浮選基本原理(安徽理工)-文庫吧資料
2024-10-22 13:19本頁面
【正文】 離 H+而荷電。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 1. 礦物表面電性起源 礦物表面電性起源，歸納起來，主要有以下四種類型： ① 優(yōu)先解離（或溶解） —— 離子型礦物在水中由于表面正、負(fù)離子的表面結(jié)合能及受水偶極的作用力（水化）不同而產(chǎn)生的向水中非等當(dāng)量轉(zhuǎn)移的結(jié)果，使礦物表面荷電。礦物表面電荷的存在影響溶液中離子的分布：帶相反電荷的離子會被吸引到表面附近，帶相同電荷的離子則被排斥而遠(yuǎn)離表面，于是礦物 — 水溶液界面產(chǎn)生電位差。水化膜中的水分子是定向、密集排列的，它們與普通水分子的隨機(jī)、稀疏排列不同。水分子是極性分子，礦物表面的不飽和鍵能也具有不同程度的極性。 ～ 180176。 ～90176。 原則上，取 θ =90176。 時， σ SLσ SG，礦物表面不易被水潤濕，稱為疏水表面； 當(dāng) θ 90176。凡能引起任何兩相界面張力改變的因素都可能影響礦物表面的潤濕性。 上式表明了平衡接觸角與三個相界面之間表面張力的關(guān)系，平衡接觸角是三個相界面張力的函數(shù)。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 平衡狀態(tài)（楊氏 Young） 方程 如上圖，當(dāng)達(dá)到平衡時（潤濕周邊不動），作用于 潤濕周邊上的三個表面張力在水平方向的分力必為零。在任意二相界面都存在著界面自由能 。其結(jié)果是一種流體被另一種流體從固體表面部分或全部被排擠或取代，這是一種物理過程，且是可逆的。這兩種不同現(xiàn)象表明，玻璃能被水潤濕，是親水物質(zhì)；石蠟不能被水潤濕，是疏水物質(zhì)。如往干凈的玻璃上滴一滴水，水會很快地沿玻璃表面展開，成為平面凸鏡的形狀?？諝庵胁煌煞衷谒械娜芙舛炔煌?，因而與礦物和水的作用也不同，對分選有不同影響。浮選礦漿中某些顆粒能夠粘附到氣泡上浮出，其余則不能粘附到氣泡上而留在礦漿中，從而將它們分離。由于水會對礦物表面的一些離子溶解，從而改變礦物表面的化學(xué)組成、界面電性及液相的化學(xué)組成，結(jié)果也改變了礦物在浮選過程中的行為。水分子則會根據(jù)礦物表面的極性不同在其表面進(jìn)行不同形式的定向排列，形成不同性質(zhì)的水化層或水化膜，使礦物表面的自由能發(fā)生變化。將斷裂面置于真空中，則得不到任何補(bǔ)償；如置于空氣中，雖可得到部分補(bǔ)償，但由于氧、氮分子密度很低，不具有極性，所得到的補(bǔ)償極小 ；如果將斷裂面置于水中，則礦物表面的不飽和鍵與水偶極子發(fā)生作用，得到部分補(bǔ)償。變質(zhì)程度低時，含氧官能團(tuán)數(shù)量大，孔 隙度達(dá) 10%以上；變質(zhì)程度高時，親水的含氧 官能團(tuán)數(shù)量雖有所降低，但側(cè)鏈含量也減少 ，而且側(cè)鏈變短，使疏水程度降低，孔隙度也比中等變質(zhì)程度時有所增加，因此，在兩種 情況下，可浮性均較差； 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 液相的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 浮選時液相為水，液體水的結(jié)構(gòu)和 性質(zhì)對礦物表面性質(zhì)、浮選藥劑的性質(zhì) 及浮選過程均產(chǎn)生極大的影響，決定了 浮選的特征。通常，中等變質(zhì)程度的煤具有最好的可浮性 。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 (3) 煤的可浮性 煤是多環(huán)芳香族化合物，各基本單元和周圍側(cè)鏈及 官能團(tuán)隨變質(zhì)程度不同有很大變化，因此 ，煤具有 如下性質(zhì)： ① 組成不同，各組分實(shí)際無法分離，浮選好壞與各組 分含量和性質(zhì)有很大的關(guān)系； ② 煤的主體是多苯芳香核，芳香核的化學(xué)性質(zhì)不活潑， 具有疏水性。 按煤巖學(xué)的觀點(diǎn)，煤有四種主要組分： 絲炭、暗煤、鏡煤和亮煤。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 (1) 煤的基本組成 煤的組成有明顯的不均勻性。要人為的改變可浮性，最有效的方法是浮選藥劑在不同礦物表面的吸附。大多數(shù)硫化礦、氧化礦、硅酸鹽礦等都具有強(qiáng)的親水性。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 ? 自然界中天然可浮性好的礦物較少。 ，此時的礦物可浮性差。如礦物表面以定向力、誘導(dǎo)力為主 ，此種弱鍵 又強(qiáng)于色散力為主的弱鍵。該類表面有較強(qiáng)靜電力或偶極作用 ，亦為強(qiáng)不 飽和鍵 。 材料學(xué)院礦物加工工程教研組 2. 礦物的表面鍵能、極性與天然可浮性的關(guān)系 ? 礦物晶格破裂時，由于暴露在表面的鍵型不同，礦 物表面性質(zhì)也就不同，其規(guī)律大致如下：
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