1、第1頁(yè)/共71頁(yè)W固氣水氣固水W固 氣固 水W固氣固水水氣第2頁(yè)/共71頁(yè)第3頁(yè)/共71頁(yè)第4頁(yè)/共71頁(yè)第5頁(yè)/共71頁(yè)第6頁(yè)/共71頁(yè)接觸角可以標(biāo)志固體表面的潤(rùn)濕性。如果固體表面形成的角很小，則稱其為親水性表面；反之，當(dāng)角較大，則稱其疏水性表面。角越大說(shuō)明固體表面疏水性越強(qiáng)；角越小，則固體表面親水性越強(qiáng)。 第7頁(yè)/共71頁(yè)第8頁(yè)/共71頁(yè)cosSGSLLG第9頁(yè)/共71頁(yè)第10頁(yè)/共71頁(yè)WW SG SG表征著礦粒與氣泡粘著的牢固程度。顯然，表征著礦粒與氣泡粘著的牢固程度。顯然，WW SG SG越大，越大，即即（1-cos1-cos）越大，則固越大，則固- -氣界面結(jié)合越牢，固體表面疏氣界

2、面結(jié)合越牢，固體表面疏水性越強(qiáng)。水性越強(qiáng)。因此，浮選中常將因此，浮選中常將（1-cos1-cos ）稱為稱為“可浮性可浮性”。接觸角接觸角 、潤(rùn)濕性、潤(rùn)濕性coscos 、可浮性、可浮性（1-1-coscos）均可用于度均可用于度量固體顆粒表面的潤(rùn)濕性，且三者彼此之間是互相關(guān)連的。量固體顆粒表面的潤(rùn)濕性，且三者彼此之間是互相關(guān)連的。當(dāng)?shù)V物完全親水時(shí)，當(dāng)?shù)V物完全親水時(shí)， =0=0，潤(rùn)濕性，潤(rùn)濕性coscos=1=1，可浮性（，可浮性（1-1-coscos）= 0= 0。此時(shí)礦粒不會(huì)附著氣泡上浮。當(dāng)?shù)V物疏水性。此時(shí)礦粒不會(huì)附著氣泡上浮。當(dāng)?shù)V物疏水性增加時(shí)，接觸角增加時(shí)，接觸角 增大，潤(rùn)濕性增大，潤(rùn)

3、濕性coscos減小，可浮性（減小，可浮性（1-1-coscos）增大。）增大。粘著功與可浮性粘著功與可浮性 固體顆粒表面潤(rùn)濕性的度量固體顆粒表面潤(rùn)濕性的度量 第11頁(yè)/共71頁(yè)wEEwEE第12頁(yè)/共71頁(yè)第13頁(yè)/共71頁(yè)第14頁(yè)/共71頁(yè)捕收劑捕收劑起泡劑起泡劑調(diào)整劑調(diào)整劑pHpH調(diào)整劑調(diào)整劑。第15頁(yè)/共71頁(yè)()sin2LGVgrrR第16頁(yè)/共71頁(yè)3()sin4LGl g()cos4LGgl hl第17頁(yè)/共71頁(yè)第18頁(yè)/共71頁(yè)第19頁(yè)/共71頁(yè)半導(dǎo)體礦物和導(dǎo)體礦物可將礦物制成礦物電極測(cè)出0，稱為電極電位。非導(dǎo)體礦物0000l nl naR Tn FaaR Tn Fa表面電位

4、：荷電的礦物表面與溶液之間的電位差。 第20頁(yè)/共71頁(yè)已知礦物的零電點(diǎn)，可求出在其他定位離子活度條件下的0對(duì)于硅酸鹽和氧化礦008.314 2982.303lg1 965000.059()( )PZCHHpHpHv對(duì)于離子型礦物00.059()pzcpMpMZ（1）零電點(diǎn)當(dāng)0 為零（或表面凈電荷為零）時(shí)，溶液中定位離子活度的負(fù)對(duì)數(shù)值被定義為“零電點(diǎn)” 第21頁(yè)/共71頁(yè)已知石英的pHPZC=1.8，計(jì)算pH=1.0和7.0時(shí)，表面電位大小。解：由（6-22）式，當(dāng)pH=1.0時(shí)， mVV47047. 00 . 18 . 1059. 00當(dāng)pH=7.0時(shí)， mVVo305305. 00 . 7

5、8 . 1059. 0計(jì)算結(jié)果表明，在定位離子是H+和OH的情況下，當(dāng)pHPZC時(shí)，0 0時(shí)，礦物表面荷負(fù)電；當(dāng)pH0時(shí)，礦物表面荷正電； 例6-1：第22頁(yè)/共71頁(yè)（2）等電點(diǎn)特性吸附作用 由于一些特殊作用力，而導(dǎo)致溶液中某種離子在固體表面的吸附，稱為特性吸附。等電點(diǎn) 電位等于零時(shí)，溶液中定位離子活度的負(fù)對(duì)數(shù)值。 零電點(diǎn)和等電點(diǎn)第23頁(yè)/共71頁(yè)動(dòng)電現(xiàn)象動(dòng)電現(xiàn)象 電滲電滲電 滲 在外加電場(chǎng)作用下，液相沿著固相(毛細(xì)管、多孔隔膜、多孔塞、粉末等)移動(dòng)。 動(dòng)電位測(cè)定4vDI測(cè)出電摻電流和液體的電滲流出體積 第24頁(yè)/共71頁(yè)電泳在外電場(chǎng)作用下，分散在液相中的固體粒子的移動(dòng) 。動(dòng)電位測(cè)定20(3

6、00) (fD伏特）第25頁(yè)/共71頁(yè)顆粒表面電性與浮選藥劑吸附顆粒表面電性與浮選藥劑吸附浮選藥劑以靜電力吸附于顆粒表面的條件pHPZC時(shí)，礦物表面帶負(fù)電，陽(yáng)離子捕收劑吸附pHPZC后，DAC在藍(lán)晶石上發(fā)生吸附，礦物浮選回收率增大，如圖6-9所示。用SDS及DAC浮選一些硅酸鹽礦物與零電點(diǎn)pH值的關(guān)系與藍(lán)晶石浮選相似，SDS在pH-PZC0浮選。 第27頁(yè)/共71頁(yè)當(dāng)陰離子表面活性劑濃度較低時(shí)，離子完全靠靜電力吸附在雙電層外層，起配衡離子作用，因此又稱為“配衡離子吸附”。在濃度較高時(shí)，表面活性劑離子的烴鏈相互作用，形成半膠束狀態(tài)，產(chǎn)生半膠束吸附半膠束吸附。2 exp()oadsiGrcRT 第

7、28頁(yè)/共71頁(yè)（1）藥劑濃度很低時(shí)，表面活性劑僅為配衡離子吸附，只有靜電力吸附自由能；（2）若濃度已達(dá)到半膠束濃度程度，還應(yīng)包括烴鏈間的分子鍵合自由能；（3）若表面活性劑與氧化物間有化學(xué)活性，還應(yīng)包括化學(xué)吸附自由能。 oelecG2oCHGochemG2ooooadselecchemCHGGGG 第29頁(yè)/共71頁(yè)第30頁(yè)/共71頁(yè)礦物溶解離子的活化作用礦物溶解離子的活化作用2、金屬離子對(duì)黃鐵礦的活化 1、金屬離子對(duì)閃鋅礦的活化 Cu2+、Ag+離子的活化作用強(qiáng)，Pb2+、Cd2+離子的活化作用小。 202exp()MeGZnRT202exp()MeGFeRTCu、Pb、Cd、Ag等硫化物溶

8、解產(chǎn)生的金屬離子能活化閃鋅礦。22MeZnSMeSZn 2202MeFeSMeSFeS第31頁(yè)/共71頁(yè)礦物溶解離子對(duì)捕收劑作用的影響礦物溶解離子對(duì)捕收劑作用的影響 (1) 競(jìng)爭(zhēng)吸附 礦物溶解離子與同電性捕收劑離子在礦物表面 會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附。 競(jìng)爭(zhēng)吸附不利于捕收劑在礦物表面的吸附。（2） 沉淀捕收劑 溶解的礦物陽(yáng)離子在溶液中可以同捕收劑 陰離子形成鹽沉淀。消耗捕收劑，增大藥劑用量 。第32頁(yè)/共71頁(yè)6.4 6.4 硫化物固體顆粒表面的硫化物固體顆粒表面的氧化還原反應(yīng)與浮選氧化還原反應(yīng)與浮選硫化礦顆粒表面的氧化硫化礦顆粒表面的氧化1、pH的影響2、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)因素的影響3、表面氧化程度的影響第3

9、3頁(yè)/共71頁(yè)的影響的影響 0+22MS+nH O=M(OH) +S +nH +ne 在中性或堿性水溶液中 硫化礦在水溶液中的氧化反應(yīng)通式在中性或堿性水溶液中 在酸性條件下，硫化物的氧化總是生成可溶的金屬離子和疏水的元素硫；在中性和 堿性條件下氧化，則硫化物表面會(huì)生成親水的金屬氫氧化物以及元素硫或硫氧根離子。 2-+22232-+2242MS+7H O=2M(OH) + S O +10H +8e MS+6H O=M(OH) + SO +10H +8e n+0MS=M+S +ne 第34頁(yè)/共71頁(yè)第35頁(yè)/共71頁(yè)第36頁(yè)/共71頁(yè)第37頁(yè)/共71頁(yè)(2) 氧化動(dòng)力學(xué)因素的影響氧化動(dòng)力學(xué)因素決

10、定硫化礦的氧化反應(yīng)和氧化產(chǎn)物。方鉛礦在中性和堿性介質(zhì)中的氧化反應(yīng) 對(duì)方鉛礦可能發(fā)生的氧化反應(yīng)是反應(yīng)式(6.38)、(6.41)，氧化產(chǎn)物是s0和s2032-。 PbS+H2O=PbO+S0+2H+2e E0=0.750V (6-38) PbS+2H2O=HpbO2-+S0+3H+2e E0=0.841VPbS+5H2O=PbO+SO42-+10H+8e E0=0.45VPbS+5H2O=PbO+S2O32-+10H+8e E0=0.614V (6-41) 第38頁(yè)/共71頁(yè)表面氧化程度的影響表面氧化程度的影響（1）表面上存在元素硫，則有助于增強(qiáng)硫化礦各關(guān)面的疏水。（2）元素硫被進(jìn)一步氧化為SO

11、32-、SO42-，使硫化礦物表面形成更多的親水物質(zhì)，就會(huì)惡化其浮選行為。 1、表面氧化程度的影響2、影響元素硫存在的因素（1）礦漿電位(環(huán)境)（2）存在時(shí)間第39頁(yè)/共71頁(yè)巰基浮選捕收劑在巰基浮選捕收劑在硫化物上的電化學(xué)反應(yīng)硫化物上的電化學(xué)反應(yīng) 1、巰基浮選捕收劑與硫化物表面的疏水現(xiàn)象2、巰基浮選捕收劑與礦物作用的“化學(xué)反應(yīng)假說(shuō)” 3、硫化礦可浮性大小的溶度積判據(jù) 4、硫化礦浮選的電化學(xué) 第40頁(yè)/共71頁(yè)1 1 巰基浮選捕收劑與硫化物表面的疏水現(xiàn)象巰基浮選捕收劑與硫化物表面的疏水現(xiàn)象 (1)巰基浮選捕收劑的結(jié)構(gòu)R R C(s)SHC(s)SH(2)巰基浮選捕收劑在硫化礦表面的吸附（1）極

12、性親固基團(tuán)吸附在硫化礦物表面；（2）非極性的疏水基團(tuán)在礦物表面向外排列。 硫化礦物第41頁(yè)/共71頁(yè)2 2 巰基浮選捕收劑與礦物作用的巰基浮選捕收劑與礦物作用的“化學(xué)反應(yīng)假說(shuō)化學(xué)反應(yīng)假說(shuō)” ” 2+-2 M+2OH =M(OH)藥劑與礦物金屬離子化學(xué)反 應(yīng)產(chǎn)物的溶度積越小， 作用能力越強(qiáng)。 K為Barsky常數(shù)，反映了藥劑離子與羥基的競(jìng)爭(zhēng)作用，0H-濃度大時(shí)，pH大，所需捕收劑濃度也要大。 22aspWXKMX2+-2 M+2X =MX222()spM OHKMOH222()aspMXspMOHKXKOHK 2()/aspMXspM OHXKKKKOH -22MX + 2OH = M(OH)

13、+ 2X第42頁(yè)/共71頁(yè)21414()10/10aspMXspM OHXHKKK2 巰基浮選捕收劑與礦物作用的“化學(xué)反應(yīng)假說(shuō)” 第43頁(yè)/共71頁(yè)3 3 硫化礦可浮性大小的溶度積判據(jù)硫化礦可浮性大小的溶度積判據(jù)用藥劑與硫化礦金屬離子反應(yīng)產(chǎn)物的溶度積大小衡量藥劑對(duì)硫化礦的作用能力。 乙基黃原酸鹽溶度積依次增大順序排列，常見(jiàn)硫化礦金屬離子順序2228.210spZnXKZnEX22216.710spPbEXKPbEX228.28.516.7101010spZnEXspPbEXKKAu+，Cu+，Hg2+，Ag+，Bi3+，Pb2+，Ni2+，Zn2+，F(xiàn)e2+第44頁(yè)/共71頁(yè)4 4 硫化礦浮選

14、的電化學(xué)硫化礦浮選的電化學(xué)（1）巰基捕收劑-硫化礦礦物體系的氧化還原反應(yīng)（2） 靜電位對(duì)巰基捕收劑電化學(xué)反應(yīng)的影響 （3） 懸浮液電位對(duì)硫化物礦物浮選的影響 第45頁(yè)/共71頁(yè)（1 1）巰基捕收劑）巰基捕收劑-硫化礦礦物體系的氧化還原反應(yīng)硫化礦礦物體系的氧化還原反應(yīng)0222222MSXMXSeXXe陽(yáng)極反應(yīng)陰極反應(yīng)221222OHeHO第46頁(yè)/共71頁(yè)方鉛礦0222PbSXPbXSe陽(yáng)極反應(yīng)陰極反應(yīng)221222OHeHO02212222PbSXOHPbXSe黃鐵礦222XXe陽(yáng)極反應(yīng)陰極反應(yīng)221222OHeHO2221222XOHXH O（1 1）巰基捕收劑）巰基捕收劑-硫化礦礦物體系的氧

15、化還原反應(yīng)硫化礦礦物體系的氧化還原反應(yīng)第47頁(yè)/共71頁(yè)（2 2）靜電位對(duì)巰基捕收劑電化學(xué)反應(yīng)的影響）靜電位對(duì)巰基捕收劑電化學(xué)反應(yīng)的影響概念電極電位、硫化礦靜電位（EMS)一個(gè)氧化還原電對(duì)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的熱力學(xué)可逆電位。在電極上沒(méi)有凈電流通過(guò)時(shí)，硫化礦物電極相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電位。硫化礦物靜電位EMS與捕收劑氧化還原反應(yīng)的關(guān)系 2222X/XMSX/XMS22X/X0X/X2EEEEXXlnF2RTEEX2e2X（液）（液）第48頁(yè)/共71頁(yè)表表6-8 6-8 巰基類捕收劑與硫化物礦物作用表面靜電位和反應(yīng)產(chǎn)物巰基類捕收劑與硫化物礦物作用表面靜電位和反應(yīng)產(chǎn)物乙基黃原酸鉀（6.2510-4mol

16、/L，pH為7）氧化成雙黃藥可逆電位為0.13V二乙基二硫代氨基甲酸鈉氧化成二硫化物可逆電位為0.176V礦 物靜電位（V）反應(yīng)產(chǎn)物靜電位（V）反應(yīng)產(chǎn)物黃 鐵 礦0.22雙 黃 藥0.475二硫化物砷黃鐵礦0.22雙 黃 藥磁黃鐵礦0.21雙 黃 藥黃 銅 礦0.14雙 黃 藥0.095金屬二硫代氨基甲酸鹽銅 藍(lán)0.05雙 黃 藥0.115金屬二硫代氨基甲酸鹽斑 銅 礦0.06黃原酸鹽-0.045金屬二硫代氨基甲酸鹽輝 銅 礦0.06黃原酸鹽-0.155金屬二硫代氨基甲酸鹽方 鉛 礦0.06黃原酸鹽-0.035金屬二硫代氨基甲酸鹽（2）靜電位對(duì)巰基捕收劑電化學(xué)反應(yīng)的影響第49頁(yè)/共71頁(yè)（1）

17、捕收劑只在那些礦物的靜電位大于相應(yīng)的二硫化物生成的可逆電位時(shí)，才氧化成二硫化物（例如黃鐵礦、毒砂與黃藥溶液）。（2）對(duì)于那些靜電位低于可逆電位的硫化物，使生成金屬捕收劑鹽（例如方鉛礦、輝銅礦等，銅藍(lán)是一個(gè)例外，可能是由于銅藍(lán)所釋放出來(lái)的Cu2+將黃原酸鹽離子氧化成雙黃藥所致）。（3）至于是否生成二硫化物，或者是生成金屬化合物，不僅與礦物種類有關(guān)，而且也與所用的捕收劑種類有關(guān)。 （2 2）靜電位對(duì)巰基捕收劑電化學(xué)反應(yīng)的）靜電位對(duì)巰基捕收劑電化學(xué)反應(yīng)的影響影響第50頁(yè)/共71頁(yè)（3 3）懸浮液電位對(duì)硫化物礦物浮選的影響）懸浮液電位對(duì)硫化物礦物浮選的影響懸浮液電位 在浮選懸浮液中，一般把用鉑電極做指

18、示電極測(cè)得的“平衡電位“，即相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的鉑電極電位。 懸浮液電位的作用調(diào)節(jié)懸浮液電位的方法來(lái)控制硫化物礦物表面的氧化還原性質(zhì)，改變礦物的親水疏水性，達(dá)到改變礦物可浮性的目的。 202222223222242222321222342()222()2222MeSOHMeSH OMeSOH OMe OHH SOMeOH OMe OHH SOMeSOHMeS OH O第51頁(yè)/共71頁(yè)硫化物礦物無(wú)捕收劑浮選與礦漿硫化物礦物無(wú)捕收劑浮選與礦漿電位的關(guān)系電位的關(guān)系 乙黃藥浮選硫化物礦物與礦漿電乙黃藥浮選硫化物礦物與礦漿電位的關(guān)系位的關(guān)系 乙黃藥濃度為乙黃藥濃度為2 21010-5-5mol/Lmol

19、/L （3）懸浮液電位對(duì)硫化物礦物浮選的影響第52頁(yè)/共71頁(yè)方鉛礦浮選與礦漿電位的關(guān)系方鉛礦浮選與礦漿電位的關(guān)系 （3）懸浮液電位對(duì)硫化物礦物浮選的影響第53頁(yè)/共71頁(yè)5 5 硫化礦浮選抑制的電化學(xué)硫化礦浮選抑制的電化學(xué) 陽(yáng)極過(guò)程 陰極過(guò)程 浮選體系電化學(xué)過(guò)程222OMSXMXSe222XXe22244OH OeOH第54頁(yè)/共71頁(yè)（1）當(dāng)加入還原劑，如亞硫酸鹽、SO2氣體等，或減少懸浮液中的氧含量時(shí)，氧的還原電流降低，氧化反應(yīng)（O線表示）難以進(jìn)行，即捕收劑不能在礦物表面形成疏水產(chǎn)物，浮選受到抑制；（2）若增大捕收劑濃度，或者加入長(zhǎng)烴鏈的同系列捕收劑（較短鏈同系捕收劑易氧化），氧化電流（

20、O線）增大，浮選加強(qiáng)。（3 3）提高捕收劑與礦物作用的氧化電位（如降低捕收劑濃度），使捕收劑的氧化需要更高的電位，則浮選難以進(jìn)行，礦物受到了抑制；（4 4）浮選過(guò)程中加入比捕收劑更易氧化的藥劑，與O O2 2形成共軛反應(yīng)，消耗氧，也可以實(shí)現(xiàn)浮選的抑制；5 5 硫化礦浮選抑制的電化學(xué)硫化礦浮選抑制的電化學(xué) 第55頁(yè)/共71頁(yè)（5）硫化礦表面預(yù)先氧化形成親水物質(zhì)，捕收劑難以吸附，浮選受到抑制。石灰、氰化物、HS-等均可以作為硫化礦浮選的抑制劑。 pH值的升高，可以加速黃鐵礦、磁黃鐵礦等礦物的表面氧化，使得其浮選得到抑制。5 硫化礦浮選抑制的電化學(xué) 硫化礦分離抑制原理還原劑氧化劑222XXe0222

21、MXSMSXe2222MeX2()22H OM OHXHe第56頁(yè)/共71頁(yè)6.5 6.5 凝聚與分散凝聚與分散1、基本行為 2、微粒間相互作用的DLVO理論 3、擴(kuò)展的DLVO理論 第57頁(yè)/共71頁(yè)基本行為基本行為微細(xì)粒子的分散和聚集狀態(tài) 分散狀態(tài) 懸浮液中微細(xì)粒子呈懸浮狀態(tài)，且各個(gè)顆?？勺杂蛇\(yùn)動(dòng)。 聚集狀態(tài) 懸浮液中微細(xì)粒子相互粘附團(tuán)聚，團(tuán)粒尺寸變大 聚集狀態(tài)作用機(jī)理 凝 結(jié) 在某些無(wú)機(jī)鹽的作用下，懸浮液中的微細(xì)粒子形成凝塊的現(xiàn)象。主要機(jī)理是外加電解質(zhì)消除了表面電荷、壓縮雙電層的結(jié)果 。 絮 凝 主要是用高分子絮凝劑通過(guò)橋聯(lián)作用，把微粒聯(lián)結(jié)成一種松散蜘網(wǎng)絡(luò)狀的聚集狀態(tài)。 團(tuán) 聚 懸浮液中

22、加入非極性油后，促使粒子聚集于油相中形成團(tuán)，或者由于大小氣泡拱抬，使粒子聚集成團(tuán)的現(xiàn)象。第58頁(yè)/共71頁(yè)基本行為基本行為微細(xì)粒子的分散和聚集狀態(tài) 第59頁(yè)/共71頁(yè)絮凝與橋聯(lián)作用絮凝與橋聯(lián)作用橋聯(lián)作用 高分子絮凝劑以自己的活性基團(tuán)與粒子起作用，象架橋一樣，搭在兩個(gè)或多個(gè)粒子上，并從而將粒子聯(lián)接形成絮凝團(tuán)。 絮凝劑的鍵合作用方式 1、靜電鍵合 2、氫健健合 3、共價(jià)鍵合 第60頁(yè)/共71頁(yè)選擇性絮凝選擇性絮凝選擇性絮凝 在含有兩種或多種礦物組分的懸浮液中加入絮凝劑，由于各種礦物對(duì)絮凝劑助作用不同，絮凝劑將選擇性地吸附于某種組分的粒子表面，促使其絮凝沉降，其余礦物仍保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)，從而達(dá)到分

23、離的目的。 礦物選擇性絮凝的五個(gè)階段 : 分散 加藥吸附選擇性絮凝沉降分離第61頁(yè)/共71頁(yè)選擇性絮凝的分離形式1、浮選選擇性絮凝，脫除細(xì)粒脈石在，絮凝沉淀物進(jìn)行浮選分離-絮凝脫泥浮選2、選擇性絮凝后用浮選法浮去被絮凝的無(wú)用脈石礦物，然后再浮選呈分散狀態(tài)的有用礦物-預(yù)先絮凝浮選脫泥3、在浮選過(guò)程中用絮凝劑絮凝脈石，然后浮選有用礦物4、在浮選前進(jìn)行粗細(xì)粒分級(jí)，粗粒浮選，細(xì)粒進(jìn)行選擇性絮凝。選擇性絮凝第62頁(yè)/共71頁(yè)微粒間相互作用的微粒間相互作用的DLVODLVO理論理論 顆粒間的作用力范德華力VWA誘導(dǎo)作用、定向作用、色散作用。靜電力VERDLVO理論VT=VER+VWAVT0，膠體或顆粒以分散(穩(wěn)定)狀態(tài)存在； VT0，膠體或顆粒相互凝聚。 第63頁(yè)/共71頁(yè)同相凝聚當(dāng)粒子的表面電位符號(hào)和大小都相同，即1=2=時(shí)所產(chǎn)生的凝聚現(xiàn)象 微粒間相互作用的DLVO理論 第64頁(yè)/共71頁(yè)異相凝聚表面電位不同(符號(hào)或數(shù)值不同)的