浮选基本原理

对具有层状结构的硅酸盐矿物，层间 有些情况（取代离子）下，暴露出离子键。
因为在硅酸盐四面体中，Ｓｉ４＋易被Ａｌ３＋ 所取代，这是因为Ａｌ３＋大小与Ｓｉ４＋相近， 性质也相似，因而浮选时经常遇到铝硅酸盐矿 物，四面体Ａｌ｜Ｓｉ取代比例影响解理面的 性质。因为Ａｌ３＋比Ｓｉ４＋少一个正价，因 此一个Ｓｉ４＋如被Ａｌ３＋取代，就必须同时 引进一个一价的阳离子，才能保持电中性，就 成为自然界中常见的钾长石或钠长石ＫＡｌＳ ｉ３Ｏ８或ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８），这时矿物的 断裂面就较复杂。
晶体内部的键性
1、晶体内部的键性： 矿物内部结构按键能可分为四大类： （１）离子键或离子晶格：如ＣａＦ２、ＣａＣＯ
３、ＰｂＣＯ３ＰｂＳＯ４、ＣａＷＯ４ 、 ＣｕＣ Ｏ３．Ｃu(OH)２、ＺnS、ＺｒＳｉＯ４、ＮａＣｌ。 （２）共价键或共价晶格：如金刚石、ＳiＯ２、 ＴiＯ２ＳnＯ２
（３）分子键或分子晶格：菱形硫中硫分 子间是分子键（硫分子中硫原子之间是共 价键）、石墨、辉钼矿的层状结构中层与 层之间也是分子键。
（４）金属键或金属晶格：自然金属如自 然铜。至于自然界及浮选常见的硫化矿如 方铅矿、黄铁矿等具有半导体性，是介于 离子键、共价键、金属键之间的过渡的包 含多种键能的晶体。
断裂规律
a．与内部一致 b．沿弱键断裂（键长愈长，键性愈弱）如：
石墨的层与层之间距离为3.39Ａ0，而层内碳 原子间距离仅为1.42Ａ0，所以易于沿层片断 裂。
以是移动的，或者变大，或者缩小，当 γ SA
变化停止时，表明该周边上的三相界面 的自由能（以界面张力表示）已达到平 衡，此时在润湿周边上任一点处，自液 －气界面经过液体内部到固液界面的夹 角叫“平衡接触角”（简称接触角）， 用θ表示。
Air Solid
SASWW ACO S
COS SA SW WA
实际生活中表明“水油不相容”的 现象，在矿物的表面性质中也同样存在， 即亲水性矿物不亲油，而疏水性矿物则 亲油，这是气泡与油具有的共同性质。 由于多数矿物不是自然疏水的, 因此必 须在矿浆中添加各种浮选药剂来选择性 地控制各种矿物表面的亲水性，获得所 需要的矿化能力。
在浮选过程中加入捕收剂后，扩大 了有用矿物与脉石矿物之间的这种差异 是进行矿物浮选的基础措施。
在矿物浮选中，为了改变矿物表面的物 理化学性质，提高或降低矿物的可浮性，以 扩大矿浆中各种矿物可浮性的差异，进行有 效地分选，所使用的各种无机和有机化合物， 称为浮选药剂。
浮选药剂或用于调节矿浆的浮选性质， 或用来改善气泡的浮选性质，为矿物的分选 创造有利条件。
第二节 矿物的组成结构与可浮性
经破碎解离出来的矿物表面，由于晶格 受到破坏，表面有剩余的不饱和键能，因此， 具有一定的“表面能”。这种表面能对矿物 与水、溶液中的离子和分子、浮选药剂及气 体等的作用起决定性影响。矿物表面未饱和 键决定于：第一、晶体内部的键性；第二、 断裂规律。
理想润湿状态：θ＝0 完全不润湿：θ＝1800 通过实验测得部分矿物的接触角如
表1。
表1 部分矿物的接触角
矿物名称
θ0
矿物名称
θ0
硫
78
滑石
64
辉钼矿
60
方铅矿
47
闪锌矿
46
萤石
41
黄铁矿 重晶石 方解石 石灰石 石英 云母
30 30 20 0～10 0～4 ～0
由表可以看出,大部分矿物是亲水的。
表1所列θ值与实际浮选的可浮性次 序大致相当，故通过对矿物θ值的 测定与研究，即可掌握各个矿物的 可浮性，由表1也可知，大部分矿物 是亲水的，只有少部分为天然疏水
的。
一般地， θ＞700 θ＝60－700 θ＜600
矿物天然可浮性好 矿物天然可浮性中等 矿物天然可浮性差
亲水性矿物：θ小，比较难浮 疏水性矿物：θ大，比较易浮
γWA
θ γSW
在一定条件下，γwA值与矿物表面性质无关，可看 成恒定值，故θ的大小取决于γSA-γsw的差值大小， 若矿物表面与水分子作用活性较高（亲和力强），致
使γsw很低，同时若空气与矿物表面亲和力较弱，γSA 就高，这样γSA-γsw差值就大，cosθ值大，而θ值小， 反映出矿物表面有较强润湿性（亲水性）。反之，若
浮选的基本原理
第一节 矿物表面的润湿性与可浮性 第二节 矿物的组成结构与可浮性 第三节 矿物表面的电性与可浮性 第四节 矿物表面的吸附 第五节 矿粒的分散与聚集 第六节 浮选速率
第一节 矿物表面的润湿性与可浮性
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）称为润湿过程。其结果是一种流体被另一种 流体从固体表面部分或全部被排挤或取代，这是一 种物理过程，且是可逆的。如浮选过程就是调节矿 物表面上一种流体(如水)被另一种流体取代(如空气 或油)的过程(即润湿过程) 。
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
γSA-γsw差值小，cosθ值也小，而θ值大。反映出矿 物表面亲水性较弱（疏水性强）。极个别的γSA＜γsw 表示空气对矿物的亲和力比水大Baidu Nhomakorabea这时θ＞900。
θ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。
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。