiáng)。顯然，顯然，W SG越大，即越大，即（1-cos）越大，則固越大，則固-氣界面氣界面結(jié)合越牢，固體表面疏水性越強(qiáng)。因此，浮選中常結(jié)合越牢，固體表面疏水性越強(qiáng)。因此，浮選中常將將（1-cos）稱為稱為“可浮性可浮性”。潤濕性原理潤濕性原理固體表面潤濕性的度量接觸角接觸角、潤濕性、潤濕性cos、可浮性、可浮性（1-cos）當(dāng)?shù)V物完全親水時(shí)，當(dāng)?shù)V物完全親水時(shí)，=0，潤濕性，潤濕性cos=1，可，可浮性（浮性（1-cos）= 0。此時(shí)礦粒

4、不會(huì)附著氣泡上。此時(shí)礦粒不會(huì)附著氣泡上浮。當(dāng)?shù)V物疏水性增加時(shí)，接觸角浮。當(dāng)?shù)V物疏水性增加時(shí)，接觸角增大，潤濕增大，潤濕性性cos減小，可浮性（減小，可浮性（1-cos）增大。）增大。礦物浮選礦物浮選改變固體間表面潤濕性差異的方法改變固體間表面潤濕性差異的方法添加特定浮選藥劑的方法來擴(kuò)大物料間潤濕性的差別。添加特定浮選藥劑的方法來擴(kuò)大物料間潤濕性的差別。 l捕收劑捕收劑：主要作用是使目的礦物表面疏水、增加可浮性，：主要作用是使目的礦物表面疏水、增加可浮性，使其易于向氣泡附著。使其易于向氣泡附著。l起泡劑起泡劑：主要作用是促使泡沫形成，增加分選界面，與：主要作用是促使泡沫形成，增加分選界面，與捕收

5、劑也有聯(lián)合作用。捕收劑也有聯(lián)合作用。l調(diào)整劑調(diào)整劑：主要用于調(diào)整捕收劑的作用及介質(zhì)條件，其中：主要用于調(diào)整捕收劑的作用及介質(zhì)條件，其中促進(jìn)目的礦物與捕收劑作用的為活化劑；抑制非目的礦物促進(jìn)目的礦物與捕收劑作用的為活化劑；抑制非目的礦物可浮性的為抑制劑；可浮性的為抑制劑；l調(diào)整介質(zhì)調(diào)整介質(zhì)pH的為的為pH調(diào)整劑調(diào)整劑。礦物浮選礦物浮選乙黃藥：R-O-C(S)-S-Me一般作為銅鉛礦的捕捉劑。礦物浮選礦物浮選浮選捕捉劑與礦物的作用機(jī)理浮選捕捉劑與礦物的作用機(jī)理以鐵鋅礦為例：以鐵鋅礦為例： 一 般來說，礦物表面的定位離子是 H +和 OH離子。弱酸性條件下，鐵閃鋅礦表面帶正電，有利于乙基黃原酸根陰離

6、子 (X)的吸附，吸附量大；弱堿性條件下，礦物表面帶負(fù)電，不利于乙基黃原酸根陰離子(X)的吸附，吸附量小。反應(yīng)機(jī)理如下 。 Zn1-xFexSOH + H+=Zn1-xFexSOH2+ ， Zn1-xFexSOH + OH=Zn1-xFexSO+ H2O， (C2H5)2OCSSH=(C2H5)2OCSS+ H+ 礦物浮選礦物浮選氣泡礦化氣泡礦化泡沫浮選泡沫浮選礦物浮選礦物浮選氣泡礦化的必要條件：氣泡礦化的必要條件：(1-cos)0 沾附氣泡的礦粒上浮的條沾附氣泡的礦粒上浮的條件應(yīng)是其上浮力大于或等件應(yīng)是其上浮力大于或等于下沉力于下沉力 w w礦物潤濕性影響因素礦物潤濕性影響因素2 2、價(jià)鍵類

7、型、價(jià)鍵類型類類 型型表面不飽表面不飽和鍵性質(zhì)和鍵性質(zhì)E/EW接觸角接觸角()界面水結(jié)界面水結(jié)構(gòu)類型構(gòu)類型代表性礦物代表性礦物強(qiáng)親水強(qiáng)親水離子鍵離子鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵金屬鍵金屬鍵1無無A型型石英、云母、石英、云母、錫石、剛玉、錫石、剛玉、高嶺石、方解高嶺石、方解石等石等弱親水弱親水弱疏水弱疏水離子離子-共價(jià)鍵共價(jià)鍵(部分部分自身閉合自身閉合) 1左右，左右，無，或無，或很小很小A型型 為主為主方鉛礦、輝銅方鉛礦、輝銅礦、閃鋅礦等礦、閃鋅礦等疏水疏水 分子鍵為主（層分子鍵為主（層面間），離子，共面間），離子，共價(jià)鍵為輔（層端斷價(jià)鍵為輔（層端斷面）面）1中等中等，4090B型型 為主為主滑石、石墨、滑

8、石、石墨、輝鉬礦、葉臘輝鉬礦、葉臘石等石等強(qiáng)疏水強(qiáng)疏水 色散作用為主的色散作用為主的分子鍵分子鍵1大大， 90110B型型自然硫、石臘自然硫、石臘礦物潤濕性影響因素礦物潤濕性影響因素3 3、礦物表面不均勻性、礦物表面不均勻性浮選所遇到的同一類礦物的天然可浮性相差很大，是由于不同產(chǎn)地礦物的物理不均勻、化學(xué)不均勻，導(dǎo)致其表面的不均勻性而形成的。1 1）物理不均勻性）物理不均勻性l礦物表面的宏觀不均勻性（礦物破碎解離時(shí)形成）l缺陷（間隙離子與空位）：間隙離子缺陷：某些離子進(jìn)入晶格的間隙，而正常完整的位置空缺l位錯(cuò)與鑲嵌結(jié)構(gòu)2 2）化學(xué)不均勻性）化學(xué)不均勻性l非化學(xué)計(jì)量組成特性l雜質(zhì)礦物潤濕性影響因素礦物潤濕性影響因素3 3、其他（、其他（pHpH值等）值等）24681012010203