第一,固相
(1)浮选使固相(即各种矿物)与矿物晶体的断口分离时,必须先进行破碎和研磨,使矿石中的目标矿物达到或接近单体解离,获得泡沫浮选所需的合适粒度,才能有效进行浮选。矿物在破碎和研磨过程中,受到机械外力的作用,晶体中连接颗粒之间的一些键合力被破坏(“打断”),进而出现新的不规则的“断口”或相对光滑的“解离面”,统称为矿物晶体的断口。
解离面:严格沿某一结晶方向破碎成相对光滑的矿物表面。
裂隙:不沿某一晶向断裂而形成的凹凸不平的矿物表面。
影响断裂的因素:
1.内因,矿物的晶体结构,决定性因素,矿物破碎时,沿晶体结构中键合力最弱的面网断裂。
2.外部因素,即矿石破碎和磨矿所施加的外力的性质比例,力的大小和方向等。外力是复杂的。
(2)矿物晶体表面的不饱和键力
1、不饱和键力的来源和程度
组成矿物晶体的粒子不仅按照空的某种几何图形有序排列,而且顶点之间通过一定的键力相互连接。位于晶体表面和晶体内部的粒子处于不同的状态。均处于平衡状态,断口表面的颗粒具有不饱和键力,键力的不饱和过程因位置不同而有很大差异,表现出不同的吸附能力和作用活性。尤其是矿石经过破碎、细磨后,比表面积增大,形成的棱角增加更多,形成更多吸附其他物质的“活性中心”。矿石越细,吸附能力和作用活性越强。
2.矿物表面不饱和键力的类型及其与水分子的相互作用。
浮选工作者最关心的是矿物表面被水润湿的性质,这与矿物表面非饱和键力的类型有关。
(1)键合力强:共价键、离子键、金属键。
有了这种键,断口表面的颗粒具有很强的极性和化学活性,极性表面对偶极水分子有很强的吸引力,易被水润湿,亲水性强,自然可浮性差。这个表面是亲水的。自然漂浮性差。
(2)弱键合力:
断裂面上的不饱和键力主要是分子间力,称为低极性的非极性面。与偶极水分子的相互作用较弱,不容易被水润湿,因此具有疏水性,容易被气泡吸附,具有良好的自然可浮性。
第二,液相
(一)水分子的结构和基本性质
分子式:H2O
结构:三个原子核形成一个以两个质子为底的等腰三角形。氧的两个杂化轨道与氢结合形成两个正中心。
偶极:正负电荷中心相距较远,使得水分子具有很强的偶极矩。它是一种强极性分子。水分子被称为水偶极子。
基本属性:
水的密度在1℃和4℃时最高。4℃略高于冰点;
2.它具有高介电常数;
3.它具有高溶解度;对于极性物质。
4.电导率低,但对其他化合物有很大的电离能力;
5.缔合,形成氢键的特征。
(2)水对浮选过程的影响
1.水分子间的氢键缔合
由于水分子的极性结构,每个分子都可以通过氢键与相邻的水分子结合。所有这些特性都会影响浮选过程。
2.水分子与矿物表面的相互作用
水分子是强极性分子,即它们可以与极性表面相互作用。因此,矿物表面被水化或润湿,严重影响矿物与气泡的接触过程。
3.水的溶解度
水的溶解度在浮选过程中起着非常重要的作用,从而改变矿物表面的化学成分、界面电性和液相的化学成分,进而改变矿物在浮选过程中的行为。
溶解过程是一个复杂的过程,伴随着复杂的化学反应,所以要十分注意水对矿物的作用、水质以及离子对浮选的影响。
影响溶解的因素很多,比如液体中的离子成分、温度、颗粒大小等。
第三,气相
浮选中使用的气相主要是空气体,起载体作用。
空气体是一种混合物,典型的非极性物质,结构对称。易于与非极性表面结合。
空气体在浆液中的溶解度与压力、温度以及溶解在水中的其他物质的浓度有关。对于浮选来说,重要的是压力和溶解度之间的关系。
亨利定律:在一定温度下,混合气体中各组分的溶解度随其分压的增加而增加。
气泡在浮选中的作用:
1.载体作用:主要成分能主动吸附在矿物表面产生特殊作用,直接影响矿物颗粒的可浮性。
2.活化剂的作用:最活跃的是氧气。