浮選

第一章浮選基本原理第一章浮選基本原理

③浮選分離—礦漿在浮選機中充氣浮選，完成礦物的分選；

④產(chǎn)品處理—浮選后的泡沫產(chǎn)品和尾礦產(chǎn)品進行脫水分離。1.1概述泡沫浮選過程作業(yè)：①磨礦—即先將礦石磨細，使有用礦物與其他礦物或脈石礦物解離；

②調(diào)漿加藥—調(diào)整礦漿濃度適合浮選要求，并加入所需的浮選藥劑，以提高效率；

浮選過程基本概念①使欲浮礦物表面增高疏水性(捕收劑)；②使不欲浮的礦物表面變得更加親水，抑制它們上浮（抑制劑）；③促使氣泡的形成和分散（起泡劑）。⑵正、反浮選的概念

浮選過程中有用礦物進入泡沫、成為精礦的浮選為正浮選，反之為反浮選。⑴浮選藥劑調(diào)和礦漿的主要目的：(3)浮選槽內(nèi)的浮選過程思考題1、泡沫浮選包括哪幾個作業(yè)？2、煤泥浮選過程加藥調(diào)和礦漿目的？1．2固、液、氣各相性質(zhì)固相：被分選的礦物，分選對象;液相：分選介質(zhì)，主要是水；

氣相：為了形成氣泡，攜帶礦粒，分選載體。在礦物的浮選過程中:本章重點學習浮選各相的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1．2．1固相的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)礦物按工業(yè)用途分為兩大類：

⑴工業(yè)礦物（NaCl）：晶體礦物；⑵能源礦物（煤）：非晶體礦物。

一、礦物晶體的斷裂面在破碎和磨細的過程中，礦物受到外加機械力的作用，晶體內(nèi)連結(jié)質(zhì)點間的部分鍵力受到破壞（“打斷“），隨之出現(xiàn)新的不規(guī)則“斷口”或比較平滑的“解離面“，二者合稱為礦物晶體的斷裂面。

1、解離面：嚴格沿著一定結(jié)晶方向碎裂成比較平滑的礦物表面。

2、斷口：不按一定結(jié)晶方向碎裂所形成的凸凹不平的礦物表面。

3、影響斷裂的因素：

①內(nèi)因：是決定礦物的晶體結(jié)構(gòu)的主要因素，礦物破碎時沿著晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)鍵合力最弱的面網(wǎng)之間發(fā)生斷裂。②外因：即破碎磨細礦石所施加外力的性質(zhì)以及力的大小和作用方向等。外力作用具有復(fù)雜性。二、礦物的晶體結(jié)構(gòu)根據(jù)晶體內(nèi)部質(zhì)點和鍵的性質(zhì)將礦物晶體分為四類：1、離子晶體：陰、陽離子交替排列在晶格結(jié)點上，以靜電引力相結(jié)合。（離子鍵，NaCl）

2、分子晶體：分子是結(jié)構(gòu)單元，之間由極弱的范德華力或

分子鍵聯(lián)接。（分子鍵，石墨）

3、原子晶體：由原子組成，晶格結(jié)點上排列的是中性原子，

靠共用電子對結(jié)合在一起。（原子鍵或共價鍵，螢石）

4、金屬晶體：結(jié)點上為金屬陽離子，周圍有自由運動的電子，陽離子與公有電子相互作用，結(jié)合成金屬鍵。（自然金）三、礦物晶體表面的不飽和鍵力

1、不飽和鍵力的起源及不飽和程度

2、礦物表面不飽和鍵力的類型及其與水分子的作用（1）強鍵合力：共價鍵、離子鍵、金屬鍵；（2）弱鍵合力：分子間力（范德華力）。（1）晶體內(nèi)部質(zhì)點處于平衡，斷裂面有不飽和鍵力;（2）不飽和鍵力不同，顯示出不同的吸附能力和作用活性。晶體內(nèi)部飽和鍵和表面不飽和鍵四、礦物表面的不均勻性1、礦物物理不均勻性礦物表面的凹凸不平以及棱角等表面缺陷，還包括孔隙和裂縫。礦物晶體本身的雜質(zhì)缺陷和水及藥劑作用不均。2、礦物表面不均勻性3、礦物晶格缺陷晶格缺陷，存在陽、陰離子空位。4、礦物表面化學的不均勻性。掌握金屬共生規(guī)律及礦物化學不均勻性與可浮性的關(guān)系。思考題1、什么是礦物晶體斷裂面？2、礦物解離面和斷口的區(qū)別？3、礦物晶體分哪幾類？液體分子間存在著很大的內(nèi)聚力（引力）。液體內(nèi)部的任一分子，各種引力相互補償，合力為零。1．2．2液相結(jié)構(gòu)和性質(zhì)本節(jié)重點：液體的一般性質(zhì)和水的基本性質(zhì)。一、液體中質(zhì)點排列的近程有序性液體內(nèi)質(zhì)點分布是介于完全不規(guī)則（即氣態(tài)）和完全規(guī)則（即混合態(tài)）之間的一種中間過渡狀態(tài)。二、液體的表面張力和表面能液體表面層的分子，由于氣體內(nèi)不受引力的作用，使其所受到的向內(nèi)部的引力不能得到補償，形成合力P。

在液體表面形成了一層向下擠壓的表面膜，以縮小表面，即形成表面張力。

表面能等于液體內(nèi)部分子遷移到表面并把位于表面分子移開所消耗的功，也就是增加液體單位新表面所需消耗的功。

三、水分子的結(jié)構(gòu)及基本性質(zhì)1、分子式：H2O液面上的分子比液體內(nèi)部的分子具有過剩的能量，表面自由能（表面能或界面能）

2、結(jié)構(gòu)：三個原子核構(gòu)成兩個質(zhì)子為底的等腰三角形。構(gòu)成四面體結(jié)構(gòu)。電荷集中于四面體的四個頂部“四極”。偶極：正、負電荷中心較遠，使水分子里具有較強的偶極矩。水分子為水偶極子，屬強極性分子。3、基本性質(zhì)：（1）4℃時水的密度最大。4℃為略高于冰點；（2）具有很高的介電常數(shù)78.5；（3）具有很高的溶解能力；（4）本身導(dǎo)電率低，但對其它化合物有較大的電離能力；（5）有較強的偶極矩，水分子之間締合作用強；（6）有形成氫鍵的特性。水分子偶極四、水對浮選過程的影響（1）氫鍵締合1、水分子之間的締合作用（2）偶極締合水偶極子的單分子締合，在定向效應(yīng)，色散效應(yīng)和誘導(dǎo)效應(yīng)作用下，水分子締合。

即分子按一定形式相互聚合成聚合體：2、水分子與礦物表面的作用作用的結(jié)果：礦物表面水化或濕潤，嚴重影響礦物與氣泡的接觸過程。3、水的溶解能力水的溶解能力在浮選過程中是有相當重要的作用，從而改變礦物表面的化學組成、界面電性及液相的化學組成，近而改變礦物在浮選過程中的行為。⑴影響溶解的因素：水對礦物的作用、水質(zhì)情況及生成離子對浮選的影響。⑵在浮選過程中應(yīng)非常注意：②液體中的離子組成，溫度及粒度等。①礦物的晶格能、水化能、固體顆粒、水中雜質(zhì)；1．2．3氣相及其性質(zhì)浮選中所用的氣相主要是空氣，起到載體作用。

如何才能得到最好的浮選效果？

⑴氣泡由于壓力的降低，可從溶液中析出，并優(yōu)先吸附到礦物

礦物有足夠的氣泡面積供其粘附。⑶氣泡的粒徑應(yīng)與浮選礦物的粒徑相適應(yīng)，并有一定數(shù)量的疏水表面上，促進礦物和大氣泡的粘附。空氣溶解后析出的微泡。⑵氣相在溶液中必須形成足夠的數(shù)量的氣泡，保證上浮的1．2．3氣相及其性質(zhì)一、空氣的組成及溶解度⑴組成：21％O2、78％N2

、0.9％Ar(氬)、0.04%CO2及少量的其它氣體和水蒸氣。

⑶空氣組分在水中溶解度順序：

CO2>O2>Ar>N2⑷享利定律:溫度一定，混合氣體中的每一組分的溶解度，隨著其分壓的增加而增加。⑵空氣溶解度：與壓力、溫度和水中溶解的其他物質(zhì)的濃度有關(guān)。

空氣在水中溶解度隨水中其他物質(zhì)的濃度增加而降低。溶解度q＝KP。溫度與溶解度的關(guān)系：q=KT-1。二、氣相在浮選中作用與影響（1）載體作用：

（2）活化劑作用：其中最活躍的是氧，但應(yīng)注意：①不同礦物需氧量不同，過量會起抑制作用；主要組分能活躍地被吸附在礦物表面產(chǎn)生特殊作用，并直接影響礦粒的可浮性。

②分選過程中氧與運輸、存放過程中的氧作用不同。（3）氧化作用：氧化后的煤含氧官能團增加，親水性增強，表面可浮性下降。煤的氧化是由苯核或苯核側(cè)鏈氧化而生成酚類等官能團，使思考題1、什么是液體表面張力？2、什么是液體表面自由能？3、水分子間的締合有哪幾種？4、氣相在浮選中作用？1.3相界面性質(zhì)與可浮性1．3．1潤濕性、水化現(xiàn)象與可浮性一、礦物的潤濕性

1、潤濕現(xiàn)象：⑴定義：潤濕是由于液體固體表面排擠，而在固體表面所產(chǎn)生的一種界面作用。

①親液（水）表面：易被潤濕的表面。

②親液（水）礦物：易被潤濕的礦物。③疏液（水）表面：不易被潤濕的表面。④疏液（水）礦物：不易被潤濕的礦物。礦物表面潤濕現(xiàn)象礦物表面親水性由右至左逐漸增強，疏水性由左至右逐漸增強。⑵潤濕性：是礦物可浮性好壞的直觀標志，取決于礦物表面不飽和鍵力與偶極水分子相互作用的強弱。（a）附著潤濕(b)鋪展?jié)櫇?c)浸沒潤濕兩種流體與固體接觸后，結(jié)果是一種流體被另一種從固體表面部分或全部排擠或取代。(發(fā)生的附著、鋪展、浸沒現(xiàn)象為潤濕過程。)⑶用潤濕過程說明浮選原理⑴表層浮選基本取決于礦物表面的空氣是否被水所取代；⑵全油浮選是由于被浮礦物表面親油性和疏水性所造成的；⑶泡沫浮選是由于被浮礦物經(jīng)浮選劑處理，造成了表面疏水2、潤濕現(xiàn)象在浮選中意義：礦物表面潤濕性及其調(diào)節(jié)是實現(xiàn)各種礦物浮選可分離的關(guān)鍵。要求了解和掌握礦物表面潤濕性的差異，變化規(guī)律以及調(diào)節(jié)方法。人為改變調(diào)節(jié)潤濕性（可浮性）的方法：物理方法和化學方法性而浮著于氣泡上浮。3、潤濕的接觸角潤濕性的度量：用接觸角測量法和潤濕測定法，常用接觸角θ。⑴三相潤濕周邊：當氣泡附著浸入水中的礦物表面，達到潤濕平衡時，氣泡在礦物表面所形成三相接觸點圍成的周邊（變化-平衡）。⑵接觸角：過三相潤濕周邊上任一點P作氣液界面的切線δLG，與接觸角θ的大小與接觸的三相界面固液界面切線δSL之間所形成的包括液相的夾角θ。所具有的各界面張力有關(guān)。氣泡在水中與礦物表面接觸的平衡關(guān)系⑶當各界面張力相互作用達到平衡時，

有楊氏方程:δSG=δSL+δLGCOSθ

COSθ=(δ

SG-δSL)/δLGδSG----固氣界面張力（自由能）；δSL----固液界面張力（自由能）；δLG----液氣界面張力（自由能）；接觸角是三相界面張力的函數(shù)。⑷結(jié)論①當θ>90°時，δSL>δSG

礦物表面不易被水潤濕，為疏水表面，礦物具有疏水性,可浮性好。②當θ<90°時，δSL

＜δSG礦物表面易被水潤濕，為親水表面，礦物具有親水性，可浮性差。⑸礦物的潤濕性與可浮性的度量可定義為：

潤濕性=cosθ。

可浮性=1-cosθ。

幾種礦物的接觸角礦物名稱主焦煤硫炭質(zhì)頁巖黃鐵礦方解石石英泥質(zhì)頁巖接觸角（度）86~907840~4333200~100~10各牌號煤炭的可浮性煤種長焰煤氣煤肥煤焦煤瘦煤貧煤無煙煤接觸角（度）60~6365~7283~8586~9079~8271~75734、潤濕阻滯（1）潤濕阻滯②影響因素：

潤濕順序、礦物表面組成、化學成分、不均勻性、粗糙度及礦物表面潤濕性等。

③潤濕阻滯的阻滯效應(yīng)：

潤濕過程中，潤濕周邊展開或移動受到阻礙，使平衡接觸角發(fā)生改變的現(xiàn)象。A、水排氣阻滯效應(yīng)。

B、氣排水阻滯效應(yīng)。①定義:C、動態(tài)阻滯效應(yīng)。水排氣、氣排水阻滯效應(yīng)現(xiàn)象A、水排氣阻滯效應(yīng)水分子與礦物表面間存在磨擦力φ1。若，水滴繼續(xù)擴展，處于平衡狀態(tài)時：

所以:cosθ1<cosθ，有θ1>θ。θ1稱接觸前角或阻滯前角。B、氣排水阻滯效應(yīng):氣泡在浸在水中的礦物表面展開，氣體分子與礦物表面間因φ2很小，所以cosθ2>cosθ，有θ2<θ。的磨擦力為φ2。θ2接觸后角，阻滯后角。C、動態(tài)阻滯效應(yīng):當平板傾斜水滴便于沿斜面流動。出現(xiàn)前角θ1>θ，后角θ2<θ，前角水排氣，后角為氣排水。

θ1>θ>θ2

（2）潤濕阻滯對浮選的影響:①浮選過程中，礦粒向氣泡附著時，屬于氣排水，相當于后角。即在礦物本身可浮性不變的情況下，礦粒向氣泡附著難于進②浮選過程中，礦粒從氣泡上脫落時，屬于水排氣，相當于前角。使水難于從礦物表面將氣泡排開，防止礦粒從氣泡上脫落，對浮選有利。行，對浮選不利。思考題1、什么是潤濕現(xiàn)象？2、畫圖說明什么是潤濕接觸角？3、有哪幾種潤濕阻滯效應(yīng)？4、潤濕阻滯對浮選的影響？二、礦物表面的水化作用1、水化作用：離子的水化作用：水分子在離子表面的定向排列。水分子的定向排列，形成水化層（膜）。

礦物表面的水化作用：水分子在礦物表面的定向排列。固體表面的水化層模型

2、水化作用的原理：（1）礦物表面不飽和鍵的性質(zhì)：離子鍵、共價鍵、分子鍵。

（2）礦物表面不飽和鍵的鍵能：礦物表面的極性。

（3）極性礦物表面水化作用強：水化層厚，水分子排列緊密；

非極性礦物表面水化作用弱：水化層薄，水分子排列稀疏。

礦物表面如何才能發(fā)生水化作用?⑴首先要看礦物水化前后自由能的變化。礦物表面與水接觸自由能ESW

。

⑵礦物水化前，表面與空氣接觸自由能ESA

，水化后，⑶只有ESW－ESA＜0時，即系統(tǒng)自由能減少時，水化過程才能

自發(fā)，水分子才能在礦物表面定向排列，發(fā)生水化作用

。ESW－ESA數(shù)值的大小，可以用來衡量水分子與礦物表面

作用的強弱。ESW－ESA負值越大，水分子與礦物表面水化作用越強。

可近似把ESW－ESA看做礦物表面水化能△G水化。

3、水化層的結(jié)構(gòu)：擴散結(jié)構(gòu)：水化層內(nèi)水分子的定向排列程度隨著距礦物表面的水化層是介于礦物表面和普通水之間的過渡區(qū)域，類似距離增大而逐漸減弱。固體表面的延續(xù)。4、水化層的性質(zhì)：

（1）密度、粘度增加，愈接近水化表面越高；（2）具有彈性，愈接近水化表面越高，且有較高穩(wěn)定性；（3）水的介電常數(shù)和冰點下降，具有一定的能量；（4）溶解能力降低。5、水化作用對可浮性的影響：（1）水化作用與礦物表面的潤濕性一致，與可浮性相反。（2）礦物表面的水化性不僅取決于礦物表面晶格本身的特點的；而且也取決于礦物表面所吸附的分子或離子的性質(zhì)。6、水化作用對煤泥浮選的影響：⑴煤表面非極性，疏水，親氣，水化作用弱，浮選時進入泡沫產(chǎn)品。⑵矸石極性表面，親水，水化作用強，浮選時留在礦漿中，

從而實現(xiàn)煤泥中煤粒和矸石顆粒的分離。思考題1、礦物表面水化作用？2、水化層的性質(zhì)？3、水化作用對煤泥浮選的影響？1．3．2礦物表面電性與可浮性

1、電性起因

⑴液氣界面荷電液氣界面吸附表面活性離子，使液氣界面吸附的正負離子濃度

不等，從而帶上電荷，多數(shù)帶負電。

①離子的選擇性吸附（優(yōu)先吸附）

⑵固液界面荷電礦物表面和水對不同離子的親合力不同，導(dǎo)致礦物表面對電解質(zhì)

溶液中正負離子的不等量吸附,促使礦物表面帶電。A、溶液中，正負離子的數(shù)量，過量的離子容易吸附。B、礦物表面本身的電性，反號離子容易吸附。C、正負離子的水化作用不同，被吸附的趨勢不同。

②礦物表面組分的選擇性解離（優(yōu)先解離或溶解）

A、組成固體的正負離子在介質(zhì)中的溶解能力常常不同。B、部分礦物和水作用后，在兩相界面上生成新的物質(zhì)，界面電性與生成的新產(chǎn)物有密切關(guān)系。③礦物晶格缺陷（取代）由于礦物破裂，缺乏某種離子，或非等量的類質(zhì)同像替換，也促使礦物表面的電荷不平衡,進而使礦物表面荷電。④吸附和電離離子晶體放入水中，水在固體表面發(fā)生極化取向。晶體和液相

間電中性被破壞，晶體帶正電，溶液以負電為主，正負電相互吸引，結(jié)果在晶體—溶液的界面形成了雙電層。2、雙電層結(jié)構(gòu)及電位（1）雙電子層的結(jié)構(gòu)礦物表面在溶液中荷電以后，由于靜電力的作用，吸引水溶液中

符號相反的離子與之配衡,在礦物表面形成雙電層。

模型的演變歷史：

①平板雙電子層模型：強調(diào)離子環(huán)境的穩(wěn)定性，視為平板電容器，適用于金屬或高濃度鹽類。

②擴散雙電層模型：過份強調(diào)離子的移動性，分內(nèi)層和擴散層。③電子層模型（Stern）：內(nèi)層、斯特恩層、擴散層。斯特恩層（緊密層）：內(nèi)層和擴散層間，厚度以水化離子半徑δ表示。礦物表面雙電層結(jié)構(gòu)（2）雙電子層中的電位①表面總電位ψ0

荷電表面所具有的電位，是礦物表面與溶液間的總電位差。A、對于導(dǎo)體或半導(dǎo)體礦物，可以制成電極測出ψ0。B、不導(dǎo)電的礦物，可以用溶液中定位離子的活度進行計算。

耐（能）斯特公式：

C、一般氧化物，以H+或OH-離子為定位離子，n=1，

氧化礦物表面總電位：②電動電位ξ

A、Zeta電位—滑動界面上的電位和溶液內(nèi)部的電位差，用ξ表示。

B、Stern電位ψδ

—緊密層與溶液之間的電位差。③零電點和等電點A．零電點PZC或ZPC

礦物表面靜電荷為零時，溶液中定位離子濃度的負對數(shù)值。

B．等電點PZR或IEP電動電位為零時，溶液中電解質(zhì)活度的負對數(shù)值。或溶液的PH值。在體系中不存在特性吸附時，當ξ=0，電荷密度也為零，PZC＝PZR。當溶液PH值＞零電點時，礦物表面荷負電；當溶液PH值＜零電點時，礦物表面荷正電。3、雙電層的影響因素、電位曲線及調(diào)節(jié)

⑴雙電層的影響因素

A、陽離子價數(shù)越高，電動電位降低越明顯。B、陽離子價數(shù)相同，體積越大，影響越明顯。

C、多數(shù)情況，陽離子能使零電點增高；陰離子能使零電點降低。

影響規(guī)律：D、有機極性分子能使PZC漂移，其性質(zhì)決定漂移方向，濃度決定漂移尺寸。

②溫度的影響：多數(shù)礦物能隨溫度增高PZC降低。①雜質(zhì)元素的特性吸附：無機鹽類，重點影響電動電位。

③固體含量的影響：

ξ隨固體含量增高而增大。⑵電位曲線：雙電層內(nèi)電位隨礦物表面距離變化的關(guān)系曲線。(a)內(nèi)層定位離子吸附，改變ψ0和ξ。(b)溶液中離子吸附，改變ξ，不改變ψ0。(c)反號離子過量吸附，改變ψ0和ξ，ψ0與ξ符號相反。④當定位離子為H+或OH-時，溶液PH值變化，同時改變ψ0和ξ。

⑶雙電層的調(diào)節(jié)：溶液中加入相應(yīng)不同物質(zhì)，利用產(chǎn)生陰陽離子在雙電層吸附，改變雙電層的電位曲線，影響固體表面的電性質(zhì)。

4、礦物表面電性與礦物的可浮性

⑴礦物表面電性與潤濕性的關(guān)系零電點PZC時，接觸角最大，潤濕性差，可浮性較好，接觸角變小，潤濕性變好，可浮性變差。⑵雙電層及電動電位對浮選的影響

①雙電層對藥劑在礦物表面吸附的影響：物理吸附是靜電吸附。化學吸附可產(chǎn)生特性吸附。

②礦物表面雙電層對礦物懸浮液絮凝和分散的影響：降低、壓縮電位，使礦物懸浮物絮凝---失穩(wěn)。升高、擴大雙電層，使礦物懸浮物分散---穩(wěn)定。

③雙電層對細泥在礦粒上面覆蓋的影響：細泥通常帶負電，礦粒帶正電，即可以被覆蓋。

④電動電位與浮選活性之間的關(guān)系：隨礦物電動電位降低，礦物的可浮性提高，浮選效果變好。可用藥劑與礦物作用前后電動電位差來評價礦物浮選活性的改變,ξ差越大，藥劑作用越好，浮選活性提高越大。

在等電點時,礦物表面吸附的捕收劑藥量最多,礦物的可浮性最好。⑤調(diào)節(jié)礦物表面電性可調(diào)節(jié)礦物表面的抑制或活化作用，從而實現(xiàn)多種混合礦物的浮選。硫化礦物無捕收劑浮選正是利用調(diào)節(jié)礦漿電位的方法來控制硫化礦物表面氧化還原反應(yīng)，使形成不同的親水疏水物質(zhì)，從而改變礦物的可浮性，實現(xiàn)彼此分離。思考題1、固體表面荷電的起因？2、雙電層中有哪幾種電位？3、等電點和零電點的定義？

4、電位曲線的變化有哪幾種？

5、雙電層及電動電位對浮選有哪幾種影響？

1.4氣泡的礦化過程一、氣泡的礦化過程概念氣泡集合體的一種過程。指礦漿中被浮目的礦物有選擇地向氣泡粘附，形成礦粒--

氣泡的礦化:顆粒附著在氣泡上的現(xiàn)象。

礦化氣泡：附著顆粒的氣泡。二、氣泡礦化的影響因素⑴影響因素：顆粒表面潤濕性；顆粒的粒度、密度、形狀、帶電狀態(tài)；氣泡尺寸及浮選槽內(nèi)液體動力學形態(tài)．

⑵實現(xiàn)浮選的過程組成：①接觸階段：礦粒在流動礦漿中以一定的速度和氣泡接近，并進行碰撞接觸；

②粘著階段：礦粒與氣泡接觸后，表面疏水的礦粒和氣泡之間的水化層逐漸變薄、破裂、在氣、固、液三相之間形成三相接觸周邊，實現(xiàn)礦粒與氣泡的附著；

③升浮階段：附著了礦粒的氣泡(即礦化氣泡)互相之間形成④泡沫層形成階段：最后形成穩(wěn)定泡沫層，并及時刮出。礦粒氣泡的聯(lián)合體，在氣泡上浮力的作用下進入泡沫層；⑶礦粒能否上浮的總概率計算：Ｐ＝Ｐc·Ｐa·Ｐn·Ｐs

P：礦粒進人泡沫產(chǎn)品的總概率

；

Ｐc：碰撞階段的碰撞概率與氣泡直徑、礦粒直徑、水流運動狀態(tài)及礦漿濃度有關(guān)。

Ｐa：粘著階段的粘著概率與礦粒表面疏水程度、碰撞速度及氣泡與礦粒的碰撞角度有關(guān)。

Ｐn

：升浮階段中的不脫落概率氣泡與礦粒粘著牢固程度有關(guān)。

Ｐs：泡沫層形成階段的穩(wěn)定性概率與氣泡壽命及氣泡與礦粒粘附牢固程。

氣泡礦化過程動態(tài)演示三、氣泡礦化形式（a）形成礦化尾殼（機械攪拌式浮選機）

（b）析出顆粒一微泡聯(lián)合體（減壓式浮選機）

（c）由若干微小氣泡和許多細小顆粒構(gòu)成氣絮團（噴射、旋流式浮選機）四、氣泡礦化過程的熱力學分析原理：熱力學第二定律

恒溫恒壓條件下，氣泡礦化行為發(fā)生后如系統(tǒng)自由能降低則過程

自發(fā)進行，反之，則不能自發(fā)進行。（a）礦粒附于氣泡前（b）礦粒附于氣泡后１、碰撞礦化體系自由能變化：假設(shè)：礦粒和氣泡附著面積為1個單位（1cm2）。附著前體系自由能：Ｗ１＝ＳＬＧσＬＧ＋ＳＳＬσＳＬ⑴浮選過程中，礦物作為吸附劑，氣體或溶劑作為吸附質(zhì)。

附著后體系自由能：Ｗ２＝（ＳＬＧ－１）σＬＧ＋（ＳＳＬ－１）σＳＬ＋σＳＧ·１自由能變化：△Ｗ＝Ｗ１－Ｗ２＝σＬＧ＋σＳＬ－σＳＧ＝σＬＧ（１－ＣＯＳθ）ＳＬＧ：氣泡在水中的表面積，

σＬＧ：水氣表面自由能；ＳＳＬ：礦粒在水中的表面積，

σＬＧ：固水界面自由能；△Ｗ：可浮性指標或粘附功２、結(jié)論：

通過分析，疏水礦物能與氣泡粘附，親水礦物不能。

３、討論：（1）δＬＧ值愈低，ΔE愈小，粘附可能性降低與實際有誤。（2）碰撞方法和流態(tài)也有影響。（3）接觸角的不確定性。（4）礦粒和氣泡的水化性的影響。

五、氣泡礦化過程的動力學分析

1、礦粒與氣泡的相互接近和碰撞

起因：浮選機的激烈攪拌，礦漿中的氣泡向上升浮和礦粒向

下沉降產(chǎn)生相界面間表面力場的作用。

影響碰撞幾率因素：被浮礦物數(shù)量、氣泡數(shù)量和表面積、攪拌

強度、礦化途徑及方式等。2、水化層薄化和破裂礦物表面和氣泡表面均有水化層，水化層薄化和破裂（或局

部破裂）需消耗一定的能量，引起整個自由能發(fā)生變化。

（1）強水化性礦物表面排除水化膜時，系統(tǒng)自由能增加。

（2）中等水化性礦物表面排除水化膜時，自由能變化復(fù)雜（常見）。

（3）弱水化性礦物排除水化層時，系統(tǒng)自由能的降低。礦粒向氣泡附著的過程，可分為a、b、c、d四個階段：

a階段：為礦粒與氣泡的互相接近，此時自由能變化不多，間距為h1；

b階段：是礦粒與氣泡的水化層接觸，要擠走水化層中的水分子，由b向c處推進時，就需要外界向體系做功，間距為h２；

c階段：水化膜的變薄或破裂，自由能減低，間距為h３；

d階段：礦粒與氣泡接觸。

3.氣泡礦化途徑：途徑：碰撞礦化、析出礦化。

①層流碰撞——通常將雷諾數(shù)小于103的流動稱為層流。

在混合區(qū)，碰撞屬于紊流碰撞。

在分離區(qū)和礦化運輸區(qū)中，碰撞屬于層流碰撞。

②湍流碰撞——通常將雷諾數(shù)小于104～106的流動稱為層流。

湍流碰撞發(fā)生在浮選機的攪拌混合區(qū)。

４、微泡析出附著浮選礦漿中析出的微泡均是在恒溫降壓條件下析出的。５、誘導(dǎo)時間和接觸時間誘導(dǎo)時間(感應(yīng)時間)：從碰撞到發(fā)生附著瞬間，完成水化層薄化、破裂、三相潤濕周邊的擴展以及顆粒穩(wěn)定地粘附于氣泡之上四個過程的時間。接觸時間：在顆粒和氣泡的附著中，顆粒和氣泡碰撞開始到顆粒從氣泡上脫落這段時間。附著的條件：誘導(dǎo)時間＜接觸時間。誘導(dǎo)時間影響因素：（1）浮選藥劑；（2）粒度大小；（3）氣泡的尺寸；（4）顆粒物理性質(zhì)（表面疏水性）。

六、泡沫層分析

1、兩相泡沫：氣相在液相中的一種分布形式，液相中的氣泡分散體浮升至液面穩(wěn)定聚集即成泡沫，沒有固相參與的泡沫。

特點：氣相體積遠大于液相體積，故