第六章 表面物理化学分选要点

第六章表面物理化学分选

教学大纲要求

教学内容

本章是本书的重要章节，从颗粒表面的性质出发，叙述矿物颗粒表面润湿性与表面物理化学分选

的关系。主要内容包括：

1.颗粒表面润湿性与浮选

2.双电层

3.矿物溶解对浮选过程的影响

4.硫化物固体颗粒表面的氧化还原反应与浮选

5.聚集与分散

6.泡沫

教学时间

14学时。

教学重点

1. 颗粒表面性质、双电层结构，颗粒表面润湿性与其可浮性的关系；

2. 颗粒表面可浮选性的形成原理，颗粒间的分散与凝聚行为、DLVO理论。

教学难点

矿物表面电性质与浮选行为的关系；颗粒间的相互作用与浮选行为；硫化矿物浮选电化学与硫化

矿物浮选分离行为。

教学方法

课堂教学为主，并通过专题试验与现场实践教学对本节重点内容加深教学效果。

教学要求

重点掌握颗粒表面性质，颗粒表面吸附与其可浮性的关系；颗粒表面可浮选性的形成原理；正确

理解浮选、表面润湿性、浮选速率等基本概念。

讨论

如何利用颗粒表面性质，以及通过调整溶液－颗粒界面性质，实现不同性质物料的分选。

教学参考书

1.王淀佐等，矿物加工学，徐州：中国矿业大学出版社，2003.

2.顾惕人等，表面化学，北京：科学出版社，2001.

3.胡为柏，浮选，北京：冶金工业出版社，1986.

4.《选矿手册》编辑委员会，选矿手册，第三卷，第二分册，北京：冶金工业出版社，1993.

5.王淀佐，胡岳华，浮选溶液化学，长沙：湖南科学技术出版社，1988.

6.李世丰，张永光，表面化学，长沙：中南工业大学出版社，1991.

7.龚竹青，理论电化学导论，长沙：中南工业大学出版社，1988.

8.冯其明，陈荩，硫化矿物浮选电化学，长沙：中南工业大学出版社，1992.

9.郭鹤桐，刘淑兰，理论电化学，北京：宇航出版社，1984.

6.1 概述

叙述浮选与表面物理化学分选的概念、应用和意义，0.5学时。

6.2 颗粒表面润湿性与浮选

教学内容

本章是本书的重要章节，从颗粒表面的性质出发，叙述矿物颗粒表面润湿性与表面物理化学分选

的关系。包括：润湿过程；固体颗粒表面润湿性的度量；矿物表面水化作用与润湿性；润湿与浮选。

教学时间

3学时。

本节重点

润湿性、润湿性的表征、润湿与浮选的关系。

本节难点

矿物表面电性质与浮选行为的关系；颗粒间的相互作用与浮选行为；硫化矿物浮选电化学与硫化矿

物浮选分离行为。

教学方法

课堂教学为主，并通过专题试验对教学重点内容加深教学效果。

教学要求

重点掌握颗粒表面性质，颗粒表面吸附与其可浮性的关系；颗粒表面可浮选性的形成原理；正确

理解浮选、表面润湿性、浮选速率等基本概念。

6.3 双电层

教学内容

主要内容包括：双电层结构及电位；动电现象；颗粒表面电性与浮选药剂吸附；半胶束吸附与

选的关系。

教学时间

3学时。

本节重点

双电层结构，表面电位、动电位、零电点、等电点之间的关系，表面电性与浮选药剂的吸附、半

胶束吸附及浮选意义。

双电层结构：斯特恩（Stern）双电层模型；

表面电位：荷电的矿物表面与溶液之间的电位差；

动电位；

零电点：当ψ0 为零时，溶液中定位离子活度的负对数值，用符号PZC表示；

等电点：当没有特性吸附，ζ电位等于零时，溶液中定位离子活度的负对数值；

几种电位之间的关系，表面电性与浮选药剂的吸附、半胶束吸附及浮选意义；

PZC和IEP是矿物表面电性质的重要特征参数，当用某些以静电力吸附作用为主的阴离子或阳离子

捕收剂浮选矿物时，PZC和IEP可作为吸附及浮选与否的判据。

pH>PZC时，矿物表面带负电，阳离子捕收剂能吸附并导致浮选；pH

离子捕收剂能吸附并导致浮选。。

本节难点

表面电位与溶液性质的关系；矿物表面电性与浮选药剂吸附及浮选行为的关系。

教学方法

课堂教学为主，专题试验测量矿物表面的电位大小及极性，选择浮选捕收剂，考察矿物浮选行

为。

教学要求

掌握双电层结构及电位，矿物表面电性与浮选药剂吸附及浮选行为的关系，正确理解矿物表面电

位的概念及在浮选中的作用。

6.4 矿物溶解对浮选过程的影响

教学内容

本节主要内容包括：矿浆pH值及其缓冲性质；矿物溶解度大小与可浮性；矿物溶解离子的活化作

用；矿物溶解离子对捕收剂作用的影响。

教学时间

1学时。

本节重点

矿物表面溶解行为与矿物浮选的关系、矿物表面溶解离子对浮选捕收剂作用的影响。

本节难点

矿物溶解行为对矿物浮选分离的利与蔽，对浮选过程控制影响。

教学方法

课堂教学为主，结合浮选实例认识矿物溶解行为与矿物表面性质的关系。

教学要求

掌握矿物表面溶解行为与矿物浮选行为的关系。

讨论

矿物溶解离子通过何种方式影响捕收剂与矿物表面的作用。

6.5 硫化物固体颗粒表面的氧化还原反应与浮选

教学内容

本节主要内容包括：硫化物固体颗粒表面氧化行为及影响因素；疏基浮选捕收剂在硫化矿物上的

电化学反应。

教学时间

3.5学时。

本节重点

硫化矿物表面氧化与表面润湿性、可浮性的关系，硫化矿物浮选捕收剂在矿物表面的吸附机理：

化学反应假说、溶度积判据、硫化矿物浮选电化学。

本节难点

硫化物表面氧化程度与浮选的关系，硫化矿物浮选电化学行为，表面疏水产物与浮选行为；

巯基浮选捕收剂与矿物作用的“化学反应假说”以及氧的作用；

静电位对巯基捕收剂电化学反应的影响；

悬浮液电位与硫化物矿物浮选。

教学方法

课堂教学为主，硫化矿物浮选分离专题试验，现场教学实习。

教学要求

掌握硫化矿物表面氧化行为与浮选的关系；捕收剂与硫化物表面反应的电化学条件，浮选与抑制

行为。

6.6 聚集与分散