矿物浮选第3章浮选的基本原理(1)教程

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1、浮选的基本原理（1）——矿物表面润湿性与浮选浮选课程1润湿性理论1.1润湿现象与润湿过程润湿理论浮选是利用各种矿物表面润湿性的差异来实现的；润湿涉及三个相，而且其中两个相为流体；矿物表面润湿性可以通过药剂作用来调节的。1润湿性理论1.1润湿现象与润湿过程上式中SG━固体-空气界面自由能;LG━水-空气界面自由能;SL━固体-水界面自由能。杨氏（Young）方程1润湿性理论1.1润湿现象与润湿过程三种基本的润湿现象(a)沾湿；(b)铺展；(c)浸湿1润湿性理论1.1润湿现象与润湿过程系统消失了固-气界面和水-气界面，新生成了固-

2、水界面单位面积上位能降低为：WSL=SG+LG-SL=-∆G(1)上式中SG━固体-空气界面自由能;LG━水-空气界面自由能;SL━固体-水界面自由能。如果SG+LG>SL，则位能的降低是正值，沾湿将会发生。a沾湿1润湿性理论1.1润湿现象与润湿过程系统消失了固-气界面，新生成了固-水界面和水-气界面单位面积上：W=SG-SL-LG=-∆G（2）若SG>SL+LG，水将排开空气而铺展，为了达到很好的润湿,须使LG和SL降低，而不降低SG。b铺展1润湿性理论1.1润湿现象与润湿过程系统消失了固-气界

3、面，新生成了固-水界面，单位面积上W=SG-SL（6-3）因此，自发浸没的必要条件是SG>SL，但这还不充分。因为固体进入水中必需通过气-水界面，这样就必须满足其他有关的条件。c浸没1润湿性理论1.1润湿现象与润湿过程c浸没使每个连续阶段成为可能的必要条件是：由阶段Ⅰ到阶段ⅡSG+LG>SL由阶段Ⅱ到阶段ⅢSG>SL由阶段Ⅲ到阶段ⅣSG>LG+SL如果第三阶段是可能的，则其他阶段亦皆可能。因此浸没润湿的主要条件是：SG-SL>LG所以浸没润湿与铺展润湿的条件相同。1润湿性理论1.2固体颗粒表面润湿性的度

4、量接触角可以标志固体表面的润湿性。如果固体表面形成的θ角很小，则称其为亲水性表面；反之，当θ角较大，则称其疏水性表面。θ角越大说明固体表面疏水性越强；θ角越小，则固体表面亲水性越强。1润湿性理论1.2固体颗粒表面润湿性的度量图a表示可以被水完全润湿的固体，水滴可沿整个表面展开，θ值近于零。图b表示，当θ<90°时，可被水润湿，属亲水性固体。图c、d，当θ≥90°时，此固体表面不易被水润湿，属于疏水性固体。图e所示当θ=180°，说明此固体表面不被水润湿，是绝对疏水的固体。1润湿性理论1.2固体颗粒表面润湿性的度量润湿功与润湿性水在固

5、体表面粘附润湿过程体系对外所能做的大功，称为润湿功WSL，亦称为粘附功。消失了固-气界面和水-气界面，新生成了固-水界面，单位面积上位能降低为：WSL=SG+LG-SL=-∆G=LG(1+cosθ)如果SG+LG>SL，则位能的降低是正值，沾湿将会发生。润湿功亦可定义为：将固-液接触自交界处拉开所需做的最小功。显然，WSL越大，即cosθ越大，则固-液界面结合越牢，固体表面亲水性越强。浮选中常将cosθ称为“润湿性”。杨氏（Young）方程1润湿性理论1.2固体颗粒表面润湿性的度量润湿功与润湿性浮选涉及的基本现象是,矿

6、粒粘附在空气泡上并被携带上浮。矿粒向气泡附着的过程是系统消失了固-水界面和水-气界面，新生成了固-气界面，即为铺展润湿的逆过程。该过程体系对外所做的最大功为粘着功WSG，则WSG=LG+SL-SG=-∆GWSG=LG（1-cosθ）WSG表征着矿粒与气泡粘着的牢固程度。显然，WSG越大，即（1-cosθ）越大，固体表面疏水性越强。1润湿性理论1.2固体颗粒表面润湿性的度量浮选涉及的基本现象是,矿粒粘附在空气泡上并被携带上浮。矿粒向气泡附着的过程是系统消失了固-水界面和水-气界面，新生成了固-气界面，即为铺展润湿的逆过程。该过

7、程体系对外所做的最大功为粘着功WSG，则WSG=LG+SL-SG=-∆GWSG=LG（1-cosθ）WSG表征着矿粒与气泡粘着的牢固程度。显然，WSG越大，即（1-cosθ）越大，固体表面疏水性越强。1润湿性理论1.2固体颗粒表面润湿性的度量粘着功与可浮性WSG表征着矿粒与气泡粘着的牢固程度。显然，WSG越大，即（1-cosθ）越大，则固-气界面结合越牢，固体表面疏水性越强。因此，浮选中常将（1-cosθ）称为“可浮性”。接触角θ、润湿性cosθ、可浮性（1-cosθ）均可用于度量固体颗粒表面的润湿性，且三者彼此之间是互相关

8、连的。当矿物完全亲水时，θ=0°，润湿性cosθ=1，可浮性（1-cosθ）=0。此时矿粒不会附着气泡上浮。当矿物疏水性增加时，接触角θ增大，润湿性cosθ减小，可浮性（1-cosθ）增大。1润湿性理论1.3润湿性与可浮性改变固体间表