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起泡剂作用及性能介绍

起泡剂作用

作用：降低界面表面张力，促使空气在矿浆中弥散，形成小气泡，并防止气泡兼并，增加分选界面，提高气泡的稳定性。

浮选对起泡剂的要求及其分类

2.1泡沫浮选

在异极性表面活性物质存在的纯水，矿浆中充气形成细小和比较坚韧的气泡或泡沫，气泡上浮到水面形成具有一定稳定性的细小气泡聚集层，此层为泡沫层。其中两相泡沫是由气、液两相形成的泡沫。三相泡沫是由气、液、固三相形成的泡沫，或称矿化泡沫矿化气泡。

2.2起泡剂简介

能促使在介质中形成大量大小适宜和具有一定稳定性泡沫的物质。主要有醇、酚、酮、醛、醚、酯、酸等有机异极性表面活性物质。

2.3对起泡剂的要求及其应具备的条件

（1）起泡剂一般应是具有适宜结构的有机异极性表面活性物质，由两部分组成:一端为极性基,亲水;另一端为非极性基,亲气。起泡剂能在气一液界面上定向吸附和排列，起泡性能决定于极性基和非极性烃基的性质。

a极性基：最好：-OH(羟基)、醚基,两类极性基是理想的极性基团水化作用强,无捕收作用,PH值影响小。其它，-COOH、-NH2（氨基）、-SO3H（磺酸基等）起泡能力强，亲固性强，PH值影响大。

b非极性基：起泡剂是以整个分子发挥起泡作用的。

理论上非极性基可由任何一种类型的烃基构成，但烃基长度、分子量、结构类型属性对起泡性能均有影响。

c极性基：非极性基与起泡性能的关系（后一节讲述）。

（2）在矿浆中要有适当的溶解度。

1）溶解度大：在气液界面吸附少，甚至不具有起泡性能，起泡速度快，气泡脆，泡沫层结构疏松，用量大，H3COH、H3CH2COH。

2）溶解度小：滞留矿浆表面，起泡速度慢，泡沫结构致密，气泡寿命长，浮选过程难以控制。

3）适当溶解度：C4～C10脂肪醇，最理想C5～C8。

4）对矿物无捕收作用。

5）对矿浆PH值的变化及矿浆中其它组分有较强的适应性。

6）用量少，无毒和不污染环境。

2.4起泡剂的分类

（1）根据药剂来源分类：

A、天然产物提取：松油，樟脑油；

B、煤焦工业副产品提取：甲醇，吡啶；

C、人式合成，醇，醚，醇醚类。

（2）根据分子结构特点分类：

A、非离子性（醇、醚醇、醚类、酯类）；

B、离子型（酚类、重吡啶、烃基磺酸（硫酸）盐、羧酸及其皂类、胺类）。

三、起泡剂的作用及作用机理

常用的起泡剂是异极性的表面活性物质，分子的一端是非极性的烃基，而另一端则是亲水性强的极性基，如图所示。

起泡剂的稳定作用机理示意图

在矿浆中起泡剂分子以一定的取向吸附于气液界面上，非极性基朝向空气（指向气泡内部）。极性基朝向水，并吸引着水分子（极性端被水化），所以起泡剂分子能够降低泡壁间水层流动速度和蒸发速度，这样就防止了泡壁的破裂。

面层起泡剂密度降低，气液界面的表面张力则显著增大，，一方面有利于约束气泡内气体分子向外冲出，另方面使气泡产生较大的收缩力，克服了使气泡发生破裂的外力。

气泡为了保持最小面积,通常呈球形。起泡剂在气一液界面吸附后,定向排列在气泡的周围,见图4-2-6。气泡在外力作用下发生变形时,使气泡表面的起泡剂分子吸附密度发生变化。变形地区表面积增加,起泡剂密度降低,表面张力增大。但降低表面张力,是体系的自发趋势。因此,气一液界面存在有起泡剂,增强了抗变形的能力。如果变形力不大时,气泡将不致破裂,并能恢复原来的球形,增加了气泡的机械强度。总之，气泡在受到外力作用时,局部变形，表面积增大,变形区起泡剂浓度降低，张力增大,使气泡恢复原形。

3.4降低气泡在矿浆中的升浮速度。

（1）原因：A、升浮气泡的开形状

无起泡剂时：椭圆形，鱼体形

有起泡剂时：圆形

B、水偶极子内聚吸引力作用；

C、气泡直径小，升浮力和速度降低。

（2）作用：A、增大气泡与矿粒碰撞机率；

B、减少碰撞动能；

C、减小矿化气泡振动，抖动，降低脱落几率。

四、起泡剂的作用形成

4.1．单纯起泡剂的作用

起泡剂多数是杂极性表面活性剂,可以在气一液界面吸附浓集,降低气一液表面能,使气泡体系能量降低,促使空气分散,生成直径较小的气泡,并能在相界面上进行定向排列,以其极性端指向水,非极性端指向气。由于极性端和水分子发生作用,在气泡表面形成一层水化层,阻碍了气泡的兼并,同时还可增加气泡抗变形及破裂的能力。

4.2起泡剂与捕收剂的共吸附作用

捕收剂与起泡剂在气液界面有联合作用,这种现象称为共吸附。捕收剂与起泡剂不仅在气泡表面产生共吸附现象