DLVO理论及其在浮选中的应用
dlvo理论
dlvo理论DLVO理论是描述分散系统中粒子间相互作用的一个理论模型。
它由德比和黑克斯于1954年提出，被广泛用于解释和预测胶体粒子在溶液中的相互作用及其对分散系统稳定性的影响。
DLVO理论主要考虑两个相互竞争的力，即范德华力和重合力。
范德华力是由于电子云的波动引起的瞬时偶极矩产生的吸引力。
它的大小与粒子间的距离成反比，随着距离的增加迅速减小。
应用DLVO理论时，通常用Lennard-Jones势来近似描述范德华力。
重合力是由于带电粒子之间的电荷引起的排斥力。
它的大小与电荷的平方成反比，随着电荷的增加而增大。
重合力的计算通常使用库仑势。
DLVO理论假设胶体粒子在溶液中是均匀分布的，在它们之间不存在其他相互作用力。
实际上，除了范德华力和重合力以外，还存在其他相互作用力，如静电双层作用和浸润作用等。
这些相互作用力会对DLVO理论的适用范围和预测结果产生一定影响。
DLVO理论对于胶体稳定性的研究提供了基本的框架。
根据DLVO理论，当范德华力和重合力之间达到平衡时，胶体粒子处于稳定状态。
如果范德华力大于重合力，胶体粒子会聚集在一起；如果重合力大于范德华力，胶体粒子会分散。
然而，DLVO理论并不完全适用于所有的胶体系统。
因为在实际环境中，胶体粒子可能会存在表面改性、溶解度的变化、电荷中性化等因素的影响。
因此，为了更准确地描述胶体系统，研究者们不断对DLVO理论进行改进和修正，提出了许多扩展模型，如双层电位理论、施特恩-卡丹斯基方程等。
总之，DLVO理论是描述分散系统中粒子相互作用的重要理论模型。
它为胶体稳定性的研究提供了基本框架，但其适用范围有限，需要根据具体实际情况进行修正和改进。
通过不断的实验研究和理论探索，我们可以更好地理解和预测分散系统的行为，为相关领域的应用提供理论基础。
深入理解DLVO理论对于解决胶体系统中的分散问题和稳定性控制具有重要意义，并为相关领域的发展和应用提供了理论指导。
正因如此，在过去的几十年里，人们对DLVO理论进行了大量的研究和实验验证，并取得了丰富的研究成果。
煤泥水悬浮液体系中EDLVO理论及应用_郭玲香
的。
因此,在图4和图5的两条等ΔB线上,α值是相同的。
如改变P C的值做实验,当P C增大,α的值也相应增大。
由于P C变化不大,在一级近似上可视精矿率不变。
在这一推断下,曲线上各点所代表的处理量与其所内含的产量是成正比的。
本文以处理量为变量进行的分析和结论,同样应适用于以精产量为变量的情况。
即是说,在产品质量标准不变的前提下,以处理量为变量所得到的最佳参量配置就是以产量为变量所得到的最佳参量配置。
参考文献〔1〕 R.G erber and R.Birss,High Gradient Magnetic Separation, England Research Studies Press,1983〔2〕 Y.J.Yu,H.L.Nan etc,Feasibility study on kaolin clay pu2 rification and coal desulphurization by superconducting HGMS,Cryogenics》Vol.30,September Supplement1990,(收稿日期 1999年4月10日)〔作者简介〕南和礼 中国科学院电工研究所副研究员煤泥水悬浮液体系中EDL VO理论及应用郭玲香(太原理工大学・030024) 欧泽深(中国矿业大学・徐州 221008)胡明星(东南大学・上海 210000) 摘 要 阐述了EDLVO理论的基本原理,并计算了煤泥水悬浮液体系中颗粒间的作用能。
煤是天然疏水性矿物,煤粒表面间的疏水吸引力对颗粒的凝聚起主导作用。
计算结果表明:EDLVO理论综合考虑颗粒间的各种相互作用能,能够很好地说明细粒煤的凝聚与分散行为。
关键词 煤泥水 颗粒 相互作用 EDLVO理论EDL V O THEOR Y AN D ITS APPL ICATION IN COALSL URR Y SUSPENSIONGuo Lingxiang(Taiyuan University of Technology)Ou Zeshen(China University of Mining&Technology)Hu Mingxing(S outheast University)Abstract:Not only the basic principle of the EDLVO theory has been expounded,but also the every kind interaction of fine coal particles in coal slurry suspension is calculated in this paper.Coal has the character of nat2 ural hydrophobicity,and the hydrophobic interaction between particles is a decisive factor to the aggregation of particles in hydrophobic suspension.The calculated results show that only the EDLVO theory can explain suc2 cessfully the aggregation or dispersion of fine coal particles.K eyw ords:Coal slurry,Particle,Interaction,EDLVO theory 近十几年来,化学工作者发现在亲水或疏水胶体粒子间存在某种特殊的相互作用力,对胶体分散体系的稳定性起决定性作用,从而提出了EDLVO理论〔1〕。
溶胶的经典稳定理论——DLVO理论
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00-8-1 2
溶胶的经典稳定理论——DLVO理论
(3) 斥力势能, 吸力势能 以及总势能都随粒子间距离 的变化而变化, 且在某一距 离范围吸力占优势, 而在另 一距离范围斥力占优势. (4) 加入电解质对吸力势 能影响不大, 但对斥力势能 的影响却十分显著. 电解质 的加入会导致系统的总势能 发生很大的变化, 适当调整 电解质浓度, 可以得到相对 稳定的胶体.
00-8-1
扩散层未重叠, 两胶团 之间不产生斥力
扩散层重叠, 平衡破坏, 产 生渗透性斥力和静电斥力
1
溶胶的经典稳定理论——DLVO理论
两胶团扩散层重叠后, 破坏了扩散层中反离子的平衡分 布, 使重叠区反离子向未重叠区扩散, 导致渗透性斥力产生; 同时也破坏了双电层的静粒间存在的吸引力本质上仍具有范德 华吸引力的性质, 但这种吸引力的作用范围要比一般分子的 大千百倍之多, 故称其为远程范德华力. 远程范德华力势能与 粒子间距离的一次方或二次方成正比, 也可能是其它更复杂 的关系. (2) 胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能和吸力 势能的相对大小. 当粒子间斥力势能在数值上大于吸力势能, 而且足以阻止由于布朗运动使粒子相互碰撞而粘结时, 则胶 体处于相对稳定状态; 当吸力势能在数值上大于斥力势能, 粒 子将相互靠拢而发生聚沉. 调整两者的相对大小, 可以改变胶 体系统的稳定性.
E 斥 力 0 吸 力
c1 c3 c2
x
从电解质对胶体粒子势 能的影响看, 当电解质的浓度 或价数增加使溶胶发生聚沉 时, 所必须克服的势垒高度和 位置皆发生变化, 势垒高度随 电解质浓度增大而降低.
7
电解质浓度对胶粒势能的影响 00-8-1
溶胶的聚沉
胶体化学考点
胶体化学考点一、σ的定义：恒温恒压下，可逆地增加单位表面积，环境对体系所做的功，单位J〃m-2定义表面张力（σ）：单位长度液体表面的收缩力，单位N〃m-1（或mN〃m-1）表面过剩：表面浓度与体相浓度之差接触角：在固、l、g三相交界处，作l-g界面的切线，由此切线经液体内部与液固界面所成的夹角二、L ap l ace方程：三种特殊情况下的表达式1、曲面为球面，则R1=R2=R，ΔP=2σR2、曲面为柱面，则R1=R，R2=≦，ΔP=σ/R3、气泡存在两个g-l界面，且R1=R2=RΔP=4σ/R三、沾湿、浸湿、铺展，润湿过程的热力学判据，接触角判据。
•热力学判据沾湿 - Wa=σg-l(1+cosθ)≥0 θ≤180°浸湿 A=σg-l cosθ≥0 θ≤90°铺展 S=σg-l(cosθ-1)≥0 θ≤0°•接触角判据：通常真截将θ作为润湿与否的依据，θ>90°时，称为不润湿；θ<90°时，称为润湿；θ≤0°时（或不存在）铺展。
四、吸附等温线的类型类型Ⅰ：单分子层吸附，远低于P时，即吸满单分子层，P上升, 不再增加类型Ⅱ：S型吸附等温线（常见），低压下为单分子层，压力增加，产生多分子层吸附，图中B是低压下曲线的拐点，通常认为吸满了单分子层，B也即计算比表面的依据，如-195℃下氮在铁催化剂上的吸附。
类型Ⅲ：较少见，一开始即为多分子层吸附。
类型Ⅱ、Ⅲ在P→P0时，曲线趋于纵轴平行线的渐近线，表明产生了吸附质的凝聚，如低温下（-137.7～-58℃）溴在硅胶上的吸附。
类型Ⅳ：低压下产生单分层吸附，压力增加，吸附剂的孔隙结构中产生毛细凝聚，急剧上升，毛细孔中装满吸附质后, 不再上升。
如常温下，苯在硅胶上的吸附。
类型Ⅴ：低压下即产生多分子层吸附，压力增加，毛细凝聚五、单分子层吸附理论假设（1）被吸附分子间无作用力，因而分子脱附不受周围分子的影响。
微细粒级钛铁矿浮选中DLVO理论的应用
微细粒级钛铁矿浮选中DLVO理论的应用------钒钛物理化学之系列学术讲座原创邹建新教授等朱阳戈等采用DLVO理论对微细粒级钛铁矿浮选过程的凝聚、分散等进行了研究。
（1）DLVO理论DLVO理沦是解释胶体稳定性的理论，可用于计算矿物颗粒的相互作用机理。
该理论以胶体粒子问的相互吸引和相互排斥为基础，当粒子相互接近时，这两种相反的作用力就决定了胶体分散体系的稳定性。
若令V T D为胶体粒子间相互作用总能量，则：（2.17）式中V w为颗粒例范德华相互作用能，V E为颗粒问的静电相互作用能。
对于球形颗粒问的范德华作用能表达式为：（2.18）式中：A为Hamake常数，R1、R2分别为两种矿物颗粒的半径，H为颗粒的间距。
颗粒1和颗粒2在介质3中相互作用的Hamaker常数由下式给出：（2.19）对于半径分别为R l和R2的不同粒子间的静电相互作用能如下式：（2.20）其中：式中εa=ε0εr，ε0为真空中绝对介电常数8. 854x10-12C-2J-1m-1，εr 为分散介质的绝对介电常数，水介质的εr = 78 .5 C-2J-1m-1，则εa=6 .95x 10-10 C-2J-1m-1，φ01和φ02分别为两种矿物的表面电位，单位为v，H为两颗粒间距离，单位为nm，κ-1为Debye长度，单位为nm，代表双电层厚度，在298K时，对于1：1型电解质：（2.21）式中C为离子体积摩尔浓度mol·l-1。
假定C=10-3 mol·l-1，则K=0.104nm-1。
(2)扩展的DLVO理论由于在浮选体系中各种浮选药剂的存在，经典的DLVO理论不能圆满的解释浮选剂存在下矿物颗粒的聚集分散行为，甚至得出完全相反的结果。
EDLVO理论主要是在胶体分散体系中，在粒子间相互作用的DLVO理论所涉及的范德华力和静电力的基础上加上其他可能存在的各种相互作用力，即矿物粒子间相互作用总能量可由公式给出：（2.22）式中：V w为范德华力作用能，V E为静电力作用能，V HR为水化相互作用排斥能，V HA为疏水相互作用吸引能，V SR为空间稳定化作用能，V MA为磁吸引势能。
2010资源加工学试题
《资源加工学》考试试卷
姓名：班级：学号：计分：
(注意：请在答题纸上作答)
一、名词解释(共15分，每题3分，任选5题作答)
1.增溶作用
2.临界胶团浓度（CMC）
3.HLB值
4.DLVO理论
5.相比
二．简答论述题（40分）
1. 润湿现象中沾湿、铺展和浸润三种类型的区别和联系？（6分）
2. 简述半胶束吸附现象及其在浮选中的应用，并简述半胶束吸附与临界胶团浓
度有何区别与联系？（8分）
3. 异极性浮选捕收剂的结构有何特点？主要有哪些类型？（5分）
4. 大分子药剂的抑制、絮凝和分散机理分别是什么？（7分）
5. 什么是化学分选？它与物理分选和表面物理化学分选相比有何特点？具体适
用范围如何？（8分）
6. 影响浮选药剂性能的因素有哪些？捕收剂的亲固基团与矿物表面吸附遵循什
么原则？（6分）
三. 计算论述题（30分）
1. 某选矿厂药剂配置搅拌桶直径D为1.5m，标定有效药液配置高度为1.1m，
每次加入一桶W为100kg丁黄药。
设药液近似于水的密度1000kg/m3,求药液质量分数WB(重量浓度)。
（6分）
2、某一浮选试验试样重500g，磨矿时加水230ml，浮选时加浓度0.5%的黄药
8.5ml，添加每滴为5mg的松醇油4滴。
问这个实验的磨矿浓度（%）是多少？
黄药和松醇油的用量（单耗g/t）各多少？（6分）
3.计算C16H31SO4Na得HLB值，并说明其用途。
（6分）
4. 如何应用浮选电化学中的Eh-pH图来解释浮选作用机理？（12分）。
六偏磷酸钠在硫化铜镍矿浮选中的分散机理
1.2.5 显微镜下观测实验
实验。图 2 所示为 pH=9 时人工混合矿矿浆的显微照
称取 2 g 人工混合矿样品，加入一定浓度的六偏 片。黑色大颗粒为镍黄铁矿，浅色小颗粒为蛇纹石。
磷酸钠溶液并搅拌 5 min，在搅拌状态下用针管移取 由图 2 可知，不添加六偏磷酸钠时，蛇纹石颗粒聚集
少 量 矿 浆 滴 在 载 玻 片 上 ， 将 载 玻 片 置 于 Olympus 在一起，并与镍黄铁矿发生异相凝聚；添加六偏磷酸
1 实验
1.1 矿物样品与试剂 人工混合矿实验所用蛇纹石样品取自江苏东海，
镍黄铁矿样品取自甘肃金川。蛇纹石块矿经破碎手选 后用瓷球磨、搅拌磨磨细，得到蛇纹石单矿物样品； 金川特富矿经破碎手选后用瓷球磨磨细，经磁选后筛 分得到镍黄铁矿单矿物样品。两种单矿物样品经 X 射 线衍射分析和化学分析，其纯度均达 90%以上。表 1 所列为两种单矿物样品的粒度组成。
采用 Coulter Delsa440sx Zeta 电位分析仪进行 Zeta 电位测试。将单矿物样品细磨至粒径小于 2 μm 后，用高精度天平称取 30 mg 样品，放入烧杯中并加 入 50 mL 水，添加相关浮选药剂并搅拌 5 min，然后 放入样品池中进行 Zeta 电位测定，每个实验条件测量 3 次后取平均值。实验所用电解质为 1 mmol/L 的 KNO3 溶液。
Abstract: Through flotation tests, sedimentation experiments, zeta potential measurements, infrared spectroscopic analysis and observation under microscope, the effect of sodium hexametaphosphate (SHMP) on the flotation of copper-nickel sulphide was investigated, and the dispersive mechanism of sodium hexametaphosphate was studied. The results of tests on artificial mixed mineral show that the hetero-coagulation between pentlandite and serpentine decreases the flotation recovery of pentlandite, the sodium hexametaphosphate can fulfil the flotation separation of pentlandite and serpentine by promoting the dispersion of artificial mixed mineral. The flotation results of copper-nickel sulphide ores indicate that sodium hexametaphosphate can disperse pulp effectively. The qualified nickel concentrate products can be obtained by two roughing with total nickel recovery of 80.27%. The mechanisms demonstrate that the sodium hexametaphosphate adjusts the surface potential of serpentine through chemical adsorption and dissolving magnesium ions from serpentine surface, and then disperses pentlandite and serpentine. Key words: sodium hexametaphosphate; copper-nickel sulphide; serpentine; dispersion; flotation
胶体溶液稳定存在的DLVO理论
69胶体溶液，从本质上讲，是一个热力学不稳定的溶液系统。
这是因为胶体溶液本身是一个高度分散的溶液系统，表面的自由势能很大，因此其在存在的过程中，胶体溶液的表面自由能有自发减少的倾向，通过改变自身的物理及化学状况以达到总自由能最小的稳定状态。
如果胶体溶液的存在条件发生改变，就会对其的稳定性有显著的影响，甚至使其发生沉降和凝聚，从而变得不稳定。
因此，稳定性是胶体溶液的一个值得人们研究的性质。
其中DLVO理论是胶体理论中较为完善的理论基础。
DLVO理论所阐述的是胶体溶液中粒子之间的相互作用势能随着粒子之间的间距的变化曲线关系。
稳定存在的胶体溶液中的粒子之间，主要是由以下两个作用力相互制约：vander Waals引力和静电斥力。
前者趋向使胶体粒子吸引靠近并最终聚沉；而后者则是驱使胶体溶液稳定的最主要因素。
两种相互作用力的相对大小，是胶液是否稳定的决定性因素。
一、 vander Waals引力势能胶体溶液中，胶粒之间的vander Waals引力指的是两个相互作用的胶粒上任意两个分子之间的引力势能之和。
其表达式如下：12Ar V H=−（1-1）v a n d e r W a a l s 引力势能表达式（1-1）只适用于H << r的情况，其中：H为两个胶粒之间的最短距离，r为胶体溶液中粒子的半径。
式中的A称为Hamaker常数，在胶体溶液中，其数值的确定要相应的考虑分散介质对其的影响。
我们假设B为溶胶的分散介质，C代表胶体溶液中的粒子，则其聚沉的发生过程可用以下通式表达：BC BC BB CC+→+在这个聚沉的过程中，势能也同时发生了相应的变化：V = V 11+V 22-2V 12 （1-2）假设胶体溶液中的胶体粒子和分散介质，其自身相互之间的几何大小及物理条件是一致的，即H和r的值是相同的，则（1-2）也可写作下式：2121122122A A A A =+− （1-3）式（1-3）中的A212是考虑了分散介质影响后的常数，即有效Hamaker常数，其中下标中的2代表溶液中的胶体粒子，1代表胶体溶液所使用的分散介质，212所表示的意思是两个胶体粒子被分散介质隔开。
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DLVO理论及其在浮选中的应用
作者：张裕书， 闫武， 龚文琪
作者单位：张裕书(武汉理工大学资源环境工程学院,武汉 430070 中国地质科学院矿产综合利用研究所,成都 610041)， 闫武(中国地质科学院矿产综合利用研究所,成都 610041)， 龚文琪(武汉
理工大学资源环境工程学院,武汉 430070)
1.顾帼华.锁军.柳建设.钟素姣.GU Guo-hua.SUO Jun.LIU Jian-she.ZHONG Su-jiao黄铁矿微生物浸出体系中的表面热力学和扩展DLVO理论[期刊论文]-中国有色金属学报2006,16(8)
2.张明青.刘炯天.王永田.ZHANG Ming-qing.LIU Jiong-tian.WANG Yong-tian水质硬度对煤泥水中煤和高岭石颗粒分散行为的影响[期刊论文]-煤炭学报2008,33(9)
3.唐艳军.李友明.薛国新.TANG Yan-jun.LI You-ming.XUE Guo-xin改性纳米CaCO3分散体系稳定性和扩展DLVO理论[期刊论文]-中国造纸学报2010,25(2)
4.张波.刘洪来.Hu Ying.胡英带同种电荷胶体颗粒间的相互吸引[期刊论文]-化学进展2001,13(1)
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