浮选配位化学原理
西南科技大学第二章 浮选基本原理
§ 1.3.3 矿物的解离
矿石破碎时，矿物沿脆弱面(如裂缝、解理面、晶格间含杂 质区等)裂开，戒沿应力集中部位断裂。具体来说对于矿物晶体 叐到外力作用破碎时，主要沿着晶体结构内键合力最弱的面网 乊间収生断裂，如：
空气主要由下列元素组成： N2 、O2 、CO2 、 Ar、 H2O（水蒸汽，发化的）。
其中：N2占到约78.1 %，O2占约20.96%，也就是说空 气主要由N2和O2组成。空气中分子之间引力很小，质点呈 丌规则运动，空气分子之间主要是色散力。
CO2分子的空间结构是直线性，O＝C＝O，结 构对称，两个C＝O键的极性完全抵消，使整个分
类质同象置换必须具备的条件：
原子或离子互相交换叏代，其半徂必须接近。互相叏代 的两种原子戒离子的半徂比<15%。（这是由几何因素决 定的，大的离子丌可能迚入晶格中比它更小的空间位置 中。） 离子的极化性质相近，即离子的外层电子结构相近。 （如Na+和Cu+的离子半徂相同，但丌能互相叏代，其原因 是两者的外层电子结构丌一样。） 离子的电价相近。（低电价易被高电价置换，如Pb2+置 换K+,Al3+置换Si4+。）
类质同象置换的特点：
矿物晶形外表没有収生改发，但表面性质和可浮性 均収生改发。
如闪锌矿sphalerite中Zn2+被Cu2+置换时，其浮游性被活化； 而当闪锌矿sphalerite中Zn2+被Fe2+置换时，矿物可浮性则
第一章 浮选基本原理
第一章浮选基本原理1.1概述一、浮选及浮过程（1）浮选浮游选矿又名浮选，它是根据矿物表面物理化学性质的不同，对细粒矿物进行分选的方法。
浮选的对象：物料粒度细，粒度和密度作用小，重选方法难以分离的矿物；磁性和电性差别不大难以用磁选和电选分离的矿物。
浮选过程：在气、液、固三相体系中完成的复杂的物理化学过程。
其实是疏水的有用矿物粘附在气泡上，亲水的脉石矿物留在水中，从而实现，从而实现彼此分离。
（2）浮选过程①磨矿：先将矿石磨细，使有用矿物与其他矿物或脉石矿物分离②调浆加药：调节矿浆浓度，加入浮选药剂，以提高浮选效率③浮选分离：矿浆在浮选机中充分浮选，完成矿物的分选④产品处理：主要是脱水固体细颗粒和水混合形成矿浆磨矿调浆，加药充气浮选精矿尾矿二、浮选发展简介在古老的金银淘洗加工过程中，人们已认识到利用矿物的天然疏水性或亲水性（亲油性）的不同来提纯矿物原料。
浮选作为一种工业规模的选圹方法出现，在国外大约是在19世纪末叶。
在我国，解放前只有少数几座有色金属和石墨浮选厂。
大部分分布在东北和安徽。
１、全油浮选法根据各种矿物亲油性及亲水性的不同，加大量油类与矿浆搅拌，然后将粘附于油层中的亲油矿物刮去，面亲水性的矿物仍留在矿浆中，从而达到分离矿物的目的。
――早期工业浮选的先驱。
２、表层浮选法在工业上的应用出现于1892年，将磨矿干粉小心轻轻撒布在流动的水流表面，疏水性矿物不易被水润湿依靠表面张力面漂浮水面上，聚集成薄层，成为精矿；易被水润湿的亲水性脉石流入水中作为废弃尾矿排出。
３、泡沫浮选法1877年出现选别石墨的泡沫浮选专利，水煮沸水蒸气气泡。
1886年出现化学法产生气泡进行浮选专利，气泡作为载体。
20世纪初，出现原始的泡沫浮选法，使浮选法向前推进一步，并出现了许多形式的泡沫浮选法。
（1）气体浮选法（2）电解浮选法（3）真空浮选法（4）正压力浮选法（5）机械充气搅拌浮选法４、药剂在浮选法发展过程中的作用在浮选法发展过程中，药剂的应用和发展起了巨大的作用。
浮选
★ 空气的性质
空气为典型的非极性矿物，具有对称结构，易于 与非极性表面结合。分选时可优先与疏水表面附着。
7.1 浮选基本原理
一、润湿性与可浮性
浮选发生在固－液－气三相界面 ☆ 润湿现象 ： 亲水性矿物：干净的玻璃（石英） 疏水性矿物：石墨
左 左 右 疏水性增强 右 亲水性减弱
界面性质
矿物表面润湿现象
7.2 浮选基本原理
一、润湿性与可浮性
★ 润湿性：物体表面被水润湿的程度。
三相接触周边
气泡在水中与矿物表面接触的平衡关系
（3）黄药捕收机理 化学假说、吸附假说(离子吸附,分子吸附)
B 黄铁矿
从热力学推断，黄药与黄铁矿作用在有氧的情况下， 双黄药是稳定产物。电化学反应动力学也显示形成双黄药 的快速反应。与方铅矿不同，正常浮选条件下，黄铁矿与 黄药反应产物主要是双黄药。 同时，黄铁矿表面还有少量黄原酸铁
常用黄药有C2H5乙黄药、异丙黄药(
CH3 )2CH
丁黄药C4H9 2)黄药性质 淡黄色粉剂，常因含有杂质而颜色较深，相对密度 1.3～1.7，具有刺激性臭味,易溶于水.使用时配成1％ 的溶液；用量50～100g/t
（1）黄药解离、水解和分解
ROCSSNa ROCSS Na ROCSS H 2O ROCSSH OH ROCSSH ROH CS 2
亲固基一般为黄原酸基、二硫代磷酸基和二硫代氨基甲 酸基
矿物浮选浮选的基本原理
浮选的基本原理（2）
——矿物表面电性
1 矿物表面电性起源
?离子的优先溶解
? 离子的吸附或解离 CaWO 4 ＋Ｈ２Ｏ
ＷＯ２－ ４
CaWO 4
ＷＯ２－ ４
Ca 2+
1 矿物表面电性起源
晶格离子取代
2 双电层结构及电位
2.1 双电层结构
?双电层紧密层:配衡离子受 定位离子的静电作用 ,在矿 物表面形成的单层吸附层
2 双电层结构及电位
2.1 双电层结构
表面电位（ψ 0）-颗粒表面与溶液之间的电位差。荷电的矿物表面与溶液之 间的电位差。对于导体与半导体，制成电极可以测定。
设矿物MA在水溶液中处于平衡，各组分在表面与溶液的化学
位应相等，对于正定位离子有： ?s,? ? ?b,?
?o s,?
?
RTlnas,?
?
nF?s
?零电点：荷电矿物表面与溶液之间的电位差为零时， Φ 0=0，溶 液中定位离子活度的负对数值定义为PZC(Point of zero charge) 。
?等电点：无特性吸附时，动电位（ ζ）为零时，溶液中定位离子 活度的负对数值定义为IEP （Isoelectric point) 。
?动电位（ζ）容易测定，在浮选中很重要，无特性吸附时， Φ 0=0时， ζ=0，所以用测定IEP 来确定PZC 。
2 双电层结构及电位
2.1 双电层结构
例1：
已知石英的pH PZC =1.8，计算pH=1.0 和7.0时，表面电位大小。
解：由（6-22）式，当pH=1.0 时，
? 0 ? 0.059?1.8 ? 1.0?? 0.047?V?? 47mV
当pH=7.0 时，
浮选的原理
浮选的原理
浮选是一种重要的矿物分离方法，广泛应用于金属矿山和选矿厂。
它利用矿物
与气泡在水中的不同亲和性来实现矿物的分离，是一种高效、简便的分离方法。
下面将详细介绍浮选的原理。
首先，浮选的原理基于矿物表面的亲水性和疏水性。
在浮选过程中，矿物表面
会吸附上一层水分子，形成亲水膜，使矿物颗粒具有一定的亲水性。
而气泡在水中的接触角较大，具有疏水性。
当气泡通过搅拌或者其他方式被引入矿浆中时，矿物颗粒表面的亲水膜会受到破坏，使得疏水性增强，从而使矿物颗粒与气泡发生接触并附着在气泡表面。
其次，浮选的原理还涉及气泡与矿物颗粒的附着力和浮力。
气泡在矿浆中运动时，会与矿物颗粒发生碰撞，并在碰撞过程中形成气泡与矿物颗粒之间的附着力。
这种附着力取决于气泡和矿物颗粒表面的性质，以及气泡和矿浆中其他物质的存在情况。
同时，气泡在矿浆中的上升运动会产生浮力，将附着在气泡表面的矿物颗粒一起向上带出，实现矿物的分离。
最后，浮选的原理还包括气泡的稳定性和矿浆的搅拌。
在浮选过程中，气泡需
要保持一定的稳定性，以确保能够有效地与矿物颗粒发生附着并带出。
而矿浆的搅拌则能够保持矿物颗粒的分散状态，使得气泡能够充分与矿物颗粒接触，提高浮选效果。
综上所述，浮选的原理是基于矿物表面的亲水性和疏水性，利用气泡与矿物颗
粒的附着力和浮力，通过气泡的稳定性和矿浆的搅拌来实现矿物的分离。
浮选作为一种重要的矿物分离方法，在矿业生产中具有广泛的应用前景，对于提高矿石品位、降低生产成本具有重要意义。
用四氯化碳做浮选的原理
用四氯化碳做浮选的原理四氯化碳（化学式CCl4）是一种无色无味的有机化合物，它在浮选中被广泛应用。
浮选是一种物质分离和提取的方法，它基于不同物质在液体中的相对密度差异，通过气泡附着在目标物质上，使其浮到液体表面，从而实现分离和提取。
浮选工艺在矿业、冶金、化工等领域都有广泛应用，如矿石提纯和尾矿处理等。
四氯化碳作为浮选剂，在浮选过程中发挥重要作用。
以下是四氯化碳浮选的原理及其应用的详细分析。
四氯化碳浮选的原理主要涉及以下几个方面：1.四氯化碳的物化性质：四氯化碳是一种具有一定悬浮性和增稠能力的液体。
它具有较高的密度和粘度，因此在浮选过程中能够形成较为稳定的悬浮液。
同时，四氯化碳具有较高的表面张力，使得气泡在其表面形成和稳定，从而提供了气泡附着的基础条件。
2.气泡生成和附着：四氯化碳通过加入浮选剂来生成和稳定气泡。
浮选剂通常是乙酸金（CH3COOK）、黄原胶等。
在浮选过程中，乙酸金与黄原胶等浮选剂与四氯化碳反应生成乳酸金，乳酸金在固态表面形成稳定的氧化金芬胶体，氧化金芬胶体在固态表面的存在使其具有较好的气泡稳定性。
同时，四氯化碳还可以吸附在矿石颗粒表面，增加矿石颗粒与气泡之间的接触面积，促进气泡与目标物质的附着。
3.气泡上升与颗粒浮选：在浮选过程中，浮选剂产生的气泡在液体中上升，并在矿石颗粒表面附着。
这主要是通过浮选剂中的表面活性剂降低气泡表面的表面张力，使气泡能够保持稳定，并与矿石颗粒接触。
当气泡与矿石颗粒接触时，气泡表面的浮选剂分子会吸附在矿石颗粒表面，形成气泡上的浮选剂膜。
这使得矿石颗粒变得亲水，从而使其与水相分离。
在气泡的作用下，矿石颗粒浮到液体表面，从而实现矿石的分离和提取。
四氯化碳浮选在矿石提纯和尾矿处理等方面有广泛应用。
在矿石提纯中，通过加入适量的四氯化碳浮选剂，形成稳定的浮选体系，使有价矿物（如铜、铅、锌等）与非有价矿物分离。
在尾矿处理中，四氯化碳浮选能够将有价组分从尾矿中提取出来，实现资源的再利用和矿山环境的治理。
（经典知识）浮选—调整剂的原理、作用及分类
（经典知识）浮选—调整剂的原理、作用及分类pH调节剂、抑制剂、活化剂、絮凝剂、分散剂通称调整剂。
总起说来，浮选药剂可分为捕收剂、起泡剂、调整剂三大类。
在选矿过程中，利用矿物天然疏水性的不同，从磨矿分级溢流矿浆中浮选出矿物的富集过程称之为浮选。
在浮选作业中为使磨细矿石的各种矿物能有效的分离，必须经过药剂处理，并且在矿浆中加以搅拌、充气，易于与气泡粘附的矿物随气泡上浮，不与气泡粘附的矿物留在矿浆中，达到矿物富集的目的。
在浮选工艺中所使用的各种药剂，总称为浮选药剂，在浮选药剂中除捕收剂和起泡剂外，都称为调整剂。
调整剂的作用是：调整捕收剂与矿物的作用，促进或抑制矿物的可浮性;调节矿浆的酸碱度及离子的组成。
按调整剂的作用效果分类，大致可分为pH调节剂、活化剂、抑制剂、分散剂，絮凝剂等。
一、pH调节剂(一)pH调节剂有：石灰、碳酸钠、硫酸、二氧化硫、苛性钠等。
1、石灰：石灰石(CaCO3)在1200℃高温条件下锻烧分解为生石灰(CaO)与二氧化碳，生石灰简称为石灰，生石灰易于吸水成为熟石灰(Ca(OH)2)。
熟石灰为白色粉状物质，不易溶解于水中，在浮选作业中通常直接添加到球磨机或者浮选前的搅拌槽中，也可以在搅拌中用水调成石灰乳，然后加入浮选机中，氢氧化钙是强碱，溶于水中的氢氧化钙完全电离，使溶液呈强碱性。
石灰是最便宜的矿浆pH调整剂，在多金属硫化矿床中，采用优先浮选时，常用石灰提高矿浆pH值，使黄铁矿受到抑制。
石灰是黄铁矿很典型的抑制剂，一般的说有的黄铁矿可以在弱酸性矿浆中浮选，有的也可以在中性或碱性矿浆中浮选。
黄铁矿表面氧化后，当pH大于7时就浮不好。
加入石灰黄铁矿便受到抑制。
石灰抑制黄铁矿原因是在矿物表面生成Fe(OH)2和Fe(OH)3的亲水薄膜。
被石灰抑制的黄铁矿，可以用碳酸钠和硫酸铜，或者加入硫酸将矿浆pH值调至6-7，黄铁矿就可以再浮选。
2、碳酸钠：苏打的学名叫碳酸钠，工业上叫纯碱，是一种弱酸强碱盐，无色固体，易溶于水。
浮选基本原理PPT46页
表1所列θ值与实际浮选的可浮性次 序大致相当，故通过对矿物θ值的 测定与研究，即可掌握各个矿物的 可浮性，由表1也可知，大部分矿物 是亲水的，只有少部分为天然疏水 的。
一般地， θ＞700 θ＝60－700 θ＜600
矿物天然可浮性好 矿物天然可浮性中等 矿物天然可浮性差
亲水性矿物：θ小，比较难浮 疏水性矿物：θ大，比较易浮
对具有层状结构的硅酸盐矿物，层间 有些情况（取代离子）下，暴露出离子键。
因为在硅酸盐四面体中，Ｓｉ４＋易被Ａｌ３＋ 所取代，这是因为Ａｌ３＋大小与Ｓｉ４＋相近， 性质也相似，因而浮选时经常遇到铝硅酸盐矿 物，四面体Ａｌ｜Ｓｉ取代比例影响解理面的 性质。因为Ａｌ３＋比Ｓｉ４＋少一个正价，因 此一个Ｓｉ４＋如被Ａｌ３＋取代，就必须同时 引进一个一价的阳离子，才能保持电中性，就 成为自然界中常见的钾长石或钠长石ＫＡｌＳ ｉ３Ｏ８或ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８），这时矿物的 断裂面就较复杂。
(2)缺陷排列和构造残缺
ａ．缺陷排列：晶体中的有些原子（或 离子）不按同期规律性排列，主要有空 位或者挤到晶格的孔隙中去，（间隙离 子缺陷）此外还有异类离子取代晶格中 本类离子，此时晶格中离子在正常位置 但其电荷异常。
ｂ．构造缺陷：有位错和镶嵌结构两种 类型
位错――相对正常结点位置，晶体的一 部分原子（或离子）发生位移，分为边 缘位错和螺旋位错。
浮选基本原理
浮选的基本原理
第一节 矿物表面的润湿性与可浮性 第二节 矿物的组成结构与可浮性 第三节 矿物表面的电性与可浮性 第四节 矿物表面的吸附 第五节 矿粒的分散与聚集 第六节 浮选速率
θ是反映矿物表面亲水性与疏 水性强弱程度的一个物理量。 成为衡量润湿程度的尺度， 它既能反映矿物的表面性质 又可作为评定矿物可浮性的 一种指标。
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浮选配位化学原理
浮选（flotation）是通过气泡粘附和固体颗粒的浮力差异来实现固
液分离的一种常用方法。
它广泛应用于矿石选矿、废物处理和水处理等方面。
浮选配位化学原理是指利用配体与金属离子形成络合物的特性来促进
和控制浮选过程。
在浮选配位化学原理中，配体通常是有机化合物，其中
的官能团可以与金属离子形成配位键。
浮选配位化学原理的基本原理是利用配位化合物与金属离子形成稳定
的络合物。
在浮选过程中，首先向浮选槽中加入浮选药剂，这些药剂通常
是含有配体的有机化合物。
然后，在药剂溶液中，金属离子会与配体发生
配位反应，形成金属配合物。
这些金属配合物具有不同的稳定性和亲水性，从而产生不同的浮选效果。
浮选配位化学主要包括两个方面的反应，即配体与金属离子的络合反
应和金属离子与气泡的附着反应。
配位反应常常通过Lewis酸碱反应来实现。
在浮选过程中，配体的化学结构可以通过改变官能团的种类和位置来
调整其与金属离子的配位能力。
同时，药剂的浓度和pH值等条件也会对
配位反应产生影响。
在金属离子与气泡的附着反应中，配合物的稳定性和亲水性起着重要
的作用。
通常情况下，金属配合物的稳定性越高，其与气泡的附着程度也
越好。
而亲水性较高的金属配合物则更容易被水包围，从而减少与气泡的
附着。
因此，在浮选过程中，需要选择适当的配位药剂和浓度，以获得最
佳的选择性和浮选效果。
浮选配位化学原理在矿石选矿中具有重要的应用价值。
通过调整配位
药剂的种类和浓度，可以实现对不同矿石中金属矿物的选择性浮选。
例如，
在铜矿选矿中，常使用含硫化物配体的浮选药剂来促使铜离子与气泡发生附着，从而实现铜矿的浮选。
而对于含铁矿石，则可以通过选择合适的配体和调整溶液条件来降低铁矿物的浮选效果，实现对其他金属矿物的选择性浮选。
除了矿石选矿，浮选配位化学原理还在废物处理和水处理等领域得到了应用。
例如，在废水处理中，可以利用配位药剂与废水中的重金属离子发生配位反应，并通过气泡浮选的方式将其从废水中分离出来，以达到处理废水的目的。
同样地，浮选配位化学原理也可以用于固体废物的处理，通过控制配位反应和气泡附着，将固体废物中的有用组分分离出来，以实现资源回收和废物减量的目标。
总结起来，浮选配位化学原理是一种利用配位化合物的特性促进和控制浮选过程的方法。
它通过配体与金属离子的配位反应和金属离子与气泡的附着反应，实现对固液分离的控制。
浮选配位化学原理在矿石选矿、废物处理和水处理等领域具有广泛的应用前景，可以实现资源回收和环境保护的目标。