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矿物表面的吸附
发表日期:2018/10/9       点击:646

浮选主要是用药剂调节矿物表面的可浮性,因此,研究浮选药剂在矿物表面的吸附十分重要。

吸附是液体或气体中某种物质在相界面上产生浓度增高或降低的现象。当向溶液中加入某种溶质后,使溶液表面自由能降低,并且表面层溶质的浓度大于溶液内部浓度,则称该溶质为表面活性物质(或表面活性剂)。这样的吸附称为正吸附。反之,如果加入溶质之后,使溶液的表面自由能升高,并且表面层的溶质浓度小于液体内部的浓度,则称该溶质为非表面活性物质(或非表面活性剂),这样的吸附称为浮吸附。反之,如果加入溶质之后,使溶液的表面自由能升高,并且表面层的溶质浓度小于液体内部的浓度,则称该溶质为非表面活性物质,这样的吸附为负吸附。

吸附界面有:固-液界面-液界面-液界面和固-气界面。

在一定温度下,当吸附达到平衡时,单位面积上所吸附的吸附质的摩尔数,称为在该条件下的吸附量,通常用T表示。对于固-液界面吸附,如药剂在矿物表面的吸附量有两种表示方法,一种用单位面积上吸附的药剂的摩尔数表示,称为吸附密度,单位为mol/;另一种用单位重量矿物吸附的药剂量表示,单位为mol/g或mg/g,一般认为前者比后者好,但需要测定矿物的表面积。

浮选是在气、液、固三相中进行的,因此,吸附是矿物,药剂、气泡相互作用的主要形式,伴随着整个浮选过程。例如,当向矿浆中加入药剂时,一些药剂(如捕收剂、调整剂)便吸附在固-液界面,直接影响矿物表面的物理化学性质,从而调节矿物的可浮性,实现矿物分选的目的。还有一些药剂(如起泡剂)吸附在气-液界面上,降低了液-气界面的自由能,防止气泡兼并破裂,提高气泡的稳定性和分散度,达到促进泡沫和矿物形成稳定矿化泡沫层的目的,是目的矿物得到有效回收。因此,研究吸附现象,对浮选理论的研究和指导浮选实践,都有着重要的意义。

浮选是个复杂的物理化学过程,存在几种界面,使用多种药剂,不同相界面上的吸附不同,不同药剂的吸附液不同,因此,吸附的类型较多,常遇到有以下几种。

(1)物理吸附。凡是有分子键力(范德华)引起的吸附称为物理吸附。物理吸附的特征是吸附质和矿物表面之间不发生电子转移和化学键的结合;物理吸附热效应小,无选择性,吸附速度快;吸附质易于从表面解吸,具有可逆性,吸附的分子或离子可以在矿物表面形成多层重叠。分子吸附、双电层扩散层吸附、半胶束吸附等均属于物理吸附。

(2)化学吸附。凡是由化学键力引起的吸附都称为化学吸附。发生化学吸附时,吸附质和矿物表面之间发生了化学键的结合,在矿物表面生成了溶解性化合物,但不形成独立的新相。化学吸附热效应大;具有很强的选择性;吸附速度慢;吸附牢固不易吸收。化学吸附是不可逆的,通常只是单层吸附。离子吸附、交换吸附(双电层内层吸附)、特性吸附等都属于化学吸附。

 

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