【采矿课件】实验九用电渗法测定矿物ζ电位.doc

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1、实验九 用电渗法测定矿物ζ电位一、目的要求    1．用电渗法测定石英、萤石对水的ζ电位；    2．观察电渗现象，了解电渗法实验技术。二、原理    矿物在溶液中，由于矿物表面离子在水中与极性水分子相互作用，发生溶解、解离或者吸附溶液中的某种离子，使表面带上电荷，带电的矿物表面又吸附溶液中的反离子，在固／液介面构成双电层。    在双电层中，决定矿物表面的离子叫定位离子，除此之外，吸附的离子为配衡离子．矿物表面双电层由定位离子层(内层)和配衡离子层(外层)组成。配衡离子层又分为两层，Stern层和Guoy层，Stern层内有两个面，即IHP(内赫

2、姆荷兹面)和OHP(外赫姆荷兹面)。在IHP以内的离子是部分或完全去水化的，吸附在表面很牢固，所以这一层又叫紧密层。在IHP和OHP两个面之间，离子是水化的，靠静电力吸附在矿物表面，在OHP面与溶液之间是所谓扩散层。当固体表面在溶液中相对移动时，Stern层将随固体一起移动，并由此引起动电现象。OHP面就是通常所指的滑动面，动电位是滑动面上的电位，也称之为ζ电位。    ζ电位的测定方法很多，如电泳、电渗、流动电位、电位滴定等。在外加电场的作用下，若溶液对矿物发生相对移动，称为电渗。通过溶液流动方向可以确定被测矿物带电符号(正电或负电)，并由液体流

3、动速度来确定矿物；电位的大小，其计算公式如下；                             (9－1)式中；ζ－矿物表面动电位（mV）；       V－电渗(液体移动)速度（格／秒）；    λ－被测矿物悬浮液电导率（ms）；    D－水的介电常数（D＝81）；    η－水的沾度（泊），（通常取η＝0.01），    I－外加电场的电流强度（mA）。三、仪器和试剂    1．电渗仪一台；    2．直流电源一台，    3．电导仪一台；    4．酸度计一台；    5．离心机一台；    6．秒表一个，    7．80—100目

4、石英和萤石矿粉若干。四、实验步骤    1．电渗仪的结构及安装电渗仪的结构如图9—1所示。首先将带刻度的毛细管6、U形样品管1盐桥和玻璃棒7用乳胶管按图9—1连接好，然后将盐桥2和电极5插入盛电介质溶液的烧杯3中，再把电极接到外加直流电源的接线柱上，仪器即安装完毕。图9-1 电渗装置1-U型管装填矿物颗粒，2-盐桥，3-电介质溶液，4-测定溶液，5-电极，6-带刻度的毛细管，7-玻璃棒    2．装样    从仪器上取下U型样品管1，清洗干净．称取2克样品(石英或萤石粉)置于一烧杯中，加50毫升蒸馏水润湿后并搅拌5分钟，静置后测定该矿浆体系的pH值

5、及电导率。将测过pH值和电导率的矿浆上部清液倒入另一烧杯中待用，下部的样品用吸管慢慢装入U型样品管内，把装好样品的U型管放入离心机中，开动离心机10分钟，借以压紧U型样品管内的试样，装样完毕。    3．测定    1）把装好试样的U型样品管接到仪器上，用待用的清液充满仪器的管道，并保证仪器的管道中不存在气泡，如果管道中有气泡，将玻璃棒7从乳胶管中拨出，再把气泡赶出，确认管道内无气泡存在后，把玻璃棒插入乳酸管内；    2）打开直流电源开关，调节电压表指示为220伏，同时读出毛细管中液体移动一定距离所需的时间。再利用直流电源上的换向开关改变电流方向

6、，记下I值和液体移动同上距离所需的时间。如此反复测定4次正、反向的电流强度I值下的V值，将每次测定得到的液体移动距离、时间和电流强度1值记入表9—1中，每次测定时，要注意液体的移动方向。表9—1 测定数据记录表试样名称测定次数开关方向 （上、下）毛细管中液体移动量（mL）测定时间 （秒）电流强度(mA)被测溶液电导率（ms）ζ电位值及符号（mV）备注毛细管中液体移动方向 1        2        3        4        平均         1        2        3        4        平均     

7、   五、数据处理    按式9－1计算出石英和萤石矿对水的ζ电位值，并确定其正、负号，将数据填入表9－1中。六、思考题    1、为什么在电渗仪测定矿物ζ电位过程中，仪器的管道中不能有气泡存在？    2、矿物对水的ζ电位值之正、负号说明什么？