絮凝原理及应用

絮凝在浮选中的应用
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背景 絮凝定义 絮凝剂的吸附方式 絮凝剂的作用原理 絮凝剂的作用过程 常用的絮凝剂
背景
• 矿石中有用矿物常常存在于大量的脉石中。为 了使有用矿物同脉石分离, 必须将矿石磨得足 够细,采用重选、磁选、浮选等技术将其尽量 分开。在许多湿法冶炼过程中, 有用组分同杂 质分离经常面临沉淀产生慢、悬浮物不沉降和 渣的过滤难等问题。特别是处理某些含泥物质 多或在过程中产生某些胶体物的矿石, 液固分 离的困难有时会导致流程无法进行, 而恰当地 选择及使用性能优良的絮凝剂可以很好地解决 以上问题。
絮凝定义
• 絮凝是通过高分子聚合物在分 子上吸附多个微粒，依靠架桥 作用，使多个微粒团聚成较大 颗粒
絮凝剂的吸附方式
• 絮凝剂分子是依靠多个官能团在 颗粒表面多个位置上吸附的，吸 附作用可以是物理吸附也可以是 化学吸附或两者都有。
物理吸附
• 静电作用：这是聚电解质型絮凝剂在带 异号电荷颗粒表面上吸附的主要作用， 其作用能大于41.84kJ/mol。 典型的例子 是阴离子型的聚丙烯酰胺在荷正电荷的 萤石、重晶石、方解石上的吸附，以及 阳离子型的聚丙烯酰胺在荷负电的粘土 上的吸附
絮凝剂作用过程
• 絮凝作用包括：表面电性中和（即 吸附）——架桥两个过程。
• 对表面带负电的颗粒：选择阳离子 电解质，通过电性中和，吸附于颗 粒表面，而后通过架桥作用形成絮 凝体。
电性中和
架桥
絮团 胶溶
絮凝剂过量
由上图可以看出聚合电解质的絮 凝作用分三步实现： （Ⅰ）电性中和—产生静电吸附 （Ⅱ）架桥 （Ⅲ）絮团
化学吸附
• 化学键：絮凝剂的官能团与固体表面上金属离 子通过共价键或离子键形成不溶解的化合物。 如聚丙烯酸在含钙矿物如方解石、白钨矿上的 吸附，在固体表面上形成了丙烯酸钙的沉淀。 这种化学键的键能通常大于41.84kJ/mol。 • 配位键：絮凝剂可借配位键在固体表面上形成 络合物或螯合物而固着。如聚乙烯亚胺对碳酸 铜的絮凝及螯合，聚合物聚丙烯酰胺乙二醛的 双羟缩苯胺对铜矿物的絮凝等。
絮凝作用原理
• 吸附絮凝作用（又称疏水凝聚）：即关 于表面活性物质的吸附絮凝作用。 • 这种吸附是指：表面活性物质在颗粒表 面上的定向吸附，在它们吸附之后，它 们的非极性端向水，形成所谓的不润湿 表面百度文库使颗粒彼此粘合而形成絮凝体。
• 架桥絮凝作用：即高分子聚合物的 架桥絮凝作用。
• 这种作用是指：用高分子絮凝剂 （如淀粉或聚电解质），通过桥键 的作用，把微粒联结成一种松散的、 网络状的聚集状态，使颗粒形成絮 凝体。
常用絮凝剂
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1）无机物 包括酸碱、铝盐、铁盐和活性硅。 2）天然高分子 包括淀粉、胶与明胶、瓜尔胶、 丹宁等。 3）合成高分子 包括非离子型、阳离子型和阴离 子型。 如聚丙烯酰胺、聚乙烯胺等。 。
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• 氢键：当有机化合物中的氢原子与负 电性强的原子连接时，这个氢原子能 够从固体表面的原子接受电子而形成 氢键，键能为8.368～41.84 kJ/mol。 • 当颗粒表面和絮凝剂所带电荷的符号 相同时，氢键往往是絮凝剂分子在颗 粒表面上吸附的主要作用力之一。如 聚丙烯酰胺在氧化物表面氢氧基上的 吸附。