第七章浮選2015-final-10月30日

1、 第七章第七章 浮游選礦浮游選礦 7.1.1 什么是浮選？浮選是利用礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異，使礦物顆粒選擇性地向氣泡附著的選礦方法。7.1 浮選基本原理7.1.2 老的浮選概念主要有三種： 1 、全油浮選：1860年由英國(guó)人Willian Haynis首先取得專利權(quán)。 分選作用主要在油-水界面發(fā)生，疏水礦粒進(jìn)入油相，親水礦粒進(jìn)入水相。1898年這種工藝用于工業(yè)生產(chǎn)。 2、 表層浮選：1907年由馬克魁斯通（Macquiston）首先取得專利權(quán)。 分選作用主要在水-氣界面發(fā)生，疏水礦粒浮在水面上，親水礦粒沉入水中。 以上兩種浮選因其是在兩相界面發(fā)生，因此又稱為界面浮選。 3 、泡沫浮選：19

2、02年由Potter首先取得專利權(quán)。 分選作用主要在氣-水-固三相界面發(fā)生，疏水礦粒粘附氣泡上浮，親水礦粒留于水中。 泡沫浮選是將空氣引入礦漿產(chǎn)生氣泡，對(duì)氣泡有特殊親和力的礦物上升到表面進(jìn)入泡沫，于是與被水濕潤(rùn)的那些礦物分離開。 在選礦過(guò)程中，礦石必須首先被粉碎，使共生的有價(jià)礦物成份從無(wú)用的脈石物質(zhì)解離出來(lái)。顆粒粉碎，通常達(dá)到大約208m（65網(wǎng)目），將礦物粉碎到這樣的粒度，以便可以容易地被氣泡升舉。7.1.3 7.1.3 礦物的浮選礦物的浮選過(guò)程過(guò)程 碎磨攪拌槽（加藥劑，礦物顆粒與藥劑作用）浮選機(jī)（攪拌使礦漿懸浮，產(chǎn)生細(xì)小氣泡）攜帶礦粒升到礦漿表面完成浮選分離產(chǎn)品脫水（濃縮、過(guò)濾、有時(shí)也干燥

3、）l 礦物的浮選過(guò)程是在固（礦物）、液（水）和氣（氣泡）三相界面上進(jìn)行的，進(jìn)行這一過(guò)程的關(guān)鍵在于：礦物表面性質(zhì)（潤(rùn)濕性）差異，從礦漿中析出足夠量的穩(wěn)定而細(xì)小的氣泡；有用礦物（欲浮礦物）有充分的機(jī)會(huì)與氣泡群碰撞，并牢固地粘附在氣泡上被浮到礦漿的表面，脈石礦物雖有機(jī)會(huì)與氣泡碰撞，但不粘附，遺留在礦漿中，在這里氣泡是分選的媒介，同時(shí)又是運(yùn)載工具。3.1.4 浮選發(fā)展歷史自1906年發(fā)布第一個(gè)具有現(xiàn)代泡沫浮選特征的專利（Sulman and pickard,美國(guó)專利8351201/1906）至今已有百年的歷史。 現(xiàn)在泡沫浮選已成為最重要的和應(yīng)用最廣泛的一種選礦方法?？蓱?yīng)用于以前認(rèn)為沒(méi)有工業(yè)利用價(jià)值的低

4、品位的及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的礦物。最初用于硫化礦物，逐漸發(fā)展到用于氧化礦物和某些非金屬礦物和煤炭、石墨等。以至擴(kuò)展到環(huán)保、化工、食品、材料、醫(yī)藥、生物等領(lǐng)域。但是常規(guī)的泡沫浮選有其局限性，它的有效分選粒度基本上在0.30.01mm（對(duì)煤炭0.50.03mm）超出此粒度范圍泡沫浮選的效果很差。 近年發(fā)展起來(lái)的泡沫分離法（foam fractionation）對(duì)0.51.0mm的顆粒具有良好的應(yīng)用前景。 小于0.010.03mm的微細(xì)顆粒迄今也已有一系列成功的分選工藝，近年來(lái)利用相界面實(shí)現(xiàn)分選的工藝過(guò)程發(fā)展到可以分離膠粒、離子、分子等更微小的顆粒領(lǐng)域，如電泳分離、離子浮選等。浮選領(lǐng)域的進(jìn)展 近二三十年來(lái)，浮

5、選領(lǐng)域的進(jìn)展是： 1. 浮選機(jī)的不斷改進(jìn)和大型化 2. 新藥劑、新工藝不斷涌現(xiàn) 3. 浮選理論的研究不斷深入追溯浮選的發(fā)展歷史，主要經(jīng)歷了四個(gè)階段：1860年-1902年，全油浮選法為主要時(shí)期，效率低，耗油大。1902年-1912年，除全油浮選外，出現(xiàn)了表層浮選和泡沫浮選，并在方法砂鍋內(nèi)不斷改進(jìn)、完善。1912年-1925年，是泡沫浮選與其他浮選競(jìng)爭(zhēng)，并取得優(yōu)勢(shì)的時(shí)期。這一時(shí)期內(nèi)：人們通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐和反復(fù)的比較發(fā)現(xiàn)，由于氣泡的引入是礦粒分選效率大為提高，尤其是1910年機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的制造成功，1912年正式投入使用以后，人們開始偏向使用泡沫浮選。 同時(shí)，隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，人們開始設(shè)想用化學(xué)

6、試劑來(lái)改變礦物的可浮性，因而浮選藥劑業(yè)不斷地得到了發(fā)展。 比較重要的有：1913年發(fā)現(xiàn)重鉻酸鉀用于抑制方鉛礦；硫酸銅活化鉛鋅礦；1921年采用有機(jī)化合物作捕收劑；1922年用氰化物作抑制劑抑制硫化礦；1924年用脂肪酸作氧化劑的捕收劑；1925年黃藥的合成并作為硫化礦的捕收劑，使得泡沫浮選的分選效率大大優(yōu)于全油浮選和表層浮選。從而擺脫了競(jìng)相爭(zhēng)艷的局面，以至于當(dāng)我們現(xiàn)在談到浮選是一般都是指泡沫浮選。1925年至今，是泡沫浮選在理論與實(shí)踐上蓬勃發(fā)展時(shí)期。1930年起，對(duì)各種礦物的可浮性開始進(jìn)行全面的研究；1940年前后開始了煤泥的大規(guī)模浮選，使浮選的范圍由硫化礦推廣到氧化礦、非金屬礦、以及現(xiàn)在的稀

7、有金屬礦。 由于浮選依據(jù)的是礦物表面性質(zhì)，而表面性質(zhì)是多樣的，而且對(duì)于每一種礦物之間都必然存在某些差異，更何況采用了化學(xué)藥劑的處理，因此，原則上浮選可以分選自然界中的各種礦物，浮選的生命力及其廣闊的前程也正在于此。 近幾十年來(lái)，浮選已經(jīng)不再局限于礦物加工工程，而向其他領(lǐng)域發(fā)展，在化學(xué)工業(yè)、造紙工業(yè)、農(nóng)產(chǎn)、食品工藝及廢水處理等方面有著廣泛的應(yīng)用。3.1.5 3.1.5 浮選的特點(diǎn)浮選的特點(diǎn)應(yīng)用廣泛；分選效率高、富集比高；有益于礦產(chǎn)資源的綜合利用；分選粒度細(xì)，前途廣闊，處理細(xì)粒浸染的礦物特別有效。 浮選是資源加工技術(shù)中最重要的技術(shù)，由于浮選法所取得依據(jù)決定，它的應(yīng)用前景是極為廣闊的，幾乎所有的礦物

8、都可以采用浮選法從礦石中分離出來(lái)，同時(shí)可加工處理二次資源及非礦物資源。涉及無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、表面化學(xué)、電化學(xué)、物理化學(xué)等幾乎整個(gè)化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域，形成了浮選電化學(xué)、浮選溶液化學(xué)、浮選劑分子設(shè)計(jì)、浮選表面化學(xué)等交叉學(xué)科領(lǐng)域。 分選效率高主要可以在以下方面可以看出來(lái)：1、可適于選別低品位礦石，且富集比高，如：輝鉬礦浮選，原礦品位僅為0.03%，經(jīng)過(guò)浮選可達(dá)到45%左右的鉬精礦，其富集比達(dá)1500。這是用重、磁選法無(wú)法達(dá)到的指標(biāo)，因而，大大擴(kuò)大了礦物資源的范圍，把過(guò)去不能開采的礦床變?yōu)橛袃r(jià)值的工業(yè)礦床。2、對(duì)呈微細(xì)粒嵌布的礦石特別有效，因而解決了許多微細(xì)礦粒中有用成份的回收問(wèn)題。 浮選方法、依據(jù)決定了

9、浮選法有利于處理共生復(fù)雜的礦石，利用它們之間的表面性質(zhì)的差異，通過(guò)人的處理，可有效地分選多種有用成份。因而對(duì)礦產(chǎn)資源的綜合利用是極為有效的方法之一。 分選粒度的下限，浮選中目前定為10微米，有些比重大的重礦物甚至可以達(dá)到5微米。 7.1.6 浮選法在選礦中的地位浮選法在選礦中的地位 浮選法原則上可選別所有礦石。目前，每年經(jīng)浮選處理的礦石已超過(guò)十億噸?？梢钥隙ǖ恼f(shuō)，浮選法是一種最重要的選礦方法，預(yù)計(jì)今后還會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。 可選別各種黑色、有色、稀有金屬、貴金屬礦物100多種有用礦物。 對(duì)貧礦、細(xì)粒礦、雜礦石有更大適應(yīng)性。目前，回收率60的項(xiàng)目都被禁止，已從礦業(yè)擴(kuò)展到其他領(lǐng)域。 除浮選礦石，目

10、前，浮選廣泛應(yīng)用于冶金、化工、造紙工業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品及食品工業(yè)、醫(yī)藥微生物、工業(yè)廢物及廢水處理等方面。 冶金工業(yè)產(chǎn)品浮選，如銅鎳混合礦、煉銅爐渣、陽(yáng)極泥等的浮選、錳礦石中伴生Ag(740g/t)的富集回收。7.2 浮選理論之一 -潤(rùn)濕理論 潤(rùn)濕是自然界常見的現(xiàn)象。任意兩種流體與固體接觸，所發(fā)生的附著、展開或浸沒(méi)現(xiàn)象（廣義的說(shuō)）稱為潤(rùn)濕過(guò)程。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(guò)程，且是可逆的。如浮選過(guò)程就是調(diào)節(jié)礦物表面上一種流體(如水)被另一種流體取代(如空氣或油)的過(guò)程。7.2.1 潤(rùn)濕過(guò)程潤(rùn)濕過(guò)程1、沾濕、沾濕固固-氣界面和液氣界面和液-氣界面氣界面消失，形

11、成固消失，形成固-液界面液界面lgsslsgsllWGWG 系統(tǒng)由始態(tài)變?yōu)榻K態(tài)單位面積上 所做的功，等于系統(tǒng)位能的損失；單位面積上降低的位能lgsgsl如：，則位能降低值 為正值，沾濕將會(huì)發(fā)生2、鋪展、鋪展固固-氣界面消失，形成氣界面消失，形成液液-氣界面和固氣界面和固-液界面液界面lgsgslWG lgsgsl如：，水將排開空氣而鋪展。3、浸沒(méi)、浸沒(méi)固固-氣界面消失，形成氣界面消失，形成固固-液界面液界面sgsl浸沒(méi)自發(fā)發(fā)生的必要條件：sgslW 判斷礦物表面潤(rùn)濕性的大小判斷礦物表面潤(rùn)濕性的大小, ,常用接常用接觸角表示，接觸角的大小隨著疏水程度的觸角表示，接觸角的大小隨著疏水程度的增大而增

12、加，顆粒疏水性越高，越容易被增大而增加，顆粒疏水性越高，越容易被穩(wěn)定氣泡吸附穩(wěn)定氣泡吸附。接觸角是反映礦物表面親水性與疏水性強(qiáng)接觸角是反映礦物表面親水性與疏水性強(qiáng)弱程度的一個(gè)物理量。成為衡量潤(rùn)濕程度弱程度的一個(gè)物理量。成為衡量潤(rùn)濕程度的尺度，它既能反映礦物的表面性質(zhì)的尺度，它既能反映礦物的表面性質(zhì), ,又又可作為評(píng)定礦物可浮性的一種指標(biāo)。可作為評(píng)定礦物可浮性的一種指標(biāo)。 將一液體滴到一平滑均勻的固體表將一液體滴到一平滑均勻的固體表面上，若不鋪展，將形成一平衡液滴。面上，若不鋪展，將形成一平衡液滴。sgsglg sgsglglgslsl 90 接觸角接觸角slsl coslgslsg該式稱為該式

13、稱為Young方程或潤(rùn)濕方程。方程或潤(rùn)濕方程。越小，潤(rùn)濕過(guò)程越易進(jìn)行。越小，潤(rùn)濕過(guò)程越易進(jìn)行。習(xí)慣上，習(xí)慣上，900, 為不潤(rùn)濕為不潤(rùn)濕 900, 為潤(rùn)濕為潤(rùn)濕接觸角的大小與 固-氣 ， 固-液， 液-氣界面的表面張力有關(guān)。lgcossgsl 若礦物表面與水分子作用活性較高（親和力強(qiáng)），致使sl很低，同時(shí)若空氣與礦物表面親和力較弱，sg就高，這樣sg-sl差值就大，cos值大，而值小，反映出礦物表面有較強(qiáng)潤(rùn)濕性（親水性）。lgcossgsl在一定條件下，lg值與礦物表面性質(zhì)無(wú)關(guān)，可看成恒定值，故的大小取決于sg-sl的差值大小。 若sg-sl差值小，cos值也小，而值大。反映出礦物表面親水性較

14、弱（疏水性強(qiáng)）。極個(gè)別的sgsl表示空氣對(duì)礦物的親和力比水大，這時(shí)900。 lgcossgsl 是反映礦物表面親水性與疏水性強(qiáng)弱程度的一個(gè)物理量。成為衡量潤(rùn)濕程度的尺度，它既能反映礦物的表面性質(zhì)又可作為評(píng)定礦物可浮性的一種指標(biāo)。理想潤(rùn)濕狀態(tài)：00完全不潤(rùn)濕：1800 表1 部分礦物的接觸角 礦物名稱0礦物名稱0硫78黃鐵礦30滑石64重晶石30輝鉬礦60方解石20方鉛礦47石灰石010閃鋅礦46石英04螢石41云母0由表可以看出,大部分礦物是親水的。 表1所列值與實(shí)際浮選的可浮性次序大致相當(dāng)，故通過(guò)對(duì)礦物值的測(cè)定與研究，即可掌握各個(gè)礦物的可浮性，由表1也可知，大部分礦物是親水的，只有少部分為天

15、然疏水的。 一般地， 700 礦物天然可浮性好 60700 礦物天然可浮性中等 600 礦物天然可浮性差親水性礦物：小，比較難浮疏水性礦物：大，比較易浮7.2.2 潤(rùn)濕功與潤(rùn)濕性潤(rùn)濕功與潤(rùn)濕性 水在固體表面潤(rùn)濕過(guò)程中，體系對(duì)外做的水在固體表面潤(rùn)濕過(guò)程中，體系對(duì)外做的最大功，稱為潤(rùn)濕功，也稱黏附功最大功，稱為潤(rùn)濕功，也稱黏附功WSL：(1cos )SLLGW將固將固-液接觸面自交界液接觸面自交界處拉開所需的最小功。處拉開所需的最小功。越大，越大，cos 越大，固越大，固-液界面結(jié)合越牢固，液界面結(jié)合越牢固，固體表面親水性越強(qiáng)。固體表面親水性越強(qiáng)。潤(rùn)濕性潤(rùn)濕性7.2.3 黏附功與可浮性黏附功與可浮

16、性 浮選的基本現(xiàn)象是礦粒附著在氣泡上被攜帶上浮選的基本現(xiàn)象是礦粒附著在氣泡上被攜帶上浮。是固浮。是固-液界面和氣液界面和氣-液界面消失，新生成固液界面消失，新生成固-氣界面的過(guò)程，即為鋪展?jié)櫇竦哪孢^(guò)程。該過(guò)氣界面的過(guò)程，即為鋪展?jié)櫇竦哪孢^(guò)程。該過(guò)程體系對(duì)外所做的最大功定義為黏附功。程體系對(duì)外所做的最大功定義為黏附功。SGLGSLSGWG 將楊氏方程代入將楊氏方程代入(1 cos )SGLGW礦粒與氣泡黏著的牢固程度，礦粒與氣泡黏著的牢固程度，越大，固越大，固-氣界面結(jié)合越牢固，氣界面結(jié)合越牢固，固體表面疏水性越強(qiáng)。固體表面疏水性越強(qiáng)?？筛⌒钥筛⌒?.2.4 礦物表面水化作用與潤(rùn)濕性礦物表面水化

17、作用與潤(rùn)濕性設(shè)真空中礦粒的表面自由能為設(shè)真空中礦粒的表面自由能為ASG，在水中經(jīng)，在水中經(jīng)過(guò)水分子補(bǔ)償作用（水合作用）后礦粒的表過(guò)水分子補(bǔ)償作用（水合作用）后礦粒的表面自由能為面自由能為ASL，水合作用前后表面自由能的，水合作用前后表面自由能的變化變化ASL-ASG，可以近似地看作是礦粒表面的，可以近似地看作是礦粒表面的水合自由能。水合自由能。hSLSGGAA Gh是由多種分過(guò)程的能量變化組合疊是由多種分過(guò)程的能量變化組合疊加而成。加而成。1、礦粒排開周圍水分子占據(jù)一定幾何、礦粒排開周圍水分子占據(jù)一定幾何空間需要斷開周圍水分子與水分子間空間需要斷開周圍水分子與水分子間的締合；將這些水分子推移一

18、定距離的締合；將這些水分子推移一定距離。當(dāng)?shù)V粒粒度很小時(shí)，可忽略第二步所。當(dāng)?shù)V粒粒度很小時(shí)，可忽略第二步所引起的能量變化，近似地認(rèn)為實(shí)現(xiàn)這一引起的能量變化，近似地認(rèn)為實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程所需要做的功就是水分子間的締合過(guò)程所需要做的功就是水分子間的締合能，能，EW=146 10-3J/m2。2、礦粒表面與水分子作用獲得的補(bǔ)償能、礦粒表面與水分子作用獲得的補(bǔ)償能E。 礦粒表面的晶格陽(yáng)離子與水分子通過(guò)配位鍵礦粒表面的晶格陽(yáng)離子與水分子通過(guò)配位鍵發(fā)生水合作用。最強(qiáng)的水合作用。發(fā)生水合作用。最強(qiáng)的水合作用。Ecom表示表示。礦粒表面有。礦粒表面有Co2+、Fe3+、Al3+、Cr3+等多價(jià)等多價(jià)金屬陽(yáng)離子時(shí)，表

19、面發(fā)生此種強(qiáng)水合作用。金屬陽(yáng)離子時(shí)，表面發(fā)生此種強(qiáng)水合作用。 礦粒表面的晶格離子與水分子通過(guò)靜電作用礦粒表面的晶格離子與水分子通過(guò)靜電作用發(fā)生水合作用。靜電作用勢(shì)能用發(fā)生水合作用。靜電作用勢(shì)能用Ea表示。表示。 氫鍵作用。氫鍵作用。Ehy。 礦粒表面的不飽和鍵與水分子有吸附作用。礦粒表面的不飽和鍵與水分子有吸附作用。Em。四種作用以配位鍵合作用最強(qiáng)，靜電和氫鍵四種作用以配位鍵合作用最強(qiáng)，靜電和氫鍵作用次之，分子鍵合作用最弱。對(duì)于不同性作用次之，分子鍵合作用最弱。對(duì)于不同性質(zhì)的礦粒表面，主導(dǎo)因素各不相同，補(bǔ)償作質(zhì)的礦粒表面，主導(dǎo)因素各不相同，補(bǔ)償作用強(qiáng)弱各異，但因都是補(bǔ)償作用，所以均為用強(qiáng)弱各異

20、，但因都是補(bǔ)償作用，所以均為釋放能。釋放能。comahymEEEEEWWEEEE對(duì)于極性表面： ，水分子與礦物表面作用強(qiáng)烈；對(duì)于非極性表面：，水分子與礦粒表面的作用弱于水分子之間的作用。WEE當(dāng)，水分子吸附在礦粒表面形成水化膜。B:親水性表面親水性表面A:疏水性表面疏水性表面水化膜水化膜0.01 0.001 m10 m整齊嚴(yán)密整齊嚴(yán)密混亂疏松混亂疏松礦物表面鍵性與潤(rùn)濕性關(guān)系礦物表面鍵性與潤(rùn)濕性關(guān)系 經(jīng)破碎解離出來(lái)的礦物表面，由于晶格經(jīng)破碎解離出來(lái)的礦物表面，由于晶格受到破壞，表面有剩余的不飽和鍵能，受到破壞，表面有剩余的不飽和鍵能，因此，具有一定的因此，具有一定的“表面能表面能”。 這種表面能

21、對(duì)礦物與水、溶液中的離子這種表面能對(duì)礦物與水、溶液中的離子和分子、浮選藥劑及氣體等的作用起決和分子、浮選藥劑及氣體等的作用起決定性影響。礦物表面未飽和鍵決定于：定性影響。礦物表面未飽和鍵決定于：第一第一 晶體內(nèi)部的鍵性；第二、斷裂規(guī)律。晶體內(nèi)部的鍵性；第二、斷裂規(guī)律。類型類型表面鍵型表面鍵型E/Ew接觸角接觸角界面水結(jié)構(gòu)界面水結(jié)構(gòu)代表性礦物代表性礦物強(qiáng)親水強(qiáng)親水離子型離子型共價(jià)鍵共價(jià)鍵金屬鍵金屬鍵1無(wú)無(wú)A型型石英、云母、錫石、剛石英、云母、錫石、剛玉、高嶺石、方解石玉、高嶺石、方解石弱親水弱親水若疏水若疏水離子離子-共價(jià)共價(jià)鍵鍵1左右左右無(wú)或很小無(wú)或很小A型為主型為主方鉛礦、輝銅礦、閃鋅方鉛礦

22、、輝銅礦、閃鋅礦礦疏水疏水分子鍵分子鍵（層面間）（層面間）離子、共離子、共價(jià)鍵為輔價(jià)鍵為輔（層端（層端0時(shí)，才有（時(shí)，才有（1-cos ）0，才能，才能發(fā)生氣泡礦化作用使礦粒上浮。發(fā)生氣泡礦化作用使礦粒上浮。W=V( -1)g LGRr2 r LGsin 礦粒受到的下沉力為礦粒受到的下沉力為氣泡內(nèi)氣體對(duì)礦粒的氣泡內(nèi)氣體對(duì)礦粒的壓力和礦粒在水中的壓力和礦粒在水中的有效重力（重力減去有效重力（重力減去浮力浮力G0）之和。前）之和。前者為氣泡反抗曲面附者為氣泡反抗曲面附加壓力的內(nèi)壓力加壓力的內(nèi)壓力（2 LG/R）與接觸面）與接觸面積（積（ r2）的乘積。）的乘積。黏附礦粒的氣泡上浮的條件是上浮力大于

23、或黏附礦粒的氣泡上浮的條件是上浮力大于或等于下沉力。等于下沉力。2022sinLGLGrrGR 0()gspGV()sin2spLGVgrrR 從公式可以看出：礦粒體積越小、液氣界面張從公式可以看出：礦粒體積越小、液氣界面張力越大、氣泡越大越容易上浮。力越大、氣泡越大越容易上浮。7.3.3 最大浮選粒度最大浮選粒度設(shè)礦粒的邊長(zhǎng)為設(shè)礦粒的邊長(zhǎng)為d，密度，密度為為 s，礦漿濃度為，礦漿濃度為 p，則礦粒一面的面積為則礦粒一面的面積為d2；礦粒體積為礦粒體積為d3；礦粒的重力為礦粒的重力為F1=d3 sg;礦粒在水中受到的浮力礦粒在水中受到的浮力為為F2=d3 pg;潤(rùn)濕周邊上表面張力向潤(rùn)濕周邊上表

24、面張力向上的分力為上的分力為F3=4d LGsin ;W=V( -1)g LGRr2 r LGsin 假設(shè)接觸面半徑近似等于氣泡半徑，其假設(shè)接觸面半徑近似等于氣泡半徑，其2倍近似倍近似等于礦粒的邊長(zhǎng)。等于礦粒的邊長(zhǎng)。34sin()2LGspLGddgd24sin()2LGspLGdg4sin2()LGLGspdg222sin()LGLGsprrVgR 例：方鉛礦的密度為例：方鉛礦的密度為7.5g/cm3，礦漿密度為，礦漿密度為1.5g/cm3，礦漿表面張力為，礦漿表面張力為70mN/m，接觸角，接觸角為為470，則方鉛礦的最大浮選粒度為：，則方鉛礦的最大浮選粒度為：4 70 0.73142 7

25、0(7.5 1.5) 9800.11cmd 原礦原礦碎磨碎磨碳酸鈉：調(diào)碳酸鈉：調(diào)pH 7-7.5硫酸鋅+氰化鈉（抑制閃鋅礦）黃藥+黑藥（捕收方鉛礦）松醇油方鉛礦方鉛礦 閃鋅礦閃鋅礦 螢石螢石 石英石英碳酸鈉：調(diào)碳酸鈉：調(diào)pH 8左右左右硫酸銅（活化閃鋅礦）硫酸銅（活化閃鋅礦）黃藥黃藥+松醇油松醇油閃鋅礦閃鋅礦 螢石螢石 石英石英碳酸鈉：調(diào)碳酸鈉：調(diào)PH 8-9 水玻璃（抑制石英）水玻璃（抑制石英） 油酸油酸尾礦（石英等）尾礦（石英等） 7.4 7.4 浮選理論之二浮選理論之二-雙電層理論雙電層理論一、雙電層結(jié)構(gòu)及電位在浮選中，礦物-水溶液界面雙電層可用斯特恩（Stern）雙電層模型表示。1、結(jié)

26、構(gòu)定位離子：在兩相間可以自由移動(dòng)，并決定礦物表面電荷（或電位）的離子。定位離子在礦物表面的荷電層，稱為“定位離子層”或“雙電層內(nèi)層”。對(duì)于氧化礦、硅酸鹽礦物定位離子是H+和OH-，對(duì)于離子型礦物、硫化礦礦物定位離子就是組成礦物晶格的同名離子。Stern模型 Stern對(duì)擴(kuò)散雙電層模型作進(jìn)一步修正。 他認(rèn)為吸附在固體表面的緊密層約有一、二個(gè)分子層的厚度，后被稱為Stern層； 由反號(hào)離子電性中心構(gòu)成的平面稱為Stern平面。-+-+- +- +- +- +- +- +- +- +Stern層Stern平面切動(dòng)面-+-+-電位距離曲線電位圖中擴(kuò)散層（圖中擴(kuò)散層（Gouy層），兩層的分界面為緊密面。

27、層），兩層的分界面為緊密面。當(dāng)?shù)V物當(dāng)?shù)V物-溶液在外力下作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，緊密層中的溶液在外力下作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，緊密層中的配衡離子因牢固吸附會(huì)隨礦物一起移動(dòng)，而擴(kuò)散配衡離子因牢固吸附會(huì)隨礦物一起移動(dòng)，而擴(kuò)散層將沿位于緊密面稍外一點(diǎn)的層將沿位于緊密面稍外一點(diǎn)的“滑移面滑移面”移動(dòng)。移動(dòng)。圖中緊密層（或圖中緊密層（或稱稱Stern層）：層）：礦表到緊密層離礦表到緊密層離子的中心線，因子的中心線，因此緊密面離礦物此緊密面離礦物表面的距離等于表面的距離等于水化配衡離子的水化配衡離子的有效半徑（有效半徑（）。）。表面電位（0）：即礦物表面與溶液之間的電位差。其大小取決于吸附在礦表上的定位離子濃度及荷電數(shù)。2、電

28、位、電位對(duì)于導(dǎo)體和半導(dǎo)體，可將礦物做成電極測(cè)出0 。對(duì)于非導(dǎo)體可用能斯特公式求出：對(duì)于非導(dǎo)體可用能斯特公式求出：S+lnMMaGGRTa 設(shè)設(shè)M+或或X-為為1-1型礦物，如其溶解度很小，在水型礦物，如其溶解度很小，在水溶液中平衡時(shí)，其活度為溶液中平衡時(shí)，其活度為 M+、 X-，則吸附陽(yáng)，則吸附陽(yáng)離子后其自由能變化為離子后其自由能變化為標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)狀態(tài)時(shí)自時(shí)自由能由能變化變化陽(yáng)離子陽(yáng)離子在表面在表面的活度的活度陽(yáng)離子在溶液陽(yáng)離子在溶液中的活度中的活度平衡狀態(tài)時(shí)，化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，化學(xué)功等于電功功等于電功0GF S0+lnMMaFGRTa 0=0當(dāng)時(shí)：0S0=lnMMaGRTa0S00SlnMMMMaaRTFaa0=ssMM由于陽(yáng)離子時(shí)礦物的一部分，它在表面的活度由于陽(yáng)離子時(shí)礦物的一部分，它在表面的活度可以假定為常數(shù)，即可以假定為常數(shù)，即00lnMMaRTFa000lnlnMXMXaaRTRTnFanF