浮选基本原理(安徽理工)课件.ppt

1、材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组图1-1-2浮选槽内的浮选过程F入料；K泡沫精矿；T尾矿；空气；矿粒材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物

2、加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 (3)煤的可浮性 煤是多环芳香族化合物，各基本单元和周围侧链及 官能团随变质程度不同有很大变化，因此 ，煤具有 如下性质：组成不同，各组分实际无法分离，浮选好坏与各组 分含量和性质有很大的关系；煤的主体是多苯芳香核，芳香核的化学性质不活泼，具有疏水性。因此，煤的主要表面是疏水的；在芳香核的碳网上，有数量不等的侧链，在氧化过 程中很容易生成含氧官能团,使煤的某些部位具有 亲水性；煤的结构中还含有一定数量的矿物质，多数矿物质 具有一定极性，因而使煤部分表面具有亲水性；材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿

3、物加工工程教研组 煤表面上的含氧官能团和无机矿物质虽使煤 具有了一定亲水性，但这些部位也有较高的化学活性，捕收剂中的某些杂极性分子可以吸附在这些活性部位，从而提高整个煤粒的疏水性；煤的变质程度对煤的可浮性有很大的影响。通常，中等变质程度的煤具有最好的可浮性。变质程度高和变质程度低的煤，其可浮性均有 下降。变质程度低时，含氧官能团数量大，孔隙度达10%以上；变质程度高时，亲水的含氧 官能团数量虽有所降低，但侧链含量也减少，而且侧链变短，使疏水程度降低，孔隙度也比中等变质程度时有所增加，因此，在两种 情况下，可浮性均较差；材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研

4、组材料学院矿物加工工程教研组1.水分子的结构特点 水分子由两个氢原子和一个氧原子组成，三个原子核构成以两个质子为底的等腰三角形，见图 材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组2.水分子对矿物表面的作用 矿物破裂后，其断裂面上具有不饱和键。将断裂面置于真空中，则得不到任何补偿；如置于空气中，虽可得到部分补偿，但由于氧、氮分子密度很低，不具有极性，所得到的补偿极小；如果将断裂面置于水中，则矿物表面的不饱和键与水偶极子发生作用，得到部分补偿。矿物由于构成其晶格结构的不同，当矿物破裂后，其断裂面上希望得到补偿的不饱和键特性不同，因而矿物表面的极性也有差材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物

5、加工工程教研组别。水分子则会根据矿物表面的极性不同在其表面进行不同形式的定向排列，形成不同性质的水化层或水化膜，使矿物表面的自由能发生变化。3.水的溶解能力 水的溶解能力在浮选过程中具有相当重要的作用。由于水会对矿物表面的一些离子溶解，从而改变矿物表面的化学组成、界面电性及液相的化学组成，结果也改变了矿物在浮选过程中的行为。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 如图矿物表面润湿现象材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组如图三种基本润湿形式(a)附着润湿；(b)铺

6、展润湿；(c)浸没润湿 材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 晶格取代粘土、云母等硅酸盐矿物是由铝氧八面体和硅氧四面

7、体的层状晶格构成的。在铝氧八面体层片中，当Al3+被低价的Mg2+或Ca2+取代，或在硅氧四面体层片中Si4+被Al3+置换，结果会使晶格带负电。为维持电中性，矿物表面就吸附某些正离子（例如碱金属离子Na+或K+）。当矿物置于水中时，这些碱金属阳离子 因水化而从表面进入溶液，故这些矿物表面荷负电。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组A内层(定位离子层)；B紧密层(Stern)；C滑动界面；D扩散层；0表面电位；Stern层电位；电动电位材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加

8、工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组(3)双电层的测定 双电层的测定实际上包括矿物的表面电位和电动电位。表面电位测定：固相在水溶液中能构成一个可逆电极，它的表面电位（0）可根据不同条件下定位离子的活度，用能斯特公式加以计算。电动电位测定：电动电位对浮选过程影响很大，加上其测定容易，因而在浮选研究中具有重要的意义。现常用三种方法测定。电泳法在给定电势梯度的外加静电场中测量电解质溶液内部悬浮带电胶体颗粒的流动性或迁移率后算出。该法所需物料少，装置完备，测试简单，是浮选研究中采用最多的。流动电位法是通过流体流过一根毛细管或压缩的固体颗粒所构成的多孔柱形塞毛细管组时在两端产

9、生的电位差来计算的。电渗法是通过在外加电势作用下溶液流过一根或一组毛细管系统的数量来计算的。材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加

10、工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 矿粒附着于由碰撞和搅拌切割而成的气泡上，形成矿化气泡，气泡运动时，粘附的矿粒群往往聚集于气泡尾部，形成所谓矿化尾壳 空气在水中由过饱和析出在颗粒的疏水性表面，增长和兼并，析出颗粒微泡联合体 由若干微小气泡和许多细小颗粒构成气絮团材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组）表示矿粒附着于气泡之前；（）表示矿粒附着于气泡之后。若将体系看做是一个等温等压体系，那么矿粒与气泡附着前体系的自由能为W1，即 W1SLGLGSSLSL 式中，SLG、SSL表示气泡、矿粒在水中的表面

11、积；LG、SL表示水气、固水界面表面自由能。假定我们只讨论附着一个单位表面积，即SSG=1,SG为固气界面表面自由能，矿粒与气泡附着后的体系自由能为W2，即 W2（SLG1）LG+（SSL1）SL+SG1附着前后体系自由能的变化为W，则WW1-W2LGSLSG 式中，SG和SL目前尚不能直接测定，用杨氏方程代入得：WLG(1cos）材料学院矿物加工工程教研组材料学院矿物加工工程教研组 W为附着一个单位表面积前后体系自由能的变化，浮选上称为可浮性指标或粘附功。如果W1W2，则W0，说明粘附过程体系自由能是降低的，按热力学第二定律，此过程可以自发进行。可浮性指标是气液界面表面自由能和矿物表面接触角的函数。对绝对亲水的矿物，=0，W=0，矿粒不能自发附着于气泡 0，则W0，越大，W值也越大，故越是疏水的矿粒附着于气泡的自发趋势越显著。疏水性矿粒能附着于气泡而亲水性矿粒则不能附着这一现象在这里得到了初步解释