矿物浮选与表面物化资料.
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添加特定浮选药剂的方法来扩大物料间润湿性的差别。
捕收剂：主要作用是使目的矿物表面疏水、增加可浮性， 使其易于向气泡附着。 起泡剂：主要作用是促使泡沫形成，增加分选界面，与 捕收剂也有联合作用。 调整剂：主要用于调整捕收剂的作用及介质条件，其中 促进目的矿物与捕收剂作用的为活化剂；抑制非目的矿物 可浮性的为抑制剂； 调整介质pH的为pH调整剂。
气泡矿化的必要条件： (1Байду номын сангаасcosθ)>0
沾附气泡的矿粒上浮的条 件应是其上浮力大于或等 于下沉力
w
矿物润湿性影响因素
2、价键类型
类型
表面不饱 和键性质
强亲水
离子键 共价键 金属键
弱亲水 弱疏水
疏水
强疏水
离子-共价键(部分 自身闭合)
分子键为主（层 面间），离子，共 价键为辅（层端断
面）
色散作用为主的 分子键
3、矿物表面不均匀性
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。
1）物理不均匀性 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
矿物浮选
乙黄药：
R-O-C(S)-S-Me 一般作为铜铅 矿的捕捉剂。
矿物浮选
浮选捕捉剂与矿物的作用机理 以铁锌矿为例：
一 般来说，矿物表面的定位离子是 H +和 OH–离子。弱酸性条 件下，铁闪锌矿表面带正电，有利于乙基黄原酸根阴离子 (X－)的 吸附，吸附量大；弱碱性条件下，矿物表面带负电，不利于乙基黄 原酸根阴离子(X－)的吸附，吸附量小。反应机理如下 。
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
谢谢大家！
润湿性原理
该过程体系对外所做的最大功为粘着功WSG，则 WSG = LG + SL - SG = - ∆G W SG = LG（1- cosθ） W SG表征着矿粒与气泡粘着的牢固程度。显然，W SG 越大，即（1-cosθ）越大，固体表面疏水性越强。
显然，W SG越大，即（1-cosθ）越大，则固-气界面 结合越牢，固体表面疏水性越强。因此，浮选中常 将（1-cosθ）称为“可浮性”。
润湿过程可以理解为将固液界面拉开所需要做的最小功
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”。
润湿性原理
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。
E/EW >>1 1左右，
接触角(θ)
界面水结 构类型
代表性矿物
石英、云母、
无
A型
锡石、刚玉、、 高岭石、方解
石等
无，或θ很小
A型 为主
方铅矿、辉铜 矿、闪锌矿等
<1
中等θ， 40°~90°
滑石、石墨、 B型 为主 辉钼矿、叶腊
石等
<<1
大θ， 90°~110°
B型 自然硫、石腊
矿物润湿性影响因素
2）化学不均匀性 非化学计量组成特性 杂质
矿物润湿性影响因素
3、其他（pH值等）
Contact Angle (o )
50
40
diaspore
30
kaolinite
illite
pyrophyllite 20
10
0
2
4
6
8
10
12
pH
铝硅酸盐矿物在蒸馏水中的接触角与pH值的关系
矿物润湿性影响因素
1、水化作用
润湿性原理
固体表面润湿性的度量
接触角θ、润湿性cosθ、可浮性（1-cosθ）
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。
矿物浮选
改变固体间表面润湿性差异的方法
矿物浮选与表面物化
矿物浮选
“浮选（flotation）”一词，是漂 浮选矿的简称。浮选是根据矿物颗粒 表面物理化学性质的不同，从矿石中 分离有用矿物的技术方法。
润湿性原理
润湿性与润湿功
杨氏（Young）方程
SG SL LG cos
水在固体表面粘附润湿过程体系对外所能做的大功，称为润
湿功W SL，亦称为粘附功。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 SL = SG + LG - SL = - ∆G= LG(1+ cosθ) 如果 SG + LG > SL ，则位能的降低是正值，沾湿将会发生。
Zn1-xFexSOH + H+=Zn1-xFexSOH2+ ， Zn1-xFexSOH + OH－=Zn1-xFexSO－+ H2O， (C2H5)2OCSSH=(C2H5)2OCSS－+ H+ ．
矿物浮选
气泡矿化
泡沫浮选
矿物浮选
△G矿化 = SG - SL - LG ≤ 0 △G矿化 = - LG（1-cosθ）≤0
捕收剂：主要作用是使目的矿物表面疏水、增加可浮性， 使其易于向气泡附着。 起泡剂：主要作用是促使泡沫形成，增加分选界面，与 捕收剂也有联合作用。 调整剂：主要用于调整捕收剂的作用及介质条件，其中 促进目的矿物与捕收剂作用的为活化剂；抑制非目的矿物 可浮性的为抑制剂； 调整介质pH的为pH调整剂。
气泡矿化的必要条件： (1Байду номын сангаасcosθ)>0
沾附气泡的矿粒上浮的条 件应是其上浮力大于或等 于下沉力
w
矿物润湿性影响因素
2、价键类型
类型
表面不饱 和键性质
强亲水
离子键 共价键 金属键
弱亲水 弱疏水
疏水
强疏水
离子-共价键(部分 自身闭合)
分子键为主（层 面间），离子，共 价键为辅（层端断
面）
色散作用为主的 分子键
3、矿物表面不均匀性
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。
1）物理不均匀性 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
矿物浮选
乙黄药：
R-O-C(S)-S-Me 一般作为铜铅 矿的捕捉剂。
矿物浮选
浮选捕捉剂与矿物的作用机理 以铁锌矿为例：
一 般来说，矿物表面的定位离子是 H +和 OH–离子。弱酸性条 件下，铁闪锌矿表面带正电，有利于乙基黄原酸根阴离子 (X－)的 吸附，吸附量大；弱碱性条件下，矿物表面带负电，不利于乙基黄 原酸根阴离子(X－)的吸附，吸附量小。反应机理如下 。
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
谢谢大家！
润湿性原理
该过程体系对外所做的最大功为粘着功WSG，则 WSG = LG + SL - SG = - ∆G W SG = LG（1- cosθ） W SG表征着矿粒与气泡粘着的牢固程度。显然，W SG 越大，即（1-cosθ）越大，固体表面疏水性越强。
显然，W SG越大，即（1-cosθ）越大，则固-气界面 结合越牢，固体表面疏水性越强。因此，浮选中常 将（1-cosθ）称为“可浮性”。
润湿过程可以理解为将固液界面拉开所需要做的最小功
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”。
润湿性原理
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。
E/EW >>1 1左右，
接触角(θ)
界面水结 构类型
代表性矿物
石英、云母、
无
A型
锡石、刚玉、、 高岭石、方解
石等
无，或θ很小
A型 为主
方铅矿、辉铜 矿、闪锌矿等
<1
中等θ， 40°~90°
滑石、石墨、 B型 为主 辉钼矿、叶腊
石等
<<1
大θ， 90°~110°
B型 自然硫、石腊
矿物润湿性影响因素
2）化学不均匀性 非化学计量组成特性 杂质
矿物润湿性影响因素
3、其他（pH值等）
Contact Angle (o )
50
40
diaspore
30
kaolinite
illite
pyrophyllite 20
10
0
2
4
6
8
10
12
pH
铝硅酸盐矿物在蒸馏水中的接触角与pH值的关系
矿物润湿性影响因素
1、水化作用
润湿性原理
固体表面润湿性的度量
接触角θ、润湿性cosθ、可浮性（1-cosθ）
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。
矿物浮选
改变固体间表面润湿性差异的方法
矿物浮选与表面物化
矿物浮选
“浮选（flotation）”一词，是漂 浮选矿的简称。浮选是根据矿物颗粒 表面物理化学性质的不同，从矿石中 分离有用矿物的技术方法。
润湿性原理
润湿性与润湿功
杨氏（Young）方程
SG SL LG cos
水在固体表面粘附润湿过程体系对外所能做的大功，称为润
湿功W SL，亦称为粘附功。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 SL = SG + LG - SL = - ∆G= LG(1+ cosθ) 如果 SG + LG > SL ，则位能的降低是正值，沾湿将会发生。
Zn1-xFexSOH + H+=Zn1-xFexSOH2+ ， Zn1-xFexSOH + OH－=Zn1-xFexSO－+ H2O， (C2H5)2OCSSH=(C2H5)2OCSS－+ H+ ．
矿物浮选
气泡矿化
泡沫浮选
矿物浮选
△G矿化 = SG - SL - LG ≤ 0 △G矿化 = - LG（1-cosθ）≤0