第三部分--浮选技术现状与发展趋势

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 对数值为“等电点”。用符号IEP（Isoelectric Point）表示。
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•经典浮选理论
电性与可浮性
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。 当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<PZC时,矿物表面带正电,阴离子捕收剂可以靠静 电力在双电层中吸附并导致浮选。
2 (OH) + 4 O 4 Al 2 (OH) + 4 O
4 Si 6O
β＝95.5°
c axis
b axis
伊利石
(2 – 2 X)K + 2 X ·H2O 6O 3 Si + Al
(2 – 2 X)(OH) + 4 O + X·H2O
4 Al (2 – 2 X)(OH) + 4 O
+ X·H2O 3 Si + Al 6O
ψ0—表面总电位；ψδ—斯特恩层的电位；ζ—动电位；δ—紧密层的厚度
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•经典浮选理论
电性与可浮性
PZC和IEP
矿物的表面电位决定于溶液中定位离子的活度。当
aM
a0 M
或ax
a0 x
ψ0 =0时，反之亦然。因此，当ψ0 为零（或表面净电荷为零）
时，溶液中定位离子活度的负对数值被定义为“零电点”， 用符号PZC（Point of Zero Charge）表示。
当θ<90时，δSW < δAW 矿物表面易被水润湿，具有新水 表面，其矿物具有新水性，可浮性差。
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•经典浮选理论
润湿性与可浮性
θ角越大说明矿物表面疏水性越强；θ越小，则矿物表面亲水性越强 求实 创新 团结 进取
•经典浮选理论
润湿性与可浮性
可以通过添 加化学药剂对矿物 表面可浮性进行调 控进而达到富集矿 物的目的，如图增 大黄药浓度时，矿 物表面接触角增大， 矿物表面疏水，进 而回收率提高。
CSU
浮选技术现状与 发展趋势
中南大学
内容提要
1 浮选理论现状与进展 2 浮选药剂研究现状与进展 3 浮选工艺新进展 4 矿物浮选新进展
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1.浮选理论现状与进展
经典浮选理论
浮选理论 现状与进展
浮选溶液化学 浮选电化学
细粒浮选
浮选药剂结构性能理论
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•经典浮选理论
水磷铝石AlPO4·2H2O 红菱铁矿FePO4·2H2O
白钨矿CaWO4 黑钨矿（Mn·Fe）WO4
高岭石Al
蔷薇辉石MnSiO3 镁橄榄石Mg2SiO4 铁橄榄石Fe2SiO4
红柱石Al2SiO3 透辉石CaMg(SiO3)2
滑石
石英SiO2
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pHPZC或pHIEP 7.9 10.5 11.2 4.0 2.8 1.8
润湿性与可浮性
润湿现象： 润湿是自然界中常的现象，是由于液体固体表面排挤
在固体表面所产生的一种界面作用。易被润湿的表面称 为亲液（水）表面，其矿物称为亲液（水）矿物；反之 称为疏液（水）表面，疏液（水）矿物。
润湿性是表征矿物表面重要的物理化学特征之一，是 矿物好坏可浮性的直观标志，取决于矿物表面不饱和键 力与偶极水分子相互作用的强弱。 润湿现象在浮选中意义：
pHPZC或pHIEP 8.0，6，7.8，4
7.4，6.7 9.0，9.4 4.5，6.6 6.2，6.0 5.6，7.4
9.5 9.5 5.8 8.5 5.6，7.2 6.5 8.2，9.5，6.0 6－6.5 7.4，7.8
矿物
孔雀石CuCO3·Cu(OH)2 菱锰矿MnCO3 菱铁矿FeCO3
润湿性与可浮性
三相润湿周边： 当气泡附着浸入水中的矿物表面，达到润湿平衡时，气泡 在矿物表面所形成三相接触点围成的周边。
接触角： 过三相润湿周边上任一点P作气液界面的切线δAW，与固液 界面δSW之间所形成的包括液相的夹角θ。
当θ>90时，δSW > δAW 矿物表面不易被水润湿，具有 疏水表面，其矿物具有疏水性,可浮性好。
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•经典浮选理论
电性与可浮性
矿物表面荷电机理：
优先解 离
优先吸附
吸附和电离
晶格取代
矿物的可浮性与矿物本身的电化学性质有关, 研究矿物表面电 位、动电位及电极电位的变化、双电层的变化性质，都有助于控 制浮选过程。
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•经典浮选理论
电性与可浮性
矿物表面双电层示意图 A.内层（定位离子层）；B—紧密层(Stern层)；C—滑移面；D—扩散层（Guoy层）；
矿物表面润湿性及其调节是实现各种矿物浮选可分离 的关键，所以了解和掌握矿物表面润湿性的差异，变化 规律以及调节方法对浮选原理及实践均有重要意义。
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•经典浮选理论
润湿性与可浮性
三种基本的润湿现象 (a) 沾湿； (b) 铺展； (c) 浸湿 求实 创新 团结 进取
•经典浮选理论
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•经典浮选理论
ห้องสมุดไป่ตู้电性与可浮性
常见矿物表面零点位及等电点pH值
矿物
赤铁矿Fe2O3 针铁矿FeOOH
刚玉 Al2O3 锡石 SnO2 金红石TiO2 软锰矿MnO2 墨铜矿CuO
赤铜矿Cu2O 锆石 ZnSiO3 钛铁矿FeTiO2 铬铁矿FeCr2O4 磁铁矿Fe3O4 方解石CaCO3 菱镁石MgCO3 菱锌矿ZnCO3
铝硅酸盐矿物（001）晶面断裂键型与键数
铝硅酸盐矿物各晶面断裂Si-O键数
•经典浮选理论
矿物表面结构与可浮性
几种铝硅酸盐矿物晶体结构相似, 但表面化学性质与可浮性差异大
0.737nm 0.93nm
1.00nm
β＝105°
c axis
b axis
高岭石
6 (OH) 4 Al 2 (OH) + 4 O 4 Si 6O
β＝105°
c axis
b axis
叶蜡石
4 Si 6O
6O 4 Si
2－2.8 3.4 2.8 4.1 5.7
7.5，5.2 2.8 3.6
1.8，2.2
•经典浮选理论
针铁矿的动电位与可浮性关系 针铁矿与石英混合物的分选 1- 以阴离子型RSO4 为捕收剂 1- 阴离子型捕收剂 R12OSO3Na 2- 以阳离子型RNH3为捕收剂 2- 阳离子型捕收剂 R12NH2Cl 求实 创新 团结 进取