矿物浮选浮选的基本原理创新.ppt

1 （1）Langmuir吸附等温方程 θ =bp/(1+bp) 或 V=Vmbp/(1+bp) 单分子吸附 DLVO理论作为经典的胶体化学理论之一，一直以来被用来解释胶体的凝聚与分散现象，后被用来解释颗粒之间的相互作用。它是基于胶体或颗粒间的静电力（VER）和范德华力（VWA）的加和，在此基础上来预测胶体或颗粒之间的存在状态的，即 VT=VER+VWA 当VT0时，胶体或颗粒以分散（稳定）状态存在； 当VT0时，胶体或颗粒相互凝聚。 EDLVO理论不仅考虑了颗粒间相互作用的静电力和范德华力，还考虑了其它一些因浮选剂的加入而产生的力，其形式可表述如下： VEDT=VER+VWA+VHR+VHA+VSR+VMA+[VHD] 当VEDT0时，颗粒间相互作用为排斥； 当VEDT0时，颗粒间相互作用为吸引。 式中VER和VWA已在上节作了详细讨论，下面将分别就其它各种相互作用力进行介绍 。 2 浮选中的分散与聚集 对浮选体系、亲水体系、疏水体系、磁性体系、复合体系等，经典的DLVO理论不适应于说明这些体系中，矿粒的凝聚与分散行为。 必须根据EDLVO理论来计算矿粒间相互作用势能曲线，才能较好地说明这些体系中矿粒的凝聚与分散行为。 3）扩展DLVO理论 2 浮选中的分散与聚集 3）扩展DLVO理论 菱锰矿、金红石水化排斥能与距离的关系见图1与2，得到图4-1与4-2中EDLVO热能曲线。 可以看出在作用距离较远时，存在微弱的吸引力。随着距离的接近，水化排斥能迅速增大，使总的相互作用表现为强排斥，矿粒间不发生凝聚。 2 浮选中的分散与聚集 3）扩展DLVO理论 图1 菱锰矿粒子间相互作EDLVO势能曲线 2 浮选中的分散与聚集 3）扩展DLVO理论 图2 金红石粒子间相互作用EDLVO势能曲线 * 浮选的基本原理（3） ——浮选中的吸附、分散与聚集 浮选课程 1 浮选中的吸附 吸附是在体系表面自由能降低的同时，吸附质从各体相向表面浓集的现象。 浮选中气固界面：影响疏水性 浮选中气液界面：影响泡沫层的形成 浮选中气固液面：浮选药剂在矿物表面的吸附 浮选中气液液面：影响液滴的分散 1）吸附理论 1 浮选中的吸附 1）吸附理论 （2）Freundlish吸附等温方程 V=Kp1/n 不均匀表面的多分子吸附，浮选中应用较多。 （3）BET吸附等温方程 （4）Temkin吸附等温方程 1 浮选中的吸附 2）浮选药剂在矿物-水溶液界面吸附分类 （1）按吸附物形态 分子吸附 离子吸附 半胶束吸附 捕收剂及其反应产物的吸附。 1 浮选中的吸附 2）浮选药剂在矿物-水溶液界面吸附分类 （1）按吸附物形态 分子吸附 离子吸附 半胶束吸附 捕收剂及其反应产物的吸附。 1 浮选中的吸附 2）浮选药剂在矿物-水溶液界面吸附分类 半胶束吸附 当阴离子表面活性剂浓度较低时，离子完全靠静电力吸附在双电层外层，起配衡离子作用，因此又称为“配衡离子吸附”。在浓度较高时，表面活性剂离子的烃链相互作用，形成半胶束状态，产生半胶束吸附。 1 浮选中的吸附 2）浮选药剂在矿物-水溶液界面吸附分类 半胶束吸附 （1）药剂浓度很低时，表面活性剂仅为配衡离子吸附，只有静电力吸附自由能　　　； （2）若浓度已达到半胶束浓度程度，还应包括烃链间的分子键合自由能　　　； （3）若表面活性剂与氧化物间有化学活性，还应包括化学吸附自由能　　　。 2 矿物溶解对浮选过程的影响 矿浆pH值及其缓冲性质 氧化物矿物、硫化物矿物溶解后溶液pH值一般无影响 大多数盐类矿物的溶解使溶液pH值发生变化。 矿物溶解度大小与可浮性 水化能大的，其溶解度大，矿物亲水性大，可浮性差。 硫化矿，溶解度小，具有天然可浮性； 氧化矿，溶解度大，没有天然可浮性。 2 矿物溶解对浮选过程的影响 矿物溶解离子的活化作用 金属离子对黄铁矿的活化 金属离子对闪锌矿的活化 Cu2+、Ag+离子的活化作用强，Pb2+、Cd2+离子的活化作用小。 Cu、Pb、Cd、Ag等硫化物溶解产生的金属离子能活化闪锌矿。 2 矿物溶解对浮选过程的影响 矿物溶解离子对捕收剂作用的影响 竞争吸附 矿物溶解离子与同电性捕收剂离子在矿物表面发生竞争吸附。 竞争吸附不利于捕收剂在矿物表面的吸附。 沉淀捕收剂 溶解的矿物阳离子在溶液中可以同捕收剂阴离子形成盐沉淀。 消耗捕收剂，增大药剂用量 。 2 浮选中的分散与聚集 1）微细矿粒的分散与聚集 分散状态：悬浮液中微细粒子呈悬浮状态，且各个颗