固體物料分選學---緒論浮選理論基礎(編輯修改稿)
2025-02-15 21:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 （ 3）有利于對礦產(chǎn)資源的綜合回收 ? ２、浮選法的缺點 主要是成本高，易污染礦山 \環(huán)境 （ 1）需要較細的磨礦 ―― 粒度細化 （ 2）使用各類藥劑 （ 3）影響因素多，操作控制要求較高 （ 4）產(chǎn)品脫水率較低，過程復雜。 35 20 浮選理論基礎 固體表面的潤濕性及可浮性 潤濕現(xiàn)象 潤濕性： 固體表面與水相互作用這一界面現(xiàn)象的強弱程度。 36 親水性物質(zhì) ：易被水潤濕的物質(zhì) 疏水性物質(zhì) ：不易被水潤濕的物質(zhì) 親水性表面 ：水滴 —— 鋪展，氣泡 —— 球形 疏水性表面 ：水滴 —— 球形，氣泡 —— 鋪展 37 潤濕性的度量 為了判斷固體表面的潤濕性強弱，即固體表面的親水或疏水程度，常用 接觸角 來度量。 固、氣、液三相接觸線 —— 三相潤濕周邊 變化 → 穩(wěn)定 氣 液 固 38 接觸角： 在潤濕周邊上任意一點處，固液界面與氣液界面的切線之間的夾角 θ。 θ角經(jīng)過液體內(nèi)部。 自液氣界面 經(jīng)液體內(nèi)部 到固液界面的夾角 固液氣39 標出接觸角 40 ???? c o sgllsgs ??? ??固液氣θ gllsgs??? ??????c os張力平衡 潤濕方程 楊氏 （ Thomas Young） 方程 與氣 液界面性質(zhì)也有關 41 cosθ 稱為固體表面的 潤濕性 親水 ：難浮， cosθ 大， θ 小 疏水 ：易浮， cosθ 小， θ 大 42 粘著功 Wsg=ΔG=σlg（ 1COSθ） 顆粒、氣泡粘著時，體系對外所做的功 （ 1COSθ）稱為 可浮性 以粘著功 Wsg—— 度量顆粒與氣泡粘著牢固程度 粘著前體系自由能： G1=Sslσsl+Slgσlg 粘著后體系自由能： G2=(Ssl 1)σsl+(Slg1)σlg+σsg (假設粘著單位面積， Sgs=1) 43 ? 顆粒完全親水 ： θ=0176。 ， COSθ=1， 1COSθ=0， Wsg=0， 顆粒不會粘著于氣泡 ? 疏水性增加 ， θ↑， COSθ↓， (1COSθ)↑, Wsg ↑，體系自由能降低，顆粒自發(fā)粘著于氣泡趨勢增加； θ越大，可浮性越大，粘著功越大，礦物自發(fā)粘著氣泡的趨勢越強。 親水、疏水顆粒與氣泡粘著牢固程度不同 —— 浮選分離 44 固體表面的水化層 極性水分子在固體表面吸附時，定向、密集、有序排列 → 水化層 固體表面性質(zhì)（不飽和鍵） → 水化作用強弱 分子鍵：弱 離子鍵、共價鍵：強 捕收劑處理：弱 疏水性礦物表面的水化層厚度 105106 mm， 親水性礦物表面的水化層厚度 102 mm。 45 水化層示意圖 水化層外觀為液相，其性質(zhì)近似固相。 46 1 2 3 礦物表面 氣泡 固體表面水化性強（ 親水性 表面）時，水化層不能自發(fā)薄化。曲線 1所示。 弱水化性固體表面（ 疏水性 表面）時，水化層能自發(fā)薄化，但靠近表面的薄層很難去除。曲線 3所示。 礦粒向氣泡的粘著過程： 先排除自由水， 后排擠水化層 自由能變化曲線 47 2 礦物表面 氣泡 中等水化性 表面顆粒向氣泡粘著的過程： a階段 ：顆粒與氣泡相互接近。排開的為普通水，由浮選機的充氣攪拌、漿體運動、表面間引力等引起的。 b階段 ：顆粒與水化層接觸。排開的為定向排列的水，需要外加能量。 自由能變化曲線 48 2 礦物表面 氣泡 c階段 ：水化層的變薄和破裂。水化膜不穩(wěn)定，水化層自發(fā)破裂。 d階段： 顆粒與氣泡接觸，擴展 (疏水性表面 ) 顆粒氣泡間： 殘余水化膜 演示 49 礦物的晶體結構與可浮性 決定可浮性的主要因素是物料的化學組成和物質(zhì)結構，尤其是晶格結構、鍵能、晶格缺陷、類質(zhì)同象等。 礦物的晶格結構與鍵能 固體表面 —— 不飽和鍵 → 表面能 內(nèi)部結構、斷裂面結構特點 顆粒的內(nèi)部結構按 鍵能 不同可以分為 四類 : 離子鍵 離子晶體 螢石、方解石、白鉛礦、閃鋅礦、巖鹽 50 共價鍵 共價晶格 金剛石、石英、金紅石、錫石 分子鍵 分子晶格 石墨、輝鉬礦（ 層間 ） 金屬鍵 金屬晶格 自然金、銀 浮選處理的物料大都經(jīng)過破碎和磨礦，破碎時，往往沿脆弱面（裂縫、解理面、晶格間雜質(zhì)區(qū)等）裂開，或沿應力集中部位斷裂。 51 NaCl：沿 Na+、 Cl離子間界面斷裂 CaF2： Ca2+、 F結合力強；沿 F面層斷裂 CaCO3： CO共價鍵更強，沿 CO32與 Ca2+交界面斷裂 石墨 C：層內(nèi) CC共價鍵強，層間分子鍵弱，沿層片間斷裂 52 硅酸鹽礦物 ：硅氧四面體骨架結構，共價鍵，斷裂面鍵能高，親水性強。 鋁硅酸鹽礦物 ：硅被鋁取代，硅氧比例影響解理面的性質(zhì)。而且會吸附 Na+、 K+離子。親水性仍很強 礦物顆粒的表面鍵能與天然可浮性 顆粒表面和內(nèi)部的區(qū)別 ：內(nèi)部鍵能平衡，表面鍵能不飽和，這種表面鍵能的不飽和決定了它們的可浮性。 表面鍵能 強 ：離子鍵、原子鍵； 弱 ：分子鍵。 53 表面鍵能強 的離子鍵、原子鍵對極性的水分子有較大的吸引力，表現(xiàn)出強的親水性，成為親水性表面 —— θ小，天然可浮性差 。 而 表面鍵能較弱 的分子鍵對極性的水分子吸引力較小，不易被水潤濕，成為疏水性表面 ——θ大，天然可浮性好 。 天然可浮性： 顆粒未經(jīng)過處理自然表現(xiàn)出來的可浮性。 人為可浮性： 浮選藥劑處理 捕收劑、抑制劑 54 顆粒 表面的不均勻性與可
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