浮选原理润湿性与可浮性
2浮选原理
2浮选原理
系统消失了固-气界面和水-气界
面，新生成了固 - 水界面，单位面积
上位能降低为：
W sg lg sl G
式中：σsg 为固体-空气界面自由能; σlg为水-空气界面自由能; σsl 为固体-水界面自由能。 如果 △G<0，即σsg+ σlg > σsl， 则：位能的降低是正值，附着润湿将会发生。
浮选Flotation
2浮选原理
(1)躺滴法和气泡法
液滴高度
滴底直径
浮选Flotation
（2）水平液体表面法
2浮选原理
常用方法
浮选Flotation
2浮选原理
浮选Flotation
一些矿物的接触角测定值
矿物名称 0 矿物名称
2浮选原理
0
硫
滑石 辉钼矿 方铅矿 闪锌矿 萤石
78
64 60 47 46 41
实际上，固、水、气三相系统中最大接触角均<110°
据测定，石蜡所具有的接触角最大，为106°
浮选Flotation
2浮选原理
浮选Flotation
如何调整cos θ？或θ ？
2浮选原理
sg sl cos f ( sg , sl , lg ) lg
θ ↑， cos θ ↓，矿表润湿性↓，疏水性↑。 cosθ值界于 –l 至 1 之间，因此可定义： 润湿性＝cosθ 可浮性＝1-cosθ。 通过测定矿物接触角可大致评价矿物的润湿性和可浮性。
（+3.2mV）。
浮选Flotation
2浮选原理
向溶液中添加NaF，萤石表面会因吸附过多的F—而带负电。
浮选Flotation
浮选
★ 空气的性质
空气为典型的非极性矿物，具有对称结构，易于 与非极性表面结合。分选时可优先与疏水表面附着。
7.1 浮选基本原理
一、润湿性与可浮性
浮选发生在固－液－气三相界面 ☆ 润湿现象 ： 亲水性矿物：干净的玻璃（石英） 疏水性矿物：石墨
左 左 右 疏水性增强 右 亲水性减弱
界面性质
矿物表面润湿现象
7.2 浮选基本原理
一、润湿性与可浮性
★ 润湿性：物体表面被水润湿的程度。
三相接触周边
气泡在水中与矿物表面接触的平衡关系
（3）黄药捕收机理 化学假说、吸附假说(离子吸附,分子吸附)
B 黄铁矿
从热力学推断，黄药与黄铁矿作用在有氧的情况下， 双黄药是稳定产物。电化学反应动力学也显示形成双黄药 的快速反应。与方铅矿不同，正常浮选条件下，黄铁矿与 黄药反应产物主要是双黄药。 同时，黄铁矿表面还有少量黄原酸铁
常用黄药有C2H5乙黄药、异丙黄药(
CH3 )2CH
丁黄药C4H9 2)黄药性质 淡黄色粉剂，常因含有杂质而颜色较深，相对密度 1.3～1.7，具有刺激性臭味,易溶于水.使用时配成1％ 的溶液；用量50～100g/t
（1）黄药解离、水解和分解
ROCSSNa ROCSS Na ROCSS H 2O ROCSSH OH ROCSSH ROH CS 2
亲固基一般为黄原酸基、二硫代磷酸基和二硫代氨基甲 酸基
浮选基本原理(安徽理工)
(3) 接触角的测定 接触角的测定方法有很多，如观察测 量法、斜板法、光反射法、长度测量法 和浸透测量法等等，
材料学院矿物加工工程教研组
2. 矿物表面的水化作用
（1）水化膜（层）的形成 润湿是水分子（偶极）对矿物表面的吸附 所形成的水化作用。水分子是极性分子，矿 物表面的不饱和键能也具有不同程度的极性。 因此，极性的水分子会在极性矿物表面吸附， 并在矿物表面形成水化膜。水化膜中的水分 子是定向、密集排列的，它们与普通水分子 的随机、稀疏排列不同。
材料学院矿物加工工程教研组
水化膜示意图
(a) 疏水性矿物(如辉钼矿)，表面呈弱键， 水化膜薄； (b) 亲水性矿物(如石英)，表面呈强键，水 化膜厚
材料学院矿物加工工程教研组
1.3.2 矿物的表面电性与可浮性 矿物在水溶液中受水偶极及溶质的作用，表 面会带一种电荷。矿物表面电荷的存在影响 溶液中离子的分布：带相反电荷的离子会被 吸引到表面附近，带相同电荷的离子则被排 斥而远离表面，于是矿物—水溶液界面产生 电位差。这种在界面两边分布的异号电荷的 两层体系称为双电层。
材料学院矿物加工工程教研组
煤主要是由芳香网络所组成，即是多环芳 香族高分子化合物，是由大量苯核结合的 芳香族化合物，由多层平面碳网组成，但 也存在侧链。
材料学院矿物加工工程教研组
(3) 煤的可浮性 煤是多环芳香族化合物，各基本单元和周围侧链及 官能团随变质程度不同有很大变化，因此 ，煤具有 如下性质： ① 组成不同，各组分实际无法分离，浮选好坏与各组 分含量和性质有很大的关系； ② 煤的主体是多苯芳香核，芳香核的化学性质不活泼， 具有疏水性。因此，煤的主要表面是疏水的； ③ 在芳香核的碳网上，有数量不等的侧链，在氧化过 程中很容易生成含氧官能团, 使煤的某些部位具有 亲水性； ④ 煤的结构中还含有一定数量的矿物质，多数矿物质 具有一定极性，因而使煤部分表面具有亲水性；
矿物浮选第3章浮选的基本原理(1)
浮选的基本原理（1）
——矿物表面润湿性与浮选
.
1
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程
润湿理论
浮选是利用各种矿物表面润湿性的差异来实现的； 润湿涉及三个相，而且其中两个相为流体； 矿物表面润湿性可以通过药剂作用来调节的。
.
2
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程
杨氏（Young）方程
上式中 SG ━ 固体 - 空气界面自由能; LG ━ 水 - 空气界面自由能; SL ━ 固体 - 水界面自由能。
接触角θ、润湿性cosθ、可浮性（1-cosθ）均可用于度量固体 颗粒表面的润湿性，且三者彼此之间是互相关连的。
当矿物完全亲水时，θ=0°，润湿性cosθ=1，可浮性（1-cosθ） = 0。此时矿粒不会附着气泡上浮。当矿物疏水性增加时，接触 角θ增大，润湿性cosθ减小，可浮性（1-cosθ）增大。
LG ━ 水 - 空气界面自由能;
SL ━ 固体 - 水界面自由能。
如果 SG + LG > SL ，则位能的降低是正值，沾湿将会发生。
.
5
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程 b 铺展
系统消失了固-气界面，新生成了固-水界面和水-气界面单 位面积上 ：
W=SG-SL-LG=- ∆G （2）
若 SG > SL + LG，水将排开空气而铺展，为了达到很好的
润湿功亦可定义为：将固-液接触自交界处拉开所需做的最小 功。显然，W SL越大，即cosθ越大，则固-液界面结合越牢， 固体表面亲水性越强。浮选中常将cosθ称为“润湿性”。
.
11
1 润湿性理论
1.2固体颗粒表面润湿性的度量 润湿功与润湿性 浮选涉及的基本现象是,矿粒粘附在空气泡上并被携带上浮。矿 粒向气泡附着的过程是系统消失了固-水界面和水-气界面，新 生成了固-气界面，即为铺展润湿的逆过程。
浮选原理 润湿性与可浮性
几种润湿现象
浮选时，润湿现象决定着矿粒与气泡接触时能否附着于其上，润 湿性强的矿物，天然可浮性差。
第一阶段 Ⅰ 第二阶段 Ⅱ 第三阶段 Ⅲ
Ⅱ Ⅲ Ⅳ
沾湿 铺展 浸没
SG + LG > SL
SG > SL SG > LG + SL
适用表层浮选
矿物表面的润湿性常用接触角（ ）的余弦值度量。接触角是指在气、 液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体(气体)与固-液交界 线之间的夹角。
浮选的分类
主要有三种： 1 全油浮选：1860年由英国人Willian Haynis首先取得专利权。
分选作用主要在油-水界面发生，疏水矿粒进入油，亲水矿粒进入水相。 1898年这种工艺用于工业生产。
2 表层浮选：1907年由马克魁斯通（Macquiston）首先取得专利权。
分选作用主要在水-气界面发生，疏水矿粒浮在水面上，亲水矿粒沉入水中。
以上两种浮选因其是在两相界面发生，因此又称为界面浮选。 3 泡沫浮选：1902年由Potter首先取得专利权。 分选作用主要在气-水-固三相界面发生，疏水矿粒念附气泡上浮，亲水矿粒 留于水中。
润湿、浸没过程与表面能
润湿 是自然界常见的现象。任意两种流体与固体接触，所发生的附着、展 开或浸没现象（广义的说）称为润湿。 润湿过程 固体表面上一种液体取代另一种与之不相混溶的流体的过程。
如矿粒附着在气泡上，则需考虑气泡内气体产生的附加压力
表面张力
2
1
表面自由能 影响 润湿 性的 因素
4
接触角
3
矿物自身性质
价键特性、表面活性 ……
60 47 46
重晶石
方解石 石灰石 石英
浮选基本原理
矿物表面的不均匀性
浮选研究常常发现同一种矿物可浮性差别相 当大，这是因为实际矿物很少是理想典型的 纯矿物。他们存在着许多物理不均匀性、化 学不均匀性和物理化学不均匀性（半导体）， 从而使其可浮性发生各种各样的变化。
1.矿物的物理不均匀性：矿物在生成及 经历地质矿床变化过程中，矿物表面呈 现宏观不均匀性和晶体产生各种缺陷、 空位、夹杂、位错、以及镶嵌等现象， 通称为物理不均匀性。
浓度稀时可用浓度代替。
a a 0
0
M
X
----为ψ0=0时正、负离子的活度，
浓度稀时可用浓度代替。
⑵斯特恩电位（ψδ）：紧密面与溶液之间的电 位差。
⑶动电位（ξ）：是指当矿物-溶液在外力下作
相对运动时，滑移面上的电位。也称“电动电
位”、“ξ-电位”。
3、零电点与等电点 （1）零电点（PZC）：是指当ψ0为零（或表 面净电荷为零）时，溶液中定位离子活度的
判断矿物表面润湿 性的大小,常用接触角表 示，接触角的大小随着 疏水程度的增大而增加， 颗粒疏水性越高，越容 易被稳定气泡吸附。接 触角是反映矿物表面亲 水性与疏水性强弱程度 的一个物理量。成为衡 量润湿程度的尺度，它 既能反映矿物的表面性 质,又可作为评定矿物可 浮性的一种指标。
接触角的大小与 固-气 (γSA), 固液(γSW) 以及 液-气(γ WA) 界面的 表面张力有关，平衡状态时如右图所示。 接触角的定义 当气泡在矿物表面附着（或水滴附着 于矿物表面）时，一般认为其接触角处 为三相接触，并将这条接触线称为“润 湿周边”，在接触过程中，润湿周边可
一、浮选药剂在矿物-水溶液界面的吸附类型 1、按吸附物的形态
⑴分子吸附；被分散或被溶解于矿浆溶液中的 药剂分子在表面上的吸附。（吸附对象是分子，可 以是弱电解质（极性分子）、中性分子等。）
浮选的基本原理
因为煤核层面为疏水，而网面断口为亲水，所以无 烟煤的表面疏水性低于中等变质程度的烟煤。
三、煤表面的氧化程度。 煤Leabharlann 面发生氧化后，增加了煤表面的亲水性，
使煤泥可浮性降低。
四、矿物杂质和嵌布特性。
1、矿物杂质 煤中矿物杂质分为粘土矿物、氧化物和氢氧化
合物矿物、硫化物矿物、碳酸盐矿物、石膏和其他 矿物。煤中矿物杂质是煤的组成部分，它们不仅影 响煤的发热量，而且影响煤的表面化学性质。
煤粒与气泡的碰撞附着与浮选机中流体的流 动状态、气泡和颗粒的大小及二者的相对运动轨 迹等有关。粗粒与气泡附着有碰撞、水化层减薄、 水化层破裂和接触周边展开四个阶段。微细颗粒 与气泡附着方式有两种：一是水化层破裂，形成 三相接触周边；二是水化层不破裂，只要煤粒与 气泡之间距离小到一定程度，在一些复杂因素影 响下，也可以相互粘附。
煤的结构模型
煤的疏水性与其组成和结构有一定的关系，如下。
1、煤的主体是芳香核，结构对称，化学性质不活泼，具有疏水 性。因此煤的主要表面是疏水的。
2、在芳香核的碳网上，有各种侧链和含氧官能团，它们构成了 煤的少部分极性表面，使煤的某些部位具有亲水性。
3、面网间的断口也是亲水的。 4、煤的结构中混入一定数量的矿物杂质，多数矿物杂质具有一 定的极性，使煤部分表面具有亲水性。
2、湍流中颗粒所受到的脱落力
引起颗粒脱离气泡的脱落力主要有颗粒在 煤浆中所受到的重力、涡流引起的离心力、流 体的剪切力、颗粒间的冲击力和气泡滑行过程 中的惯性力。
二、析出微泡与煤粒附着
气体在液体中的溶解度与压强成正比，若煤浆 的压强突然减小，气体的溶解度也随之下降，于是 气体在煤浆中呈过饱和状态，它们就以微泡形式析 离出来。
第三节 影响煤泥可浮性的主要因素
浮法选矿的基本原理
浮法选矿的基本原理浮法选矿是一种常见的矿石分选工艺，通过利用矿石与溶液之间的物理性质差异，在气泡的作用下，使矿石粒子在溶液中产生特定的浮力，从而实现矿石的分离和富集。
它是矿石矿物学理论和颗粒浮选原理的结合，广泛应用于金属矿石和非金属矿石的选矿过程中。
浮法选矿的基本原理可以总结为以下几点：物理性质差异原理：不同矿石矿物在物理性质上存在差异，如密度、磁性、导电性等。
根据这些差异，可以通过选用适当的药剂，调整溶液的性质，使特定矿石矿物在特定条件下产生浮力或沉力，实现其分离和富集。
湿润性差异原理：在浮法选矿中，通常需要添加一定的药剂，如捕收剂、起泡剂等。
这些药剂能够在矿石粒子表面吸附形成一薄膜，改变矿石的湿润性。
根据不同矿石矿物的湿润性差异，可以使一类矿石矿物更容易与气泡相结合，形成浮力，而其他矿石矿物则难以形成浮力，实现它们的分离。
气泡附着原理：在浮法选矿过程中，需要通过气泡将矿石粒子带到溶液表面。
气泡的生成通常通过机械或物理法进行，例如气体鼓泡、吸气、压力变化等。
气泡与矿石粒子之间的接触面积较大，当矿石粒子接触到气泡表面时，会发生两种可能的情况：一种是粒子吸附在气泡表面形成浮力，另一种是粒子从气泡表面脱离，重新进入溶液中。
这两种情况的比例取决于矿石矿物的湿润性和药剂的选择，从而实现分离和富集。
浮力调整原理：在浮法选矿中，浮力是实现矿石分离和富集的关键。
浮力的大小决定了矿石粒子在溶液中上浮的速度和方向。
浮力的调整是通过添加药剂和控制操作条件来实现的。
例如，添加起泡剂可以增加气泡数量和大小，增加矿石粒子与气泡相互作用的机会，从而增大浮力；而添加抑制剂可以减小粒子与气泡的接触，减小浮力。
操作条件的调整，如搅拌速度、气泡尺寸、溶液pH值等，也会对浮力产生影响。
综上所述，浮法选矿的基本原理是通过调整矿石粒子与溶液之间的物理性质差异和湿润性差异，利用气泡的作用，控制矿石的浮力，实现矿石的分离和富集。
这一原理在矿石选矿过程中得到了广泛应用，可以高效地提取矿石中有用的矿物，提高选矿的回收率和纯度。
黄金选矿浮选工方法介绍
黄金选矿浮选工方法介绍浮选基本原理浮选又叫泡沫浮选，是通过矿物附着在气泡表面上（气泡的矿化）浮到矿浆最上层，从而达到分选矿物和脉石的目的。
为什么有些能附着？有些不能？主要原因是：矿物表面物理化学性质的差异――>指矿物可浮性的差异――>指矿物表面润湿性的差异。
矿物表面被水润湿的性质叫润湿性。
容易被水润湿的为亲水的，如石英，不容易被水润湿的称为疏水的，如石蜡。
浮选是在固液气三相环境下进行的。
润湿性好的――>亲水――>疏气――>可浮性差――>难浮润湿性差的――>疏水――>亲气――>可浮性好――>易浮浮选添加各种药剂和充气的目的就是为了改善矿物表面的润湿性的差异。
二、影响浮选过程的因素1、客观因素（不可调）：矿石性质（矿物组成、品位、氧化程度、泥化程度）和生产用水的质量等；2、主观因素（可调）：磨矿细度、矿浆浓度、药剂制度、充气量、搅拌强度、浮选时间、浮选流程、矿浆温度、矿浆PH值、水和浮选机等。
（1）磨矿细度：是指磨矿产品中某一特定粒级（通常用-200目表示）含量的百分数。
适宜的磨矿细度由试验结果确定。
A、浮选工艺对磨矿细度的要求：①有用矿物基本上单体解离；②细度应是最适宜的粒度范围。
对硫化矿来说，给矿粒度最大不能超过0.2-0.3mm。
③避免过粉碎或产生泥化现象，浮选矿粒的直径小于0.01mm时，浮选指标显著下降，当小于2-5微米时，浮选无法进行分离。
B、粗颗粒难浮的原因：有用矿物未单体解离，粒度大重量也大，使气泡难以带起或即使带起也容易在浮选机搅拌时从气泡上脱落。
C、浮选粗粒时应注意的事项：①要使用足量的有效的捕收剂；②增加矿浆充气量，造成大的气泡；③采用较高的矿浆浓度，以增大矿浆浮力；D、细泥对浮选的影响：矿石中的细泥分原生矿泥与次生矿泥。
原生是指矿物中由于自然风化形成；次生是指矿石在采掘、破碎、磨矿等环节中产生的细泥。
细泥浮选往往精矿品位低、回收率低、药剂消耗大。
矿物浮选第3章浮选的基本原理(1)
1 润湿性理论
1.4浮选体系中润湿性与可浮性的研究 水化作用
润湿是水分子（偶极）对矿物表面的吸附形成的水化作用。 水分子是极性分子，矿物表面的不饱和键能具有不同程度的极性，极 性的水分子会在具有极性的矿物表面吸附，并在矿物表面形成水化膜。 水化膜中水分子是定向排列的，与普通水分子的随机稀散排列不同。
Ew＝146x10-3J／m2 •矿物颗粒表面与水分子作用获得的补偿能E E=Ecom+Ea+Ehy+Em
E Ew
E Ew
水分子与矿粒表面的作用强烈； 水分子与矿粒表面的作用弱于水 分子这间的作用
1 润湿性理论
1.4浮选体系中润湿性与可浮性的研究 水化作用
水化膜的薄化
矿物表面水化性强（亲水表面），随着气泡向矿物接近， 水化膜表面自由能增加，除非有外加的能量，水化膜不会自 行薄化，亲水表面不易和气泡接触粘附。 矿物表面水化性弱（疏水表面），水化膜比较脆弱，有部 分自发破裂，水化膜表面自由能减低，易和气泡接触粘附。 但是到很接近表面的一层水化层，是很难排除。
1 润湿性理论
1.5矿物价键特性与润湿性 （3）矿物表面的不均匀性与可浮性 浮选所遇到的同一类矿物的天然可浮性相差很大，是由于不 同产地矿物的物理不均匀、化学不均匀，导致其表面的不均匀 性而形成的。 物理不均匀 矿物表面的宏观不均匀性（矿物破碎解离时形成） 缺陷（间隙离子与空位）：间隙离子缺陷：某些离子进入晶 格的间隙，而正常完整的位置空缺 位错与镶嵌结构
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程
三种基本的润湿现象
(a) 沾湿； (b) 铺展； (c) 浸湿
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程 a 沾湿 系统消失了固 -气界面和水-气界面，新生成了固-水界面单位 面积上位能降低为：
关于矿物浮选的这些知识
关于矿物浮选的这些学问1、什么叫浮游选矿（浮选）？其应用范围如何？浮选即泡沫浮选，是依据矿物表面物理化学性质的不同来分选矿物的选矿方法。
在浮选过程中，矿物的沉浮几乎与矿物密度无关。
比如黄铜矿与石英，前者密度为4.2，后者密度为2.66，可是重矿物的黄铜矿很简单上浮，石英反而沉在底部。
经讨论发觉矿物的可浮性与其对水的亲和力大小有关，凡是与水亲和力大，简单被水润湿的矿物，难于附着在气泡上，难浮。
而与水亲和力小，不易被水润湿的矿物，简单上浮。
因此可以说，浮选是以矿物被水润湿性不同为基础的选矿方法。
一般把矿物易浮与难浮的性质称为矿物的可浮性。
浮选就是利用矿物的可浮性的差异来分选矿物的。
在现代浮选过程中，浮选药剂的应用尤其紧要，由于经浮选药剂处理后，可以更改矿物的可浮性，使要浮的矿物能选择性地附着于气泡，从而达到选矿的目的。
浮选是最紧要的选矿方法之一。
据统计，有90％的有色金属矿都是用浮选法处理的。
此外浮选法还广泛用于稀有金属、贵金属、黑色金属、非金属以及煤等矿物原材料的选别。
近年来，国内外还用浮选法进行水质净化，污水处理等。
可见浮选法的应用范围是相当广泛的。
与其他选矿方法相比，用浮选法选别细粒浸染矿石时，效果较好而且比较经济合理。
浮选法也常用于选别粗粒或粗细不均匀浸染矿石的细粒。
2、浮选过程包括哪几个基本作业？浮选与其他选矿方法一样，要做好选别前的物料准备工作，即矿石要经过磨矿分级，达到适合于浮选的浓度细度。
此外，浮选还有以下几个基本作业：1）矿浆的调整和浮选药剂的加入，其目的是要造成矿物表面性质的差别，即更改矿物表面的润湿性，调整矿物表面的选择性，使有的矿物粒子能附着于气泡，而有的则不能附着于气泡。
2）搅拌并造成大量气泡，借助于浮选机的充气搅拌作用，导致矿浆中空气弥散而形成大量气泡，或促使溶于矿浆中的空气形成微泡析出。
3）气泡的矿化，矿粒向气泡选择性地附着，这是浮选过程中最基本的行为。
4、矿化泡沫层的形成与刮出；矿化气泡由浮选槽下部上升到矿浆面形成矿化泡沫层，有用矿物富集到泡沫中，将其刮出而成为精矿（中矿）产品。
浮游选煤的基本原理
第一章浮选的基本原理为了使煤泥浮选达到优质、高产、高效、低耗的目标必须了解煤泥浮选的基本原理。
本章主要介绍了煤和矸石颗粒分选的依据、分选的基本原理以及煤泥性质对浮选的影响等。
第一节浮选的依据一、固体的润湿性煤泥的浮选是依据精煤与矸石颗粒表面性质的差异实现分选的选煤方法。
为说明这一点先做一个实验。
取石蜡和玻璃各一片将它们的平面擦净然后分别把一滴水轻轻滴在石蜡和玻璃的平面上。
quotamp后可以看出石蜡平面上的水滴几乎呈球状水滴和石蜡的接触面积较小。
滴在玻璃平面上的水滴则很快展开水滴与玻璃面具有较大的接触面积。
如果把水滴在煤的表面情形就类似于石蜡把水滴在矸石表面情形就类似于玻璃。
由以上实验可以看出水滴在玻璃和矸石的表面上能迅速展开而滴在石蜡和煤的表面上不能展开。
这种水滴在物质表面上展开与不展开的现象称为被水润湿与不润湿现象。
为水润湿的表面称亲水性表面不为水润湿的表面称疏水性表面。
各种矿物被水润湿的程度存在差异。
就以上四种矿物来说煤与石蜡是表面不易被水润湿的矿物称为疏水性矿物矸石和玻璃是表面易被水润湿的矿物称亲水性矿物。
如果将石蜡和玻璃、煤和矸石悬置于水中用带有弯曲针头的注射器向它们的下表面分别送上一个气泡。
就会发现当气泡与疏水性的石蜡或煤的表面接触时??’??第六篇浮游选煤气泡能很快的粘附在它们的表面上。
原来的固、液相界面被固、气相界面代替而形成固、液、气三相周边。
气泡与亲水性的玻璃或矸石表面接触时气泡很难粘附到它们的表面上即便粘附也呈球状而不能展开很难形成三相周边。
各种矿物表面对水和气泡存在着亲疏程度的差异即不同矿物的表面润滑性有差异。
浮选就是利用煤和矸石表面性质即润湿性的差异来实现分选的。
煤和矸石表面的润湿性差异取决于相关物质的成分和分子结构。
二、浮选矿浆中固、液、气三相的性质quot煤的成分及其表面性质我们知道煤的主要成分是高分子有机化合物另外还有少量的无机矿物质。
煤中的有机物质主要由碳、氢、氧、氮、硫和少量的磷等元素组成。
1.3.1-1.3.2相界面性质与可浮性
1.3 相界面性质与可浮性浮选原理主要包括矿物表面的润湿性、界面现象、吸附现象和气泡的矿化过程，其中最重要的是矿物表面的润湿性，它包括矿物的润湿性、润湿接触角润湿阻滞、接触角的测定和气泡矿化的热力学。
1．3．1 润湿性、水化现象与可浮性一、矿物的润湿性1.润湿现象：润湿是自然界中常的现象，是由于液体固体表面排挤，而在固体表面所产生的一种界面作用。
易被润湿的表面称为亲液（水）表面，其矿物称为亲液（水）矿物；反之称为疏液（水）表面，疏液（水）矿物。
润湿性是表征矿物表面重要的物理化学特征之一，是矿物可浮性好坏的直观标志，取决于矿物表面不饱和键力与偶极水分子相互作用的强弱。
2.润湿现象在浮选中意义：矿物表面润湿性及其调节是实现各种矿物浮选可分离的关键，所以了解和掌握矿物表面润湿性的差异，变化规律以及调节方法对浮选原理及实践均有重要意义。
目前，人为改变调节润湿性（可浮性）的方法有两大类：物理方法和化学方法。
3、润湿的接触角润湿性的度量用接触角测量法和润湿测定法，常用接触角θ。
三相润湿周边：当气泡附着浸入水中的矿物表面，达到润湿平衡时，气泡在矿物表面所形成三相接触点围成的周边。
（变化---平衡）接触角：过三相润湿周边上任一点P作气液界面的切线δAW，与固液界面δSW之间所形成的包括液相的夹角θ。
接触角θ的大小与接触的三相界面所具有的各界面张力有关，当各界面张力相互作用达到平衡时，有接触角是三相界面张力的函数。
说明：不仅与矿物表面性质有关，而且与液相、气相的界面性质有关。
凡能引起改变任何两相界面张力的因素都可以影响矿物表面的润湿性。
当θ>90o时，δSW > δAW矿物表面不易被水润湿，具有疏水表面，其矿物具有疏水性,可浮性好。
当θ<90o时，δSW < δAW矿物表面易被水润湿，具有亲水表面，其矿物具有亲水性，可浮性差。
因此，对矿物的润湿性与可浮性的度量可定义为：润湿性=cosθ。
可浮性=1-cosθ。
浮选法的基本原理
浮选法的基本原理浮选法是一种常用的矿石分离方法，适用于金属和非金属矿石的分离。
它基于物理和化学原理，利用矿石表面特性和浮力差异来实现分离。
以下是浮选法的基本原理。
1.湿法浮选原理湿法浮选是最常用的浮选方法，它的基本原理是通过给矿浆注入气泡，使矿颗粒与气泡形成附着，形成浮泡矿浆，然后利用泡沫的浮力来进行分离。
（1）湿法浮选的气泡生成：通常使用空气作为浮选气体。
将空气注入浮选槽中，并通过机械搅拌使其均匀分布在整个槽中。
在浮选槽中的一起气泡抵达矿浆中，较小的气泡会与矿浆中的矿颗粒结合成浮泡，浮泡浮出液面。
（2）湿法浮选的浮选化学品：为了增加矿石与气泡之间的附着力并调节浮选过程中的表面电荷，常常加入浮选剂。
浮选剂根据其化学性质的不同，可以分为吸附剂、起泡剂、唤泡剂和分散剂等。
吸附剂可以吸附在矿石颗粒表面，使其对水有亲和力，增强与气泡的附着能力。
起泡剂则会使水产生稳定的泡沫，并改善泡沫的附着性能。
唤泡剂可以逆转矿石表面的电荷，减少其对水的亲和性，促进矿石与气泡的接触。
分散剂可以防止矿石颗粒之间的聚集，使浮选过程更加均匀。
2.干法浮选原理如果矿石中的水分含量低，甚至为零，无法进行湿法浮选，就会采用干法浮选。
干法浮选的基本原理是通过喷射风将气泡吹到矿石颗粒表面，使其产生相互附着，形成浮泡矿物，然后利用浮力进行分离。
（1）干法浮选的气泡生成：采用喷射风的方式将气体送入干法浮选槽中。
风通过喷嘴加速并与干燥的矿石颗粒接触，形成气团并产生湍流。
适当的湍流能够使气团与矿石颗粒有效地接触并粘附。
（2）干法浮选的浮选化学品：干法浮选中常使用类似于湿法浮选的浮选化学品来改善矿石颗粒与气团的附着性能。
它们具有类似于湿法浮选中的浮选剂的功能，可以改善附着性能，并优化浮选过程。
总结：浮选法是一种通过利用气泡的浮力和附着性来实现矿石分离的方法。
无论是湿法浮选还是干法浮选，其基本原理都是通过气泡与矿石颗粒的接触和附着来实现。
浮选化学品的加入可以增加矿石与气泡的附着力，并调节浮选过程中的表面性质。
固体物料分选学浮选部分重点
( ZF n ) ] RT
11、简述类质同像置换必须具备的条件及其特点。 答：㈠类质同象置换必须具备的条件： ① 原子或离子互相交换取代，其半径必须接近。互相取代的两种原子或离子的半 径比<15%。 （这是由几何因素决定的，大的离子不可能进入晶格中比它更小的 空间位置中。 ） ② 离子的极化性质相近，即离子的外层电子结构相近。 （如 Na+和 Cu+的离子半 径相同，但不能互相取代，其原因是两者的外层电子结构不一样。 ）
数。常用 PZC 来表示。 RT ln a 8.314 298 ln [ H ] 0.059( PZC pH ), (V ) 0 0
nF
a
1 96500
[H 0 ]
等电点： （Iso-Electro Point）当存在特性吸附的体系中，电动电位为零时电解质浓度的负 对数。常用 IEP 来表示。即电荷转换点。 定位离子：(potential determining ion)：指决定矿物表面荷电性质和数量的离子。定位离 子常化学吸附于矿物表面，一般来说，氧化物的定位离子是 OH-、H+。硫化物的 定位离子是同名类质同象离子和难溶化合物离子。 盐类矿物的定位离子是同名离子 和离子在水中的反应产物。 特性吸附：一些电解质解离后的离子能克服静电斥力进入紧密层，改变电动电位。这种吸附 称特性吸附，且存在化学键力的作用。 注意：当不存在特性吸附时，为零时，0 也为零，故此时 PZC=IEP。 吸附： 固相在水溶液中，或者某种物质在任何两相界面上发生富集（或相反）的现象。 物理吸附： （Specific adsorption）吸附本质是物理作用，分子靠范德华力，离子靠静电力 吸附。没有化学键的生成与破坏，也没有原子的重新排列。 化学吸附： (Chemical adsorption) 吸附本质是化学作用， 吸附质与吸附剂之间发生电子转
矿物加工浮选复习要点
1浮选原理：在水的悬浮液中，以矿物表面的物理化学性质差异为依据来精选固体矿物的过程。
（浮选实质是疏水的煤粒粘附在气泡上，亲水的矸石颗粒滞留在煤浆中，从而实现彼此分离。
）2 浮选过程主要作业：①.磨矿，使有用矿物或脉石矿物充分解离②调浆加药，调整矿浆浓度，使其符合浮选要求；加入所需要的服选药剂，改善矿物表面性质，以提高浮选效率③.浮选分离，矿浆在浮选机中充分浮选，完成矿物分选④产品处理，浮选后的泡沫产品和尾矿进行脱水处理3润湿性：水在固体表面能发生展布的这种现象叫润湿性；能被水润湿的表面叫亲水性表面。
4 水化膜：矿物破裂后断裂面上具有不饱和键，若将断裂面置于水中，矿物表面的不饱和键与水偶极子发生作用，即水分子会根据矿物表面的极性不同在其表面形成水化层或水化膜。
水化膜的厚度与矿物的润湿性成正比。
水化膜实际上是介于矿物表面和普通水直接的过渡层。
水化膜粘度大，稳定性高，要实现矿物颗粒向气泡的附着就必须排开矿物的表面水化层，前提是外加一定能量5评价水化作用的方式：①测定水化过程的润湿热，即水化能②测定矿物表面的接触角③测定润湿阻滞，即气泡—矿粒的附着时间6 双电层的来源：（1）优先解离（溶解）（2）优先吸附（3）先解离后吸附（4）晶格取代7表面电位：从矿物表面到普通溶液之间形成的电位差叫表面电位,又称表面总电位。
8电动电位：颗粒在外力作用下,颗粒与溶液沿滑动界面作相对运动产生的电位差叫电动电位。
9捕收剂（黄药）：凡是能提高矿物表面的疏水性，增强矿粒与气泡的附着强度的一类物质叫捕收剂。
其主要作用发生在固-液界面上。
浮选中起捕收作用的是黄酸阴离子（R-OCCSS--），黄酸阴离子在碱性介质中很稳定浮选中起捕收作用的是黄酸阴离子,阳离子不起作用。
黄药要在碱性溶液中使用，因为只有在碱性溶液中才能形成阴离子。
捕收性:黄药的捕收性能主要取决于C链的长短和结构10起泡剂：凡是能促使空气在矿浆中分散，产生有足够数量的、大小合适的、有一定稳定性气泡的一类物质叫起泡剂。
第一章 浮选基本原理
第一章浮选基本原理第一节矿物表面的润湿性与可浮性一、润湿现象矿物可浮性好坏的最直观的标志，就是被水润湿的程度不同，例如石英、云母等很易被水润湿，而石墨、浑辉钼矿等不易被水润湿。
易被水润湿的矿物叫做亲水性矿物，不易被水润湿的矿物叫做疏水性矿物。
图1—1是水滴和气泡在不同矿物表面的铺展情况。
图中矿物的上方是空气中水滴在矿物表面的铺展形式，从左至右，随着矿物亲水程度的减弱，水滴越来越难于铺开而成为球形；图中矿物下面是水中气泡在矿物表面附着的形式，气泡的形状正好与水滴的形状相反，则从右至左，随着矿物表面亲水性的增强，气泡变为球形。
矿物表面的亲水或疏水程度，常用接触角 来度量。
在液体所接触的固体（矿物）表面与气相（气泡、空气）的分界点处，沿液滴或气泡表面作切线，则此切线在液体一方的，与固体表面的夹角称为“接触角”。
亲水性矿物接触角小，比较难浮；疏水性矿物接触角大，比较易浮。
前人已对许多不同类型的矿物进行过接触角的测定，现选择若干个测定值列于表1—1。
表1—1接触角测定值举例二、接触角与矿物润湿性的度量当气泡在矿物表面附着时，如图1—2所示，一般认为气泡与矿物表面接触处是三相接触，并将这条接触线称为“润湿周边”。
气泡附着于矿物表面（或水滴附着于矿物表面）的过程中，润湿周边是可以移动的，或者变大，或者缩小。
当润湿周边不变化时，表明该周边上的本相界面的自由能（以表面张力表示）已达到平衡，此时的接触角名为“平衡接触角”（简称接触角）。
以后的讨论中提到的接触角，除注明者外，均指平衡接触角。
图1—2 矿粒与气泡接触平衡示意图图1—2中气—液—固碱相平衡时，其平衡状态方程（Y oung 方程）为：у固气=у固液у液气cos θ （1-1）或中у固气、у固液、у液气——固-气、固-液和液-气界面的自由能（或表面张力）；θ——接触角上式表明，接触角θ是三个相界自由能的函数，它既与矿物表面性质有关，也与液相、气相的界面的性质有关。
选矿药剂的原理
选矿药剂的基本原理选矿药剂是一种用于提高矿石选别效果的化学品。
它们通过改变矿石与水以及其他固体颗粒的相互作用，从而影响其在矿物加工过程中的分离和浮选性能。
选矿药剂主要用于提高金属矿石的回收率和质量，减少废料产生，并降低环境污染。
1. 分离原理在分离过程中，选矿药剂通过调整不同物质之间的相互作用力，使其产生不同程度的分离。
常见的分离原理包括：1.1 表面张力表面张力是指液体表面上形成液体-气体界面时所表现出来的一种性质。
在浮选过程中，选矿药剂可以改善或抑制某些金属矿物与水之间的表面张力差异，从而实现它们之间的有效分离。
1.2 湿润性湿润性是指一个固体表面对液体能否扩散和附着的性质。
对于浮选来说，选矿药剂可以调整矿石颗粒与气泡之间的湿润性，使得金属矿物更容易附着在气泡上，从而实现浮选分离。
1.3 界面电位界面电位是指两种不同相之间的电势差。
在浮选过程中，选矿药剂可以改变金属矿物和非金属矿物颗粒之间的界面电位差异，从而促使它们之间发生静电吸引或排斥，实现有效分离。
2. 浮选原理浮选是一种重要的固体-液体分离技术，广泛应用于金属矿石的提取和回收过程中。
浮选过程中主要涉及到以下几个步骤：2.1 粉碎和磨细首先将原始矿石经过粉碎和磨细处理，使其颗粒大小适合于浮选操作。
这样可以增加其表面积，并提高与药剂之间的接触面积，有利于药剂的吸附和反应。
2.2 调节pH值pH值是指溶液中氢离子浓度的负对数。
在浮选过程中，通常需要调节矿浆的pH值，以控制药剂的活性和矿物表面的电荷状态。
选矿药剂可以通过调节pH值来改变矿物表面的电性，从而影响其与气泡之间的相互作用。
2.3 加入药剂在浮选槽中加入选矿药剂，使其与矿浆充分混合。
选矿药剂可以分为收集剂、发泡剂和调整剂三种类型。
•收集剂：也称为捕收剂或吸附剂，主要用于增强金属矿物与气泡之间的吸附作用，使其更容易被气泡捕获并上升到液面上。
•发泡剂：也称为起泡剂或促进剂，主要用于产生稳定而且具有一定粘度的气泡，并使其能够均匀地附着在金属矿物表面上。
3.1矿物表面润湿性与浮选
水化膜的特点
亲水性矿物表面呈强 键，水化膜厚。疏水 性矿物，表面呈弱键， 水化膜薄。
1
水化膜厚度 与矿物润湿 性成正比
水化膜性 质近似固 体
2
水分子受矿物表面键 能作用，它的粘度比 普通水大，具有和固 体相似的弹性，水化 膜虽然外观是液相， 但其性质近似固相， 因此也叫固相水。
水化膜的薄化
第一阶段：矿粒与气泡的互相接近 第二阶段：矿粒与气泡的水化层接触 第三阶段：水化膜变薄或破裂 第四阶段：矿粒与气泡接触
矿粒与气泡接触附着前后的系统自由能变化
矿粒与气泡接触附着前后的系统自由能变化： △G=γ液气（1-cosθ）
接触角增大，润湿性cosθ减小，可浮性1-cosθ增大，系统自由能增大。 按照热力学第二定律，气泡向矿粒附着前的自由能，比气泡向矿粒附着 后的自由能大。因此，矿物的疏水性越好，自发附着于气泡上浮的趋势 就越大。
粗浮
颗粒 的
可逆的物理过程。即任意两种流体与固体接触后，一
难原
因
种流体被另一种流体从固体表面部分或全部排挤或取
代的过程。
2
接触角和润湿性的度量
接 触 角 θ ： 在液体所接触的固体表面 与气相的分界点处，通过三相平衡接触 点，固液与液气两个界面所包之角。
接触角θ
接触角θ越大，说明矿 物表面疏水性越强，亲水性 越弱。
1
润湿现象
玻璃表面润湿现象
石蜡表面润湿现象
粒
水滴的形状正好与气泡的形 状相反。可见，为了占有固 体表面，在气相与液相之间 存在着一种竞争。
矿物表面的润湿现象
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浮选过程就是调节矿物表面上一种流体如水被另一种
浮选-第四讲
浮选过程中矿粒向气泡附着时属于气排水即在矿物本身可浮性不变的情况下附着过程难对浮选不利而矿粒从气泡上脱落时属于水排气使水难于从矿物表面将气泡排开防止矿粒从气泡上脱落对浮选有利
第一章 浮选基本原理
授课班级： 授课班级： 矿物加工 授课教师： 授课教师： 康 华
第三节 相界面性质与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ浮性
润湿性、 1.3.1 润湿性、水化现象与可浮性 思考题： 思考题： 润湿接触角？ 1、润湿接触角？ 润湿阻滞及其两种阻滞效应？ 2、润湿阻滞及其两种阻滞效应？ 水化层的结构与性质？ 3、水化层的结构与性质？
• •
一、矿物表面的润湿性： 矿物表面的润湿性：
• 润湿现象： 1、润湿现象：润湿是自然界常见的一种界面现 象，这是由于液体从固体表面排挤空气并吸附在固 体表面所产生的一种界面作用，其相反的作用则是 体表面所产生的一种界面作用， 空气从固体表面排挤液体。 空气从固体表面排挤液体。 • 1）易被某种液体（水）所润湿的固体表面称为 易被某种液体（ • 亲液（水）性表面，其固体称为亲液（水）性矿物。 亲液（ 性表面，其固体称为亲液（ 性矿物。 • 2）不易被某种液体（水）所润湿的固体表面称为 不易被某种液体（ 疏液（ 性表面，其固体叫疏液（ 性矿物。 疏液（水）性表面，其固体叫疏液（水）性矿物。
• 2、意义： 意义： • 3、调节方法：物理方法：加热、辐射； 调节方法：物理方法：加热、辐射； • 化学方法：添加某些药剂。 化学方法：添加某些药剂。 •
二、润湿接触角 ：
1、三相润湿周边：当气泡附着浸入水中的 三相润湿周边： 矿物表面，达到润湿平衡时， 矿物表面，达到润湿平衡时，气泡在矿物表面 所形成三相接触点围成的周边称三相润湿周边。 所形成三相接触点围成的周边称三相润湿周边。 • 2、接触角：过三相润湿周边上任一点P作气 接触角：过三相润湿周边上任一点P 液界面的切线， 液界面的切线，与固液界面之间所形成的包括 液相的夹角，为润湿接触角。 液相的夹角，为润湿接触角。 •