浮选复习资料答案

1、什么是难免离子？难免离子对矿物浮选有何影响？

矿物在水中要受到氧化和水化作用，导致矿物晶格内部键能削弱、破坏，从

而使表面一些离子溶解下来。这些离子与水中固有的离子，如K+、Na+、Ca2+、

Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-等，统称为难免离子”。

难免离子对浮选的影响：⑴ 难免离子与捕收剂发生反应，从而消耗捕收剂。如使用脂肪酸类捕收剂时，Ca2+>Mg2+等离子与捕收剂反应生成沉淀；⑵ 难免离子对矿物产生活化作用，从而使矿物的分离产生困难。如多金属分离时，Cu2+

对闪锌矿的活化；⑶ 季节性变化时，一些积雪融化带来的腐烂植物的分解产物对浮选产生影响。

2、消除难免离子对矿物浮选影响的措施有哪些？

消除难免离子影响的方法包括：⑴通过水的软化等方法，消除难免离子与

捕收剂发生的沉淀反应；⑵ 控制充气氧化条件，尽时减少矿物氧化溶解而产生

难免离子；⑶ 控制磨矿时间和细度，减少微细粒矿物溶解产生难免离子；⑷ 调节pH值，使某些难免离子形成不溶性沉淀物。

3、硫化矿物表面氧化的几种形式及规律是什么？

硫化矿的表面氧化反应有如下几种形式，氧化产物有两类，一是硫氧化合物，

如S0> SO32-> SO42-® S2O32-等，二是金属离子的羟基化合物，如Me+、Me（OH）n-（n-1）。

MeS — O2 2H

2 Me2S o H

2

O（1）

2MeS 3O2 4H2O 2Me OH

2

2H2SO3 （2）

MeS 2O2 2H2O Me OH 2 H2SO4 （3）

2MeS 2O2 2H 2M& SO 2H2O（4）研究表明，氧与硫化物相互作用过程分阶段进行。第一阶段，氧的适量物理吸附，硫化物表面保持疏水；第二阶段氧在吸收硫化物晶格的电子之间发生离子化；第三阶段离子化的氧化学吸附并进而使硫化物发生氧化生成各种硫氧化基。

4、矿物的氧化对其可浮性的影响是什么？采取什么措施控制矿物的氧化？

矿物在堆放、运输、破碎、浮选过程中都受到空气的氧化作用。矿物的氧化对浮选有重要影响，特别对易发生氧化的硫化矿物，影响更为显著。硫化矿适度氧化有利于其浮选，但深度氧化会使其可浮性下降。如未氧化的纯方铅矿表面是亲水的，但其表面初步氧化后，表面与黄药的作用能力增强，使其易浮，但深度

氧化后，可浮性降低。铜、镍、锌等硫化矿的可浮性也有同样的规律。

为了控制矿物的氧化程度以调节其可浮性，可采取的措施如下：

(1)调节矿浆搅拌强度和时间。充气搅拌的强弱与时间长短是控制矿浆表面氧化的重要因素；

(2)调节矿浆槽和浮选机的充气量。短期适量充气，对一般硫化矿浮选有利，但长时间过分充气，可使硫化矿的可浮性下降；

(3)调节矿浆的pH值。在不同的pH值范围内，矿物的氧化速度不同，所以调节矿浆的 pH 值可以控制氧化程度；

( 4)加入氧化剂(如高锰酸钾、二氧化锰、双氧水等)或还原剂(如硫化钠等)控制矿物表面氧化程度。

5、矿物表面荷电的起因是什么？

在水溶液中矿物表面荷电的原因主要有以下几个方面：

⑴ 矿物表面组分的选择性解离或溶解作用。离子型物料在水介质中细磨时，由于断裂表面上的正、负离子的表面结合能及受水偶极子的作用力不同，会发生离子的非等量解离或溶液解作用，有的离子会从矿物表面选择性地优先解离或溶解而进入液相，结果使表面荷电。若阳离子的溶解能力比阴离子大，则固体矿物荷负电，反之，矿物表面荷正电。阴、阳离子的溶解能力差别越大，矿物表面荷电就越多。

表面离子的水化自由能G h可由离子的表面结合能Us和气态离子的水化自由能F h 计算。

即对于阳离子 M+， G h(M +)= U s(M+)+ F h(M +) (1)

对于阴离子 X-，则 G h(X-)= Us(X-)+ F h(X-) (2)

根据G h(M+)和据G h(X )何者负值较大，相应离子的水化程度就较高，该离子将优先进入水溶液。于是表面就会残留另一种离子，从而使表面获得电荷。

对于表面上阳离子和阴离子呈相等分布的 1-1价离子型矿物来说，如果阴、阳离子的表面结合能相等，则其表面电荷符号可由气态离子的水化自由能相对大小决定。

例如碘银矿(AgI)，气态银离子Ag+的水化自由能为-441kJ/mol，气态碘离子I-的水化自由能为-279kJ/mol,因此Ag+优先转入水中，故碘银矿在水中表面荷负电。

相反，钾盐矿（KCI）气态钾离子K+的水化自由能为-298kJ/mol,氯离子Cl 「的水化自由能为-347kJ/mol, C「优先转入水中，故钾盐矿在水中表面荷正电。

对于组成和结构复杂的离子型矿物，则表面电荷将决定于表面离子水化作用的全部能量，即（1）式和（2）式。

例如萤石（CaF2）。已知：U s（Ca2+）=6117KJ/mol， F h（Ca2+）=-1515 KJ/moI，U s（F-） =2537KJ/mol， F h（F-）=-460KJ/mol。

由（1）和（2）式得：

G h（Ca+）=-1515+6117=4602 KJ/mol

G h（F-）=-460+2573=2113 KJ/mol

即表面氟离子F-的水化自由能比表面钙离子Ca2+的水化自由能（正值）小。故氟离子优先水化并转入溶液，使萤石表面荷正电。转入溶液中的氟离子F「受表面正电荷的吸引，集中于靠近矿物表面的溶液中，形成配衡离子层：

Ca 1+ F -1 +

F -

Ca i十伽1 +

F _Off ■

3 1- 饬14

F _QM_J

矿物表面矿物表面配衡离子层其他的例子有，重晶石（BaSO4）、铅矶（PbSQ）的负离子优先转入水中，表面阳离子过剩而荷正电；白钨矿（CaWO4）、方铅矿（PbS）的正离子优先转入水中，表面负离子过剩而荷负电。

⑵ 矿物表面对溶液中正、负离子的不等量吸附作用。矿物表面对水溶液中阴、阳离子的吸附往往也是非等量的，当某种电荷的离子在矿物吸附偏多时，即可引起矿物表面荷电。如当溶液中正定位离子较多时，矿物表面因吸附较多的正定位离子而使表面荷正电，反之荷负电。故矿物固液界面的荷电状态与溶液中离子的组成密切相关。

例如前述白钨矿在自然饱和溶液中，表面钨酸根离子 WO42-较多而荷负电。如向溶液中添加钙离子 C^+，因表面优先吸附钙离子 Ca2+而荷正电。又如，在用碳酸钠与氯化钙合成碳酸钙时，如果氯化钙过量，则碳酸钙表面荷正电

（+3.2mV）。

⑶矿物表面生成两性羟基化合物吸引H+或OH-。某些难溶极性氧化物（如石英等），经破碎、磨碎后与水作用，在界面上生成含羟基的两性化合物，此时矿物表面电性与矿物零电点 PZC有关，当PHVPZC时，矿物表面因电离较少H + 而呈正电性，pH>PZC