浮選基本原理(安徽理工)(參考版)
2024-10-19 13:19本頁面
【正文】 ，則 Δ W0， θ 越大， Δ W值也越大，故越是疏水的礦粒附著于氣泡的自發(fā)趨勢越顯著。 對絕對親水的礦物， θ =0176。 如果 W1W2，則 Δ W0，說明粘附過程體系自由能是降低的，按熱力學(xué)第二定律 ，此過程可以自發(fā)進行。若將體系看做是一個等溫等壓體系，那 么礦粒與氣泡附著前體系的自由能為 W1， 即 W1＝ SLGσ LG＋ SSLσ SL 式中， SLG、 SSL表示氣泡、礦粒在水中的表面積；σ LG、 σ SL表示水氣、固水界面表面自由能。 氣泡礦化的影響因素 浮選過程可以分為四個階段： 第一為接觸階段； 第二為粘著階段； 第三為升浮階段； 第四為泡沫層形成階段，最后形成穩(wěn)定泡沫層，并及時刮出 。 ② 雙電層外層吸附 —— 雙電層外層吸附是溶液中溶質(zhì)分子或電荷符號與礦物表面相反的離子 在雙電層外層上的吸附。 ③ 特性吸附 —— 當(dāng)?shù)V物表面對溶液中某種組分有特殊的親和力所產(chǎn)生的吸附稱特性吸附。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 (3) 按吸附作用方式和性質(zhì) ① 交換吸附 —— 指溶液中某種離子與礦物表面上另一種相同電荷符號的離子發(fā)生等當(dāng)量交換而吸附在礦物表面。 ③ 半膠束吸附 —— 溶液中長烴鏈捕收劑濃度較高時，礦物表面吸附捕收劑非極性端，在范德華力的作用下，發(fā)生締合作用，形成類似膠束的結(jié)構(gòu)，稱為半膠束吸附。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 (2) 按吸附物的形態(tài) ① 分子吸附 —— 溶液中被溶解的溶質(zhì)以分子形式吸附到固 — 液、氣 — 液等相界面上。該吸附質(zhì)可在礦物表面之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，并在礦物表面形成難溶性化合物，但不能生成新相。其特征是熱效應(yīng)小（一般僅 20 kJ/mol左右）、無選擇性、吸附快、具有可逆性、易解吸、吸附的分子可在礦物表面形成多層等。 當(dāng)吸附達到平衡時，單位面積上所吸附的吸附質(zhì)的摩爾數(shù)，稱為在該條件下的吸附量，通常用 Γ 表示。 對液體，當(dāng)將某種溶質(zhì)加入到溶液中，如果能使溶液表面能降低，表面層溶質(zhì)的濃度大于溶液內(nèi)部，則稱該溶質(zhì)為表面活性劑或表面活性物質(zhì)，這種吸附稱為正吸附。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 如圖為針鐵礦的浮選特性與表面電荷的關(guān)系 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 針鐵礦的零電點 pH＝ ，當(dāng) pH，礦物表面荷正電，采用陰離子型（負(fù)電性）捕收劑十二烷基硫酸鈉時藥劑大量吸附，浮選效果很好，而采用陽離子型（正電性）十二胺捕收劑時則很難吸附，幾乎不能浮選。 流動電位法 —— 是通過流體流過一根毛細(xì)管或壓縮的固體顆粒所構(gòu)成的多孔柱形塞毛細(xì)管組時在兩端產(chǎn)生的電位差來計算的。 電泳法 —— 在給定電勢梯度的外加靜電場中測量電解質(zhì)溶液內(nèi)部懸浮帶電膠體顆粒的流動性或遷移率后算出。 ② 電動電位測定：電動電位對浮選過程影響很大，加上其測定容易，因而在浮選研究中具有重要的意義。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 (3) 雙電層的測定 雙電層的測定實際上包括礦物的表面電位和電動電位。 ② 等電點 —— 一些表面活性電解質(zhì)可在礦物表面產(chǎn)生特性吸附，這既可改變電動電位大小，也可改變其符號。 在某一定位離子濃度下，礦物表面的正電荷數(shù)恰好等于負(fù)電荷數(shù)，此時，礦物表面的凈電荷為零。常用的方法有微電泳法、電滲法和流動電位法。 ? ③ 電動電位 —— 當(dāng)顆粒在外力作用下移動時，雙電層中的擴散層與固體表面斯特恩層之間有一個滑動界面，滑動界面上的電位和溶液內(nèi)部的電位差稱為電動電位，又稱 Zeta電位 ，常用 ξ 表示。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 (1)雙電層中的電位 ① 表面電位 —— 雙電層的表面電位是指固體表面與溶液之間的電位差，又稱表面總電位或電極電位，常用 ψ 0表示。定位離子可以在界面間實現(xiàn)轉(zhuǎn)移。當(dāng)?shù)V物置于水中時，這些堿金屬陽離子 因水化而從表面進入溶液，故這些礦物表面荷負(fù)電。 在鋁氧八面體層片中，當(dāng) Al3+被低價的 Mg2+或 Ca2+取代，或在硅氧四面體層片中 Si4+被 Al3+置換，結(jié)果會使晶格帶負(fù)電。 ③ 吸附和電離 —— 對于難溶的氧化礦物或硅酸鹽礦物表面，因吸附 H+或 OH而形成酸類化合物，然后部分電離而使表面荷電，或形成羥基化表面，吸附或解
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