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矿粒向气泡上附着的完成过程

发布日期:2017-04-12  来源:选矿技术网  浏览次数:4693

    矿粒与气泡接触并实现附着的过程,实质上是矿粒-气泡这一物质体质系表面自由能变化的过程。矿物表面自由能是矿粒物理化学组成和结晶结构产生的,气泡表面自由能则主要是由水化膜分子处于一种力的不平衡状态储备起来。按热力学第二定理,气泡和矿粒碰撞后,能否实现附着,关键在于矿粒表面与气泡表面自由能是否能够降低。

    在浮选过程中,由于浮选机叶轮的搅拌作用和矿粒下落引起的矿粒与气泡的碰撞与接触,当矿粒与气泡渐渐靠近时,首先是气泡表面的水化层和矿粒表面水层开始接触。(上图所示)OX1即为两层水化膜的厚度。此时,体系的界面能处于a点,欲使矿粒进一步靠近气泡,需通过外加打乱两层水膜里定向排列的水分子。可浮性矿粒在外加功的作用下,体系办面能可以上升至峰点b,水化层厚度减薄至OX2。此时,水化层中水分子的排列顺序已被打乱,必须重新排列,因此分子间的吸引力此时起主导作用,于是矿粒与气泡借自身的作用力相互靠近,水化膜很快变薄。体系界面越过能峰,从b点自动降至c点。矿粒与气泡间的距离移至OX3。至此,水化膜破裂,成为残余水化膜留在矿粒表面上,而矿粒与气泡紧密结合实现了附着。亲水性矿粒由于它的表面对水分子具有较强的亲合力,水层分子紧密牢固地附着在矿粒表面,其排列顺序即使在外动作用下也难以打乱。所以亲水性矿粒向气泡靠近时,体系界面能不断上升,如上图曲线I,过程不能自发进行,水化膜成为矿粒与气泡进一步靠近的障碍,所以亲水性矿粒难以附着在气泡上。
    由前所述,矿粒与气泡附着需要一定的时间,我们称该时间为附着时间,而矿粒与气泡碰撞又有一段碰撞接触时间。很明显,只有附着时间少于接触时间,矿粒才能实现与气泡的附着。附着时间愈短,附着速度愈愉,则矿粒随气泡上浮的可能性愈大。
    要使矿化气泡能上浮到矿浆上表面的泡沫层中,还要防止矿化气泡在上浮的过程中由于受到机械力的作用使矿粒从气泡上脱落。这就要求矿粒在气泡上附着要牢固,并具有一定强度。附着面积和接触角愈大,则矿粒在气泡上的附着强度愈大,矿粒就愈不容易从气泡上脱落。

 
 
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