浮选中--起泡剂的应用及注意

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:677

        一、浮选对起泡剂的要求及其分类
       1.浮选泡沫及起泡剂的概念: 
在异极性表面活性物质存在的纯水,矿浆中充气形成细小和比较坚韧的气泡或泡沫,气泡上浮到水面形成具有一定稳定性的细小气泡聚集层,此层为泡沫层。 
        两相泡沫:由气、液两相形成的泡沫。 
        三相泡沫:由气、液、固三相形成的泡沫,或称矿化泡沫矿化气泡。 
         起泡剂:能促使在介质中形成大量大小适宜和具有一定稳定性泡沫的物质。 
         种类(具有起泡性能):醇、酚、酮、醛、醚、酯、酸等有机异极性表面活性物质。 
         2.对起泡剂的要求及其应具备的条件 
      (1)起泡剂一般应是具有适宜结构的有机异极性表面活性物质,起泡性能决定于极性基和非极性烃基的性质。 
        a 极性基: 
        最好:-OH(羟基)、 醚基,两类极性基是理想的极性基团水化作用强,无捕收作用,PH值影响小。其它,-COOH、-NH2(氨基)、-SO3H(磺酸基等)起泡能力强,亲固性强,PH值影响大。
        b 非极性基: 
        起泡剂是以整个分子发挥起泡作用的。 
        理论上非极性基可由任何一种类型的烃基构成,但烃基长度、分子量、结构类型属性对起泡性能均有影响。 
        c 极性基:非极性基与起泡性能的关系(后一节讲述)。 
      (2)在矿浆中要有适当的溶解度。 
        a 溶解度大:在气液界面吸附少,甚至不具有起泡性能,起泡速度快,气泡脆,泡沫层结构疏松,用量大,H3COH 、 H3CH2COH。 
        b 溶解度小:滞留矿浆表面,起泡速度慢,泡沫结构致密,气泡寿命长,浮选过程难以控制。 
        c 适当溶解度:C4~C10脂肪醇,最理想C5~C8。
      (3)对矿物无捕收作用。 
      (4)对矿浆PH值的变化及矿浆中其它组分有较强的适应性。 
      (5)用量少,无毒和不污染环境。 
        3.起泡剂的分类 
     (1)根据药剂来源分类: 
       A、天然产物提取:松油,樟脑油; 
       B、焦工业副产品提取:甲醇,吡啶; 
       C、人式合成,醇,醚,醇醚类。 
    (2)根据分子结构特点分类: 
      A、非离子性(醇、醚醇、醚类、酯类); 
      B、离子型(酚类、重吡啶、烃基磺酸(硫酸)盐、羧酸及其皂类、 胺类)。 
     二、起泡剂的作用及作用机理 
     1.降低气液界面的张力,改盖气泡的分散度。 
  (1)δAW与起泡能力的关系
    在外界消耗功相同的情况下,δAW降低,空气流被分割易于形成气泡,生成更多的利于分选的气液界面。
    两者的关系如下图:

 

       结论: 
       A、泡和状态不能形成稳定的泡沫层,实际生产中远低于C点值; 
       B、起泡能力大小不大小不完全取决于表面张力降低的绝对值。 
    (2)改善气泡的分散度 
      在充气量一定V,气泡直径越小,气液分选界面面积越大,气泡在分选空间内分散度越高,对分选有利。 
对气泡尺寸的要求:根据分选对上浮力和升浮速度要求确定气泡尺寸,在清水中无起泡剂,生成气泡直径4~5mm,有起泡剂时气泡直径0.8~1mm。 
      现代理论研究表明:微泡对浮选过程有强化作用。

     

        2.阻碍或减轻气泡的相互兼并(灭)。 
      (1)气泡兼并(灭)的原因: 
        脱水作用: 
        重力作用:泡沫层中水下泄; 
      蒸发作用:泡沫层表层水蒸发; 
      张力作用: △Px= -2δ/R<0 
      在普兰台界边区:△Py=0 
       B、毛细压力作用:相邻气泡直径不同毛细压力P不同。 气泡向大泡浸透,而被大气泡所兼并。 
      (2)作用机理 
       A、表面活性剂在液面界面的定向排列,形成水化膜,阻碍水的流泄和蒸发,提高气泡寿命。 
       B、电性作用:同种电性相斥,接近难。 
       3、增大气泡的机械强度,提高气泡的稳定性。 
      气泡在受到外力作用时,局部变形,表面积增大,变形区起泡剂浓度降低,张力增大,使气泡恢复原形。 
      4、降低气泡在矿浆中的升浮速度。 
   (1)原因:A、升浮气泡的开形状 
     无起泡剂时:椭圆形,鱼体形 
     有起泡剂时:圆形 
     B、水偶极子内聚吸引力作用; 
     C、气泡直径小,升浮力和速度降低。 
   (2)作用:A、增大气泡与矿粒碰撞机率; 
    B、减少碰撞动能; 
    C、减小矿化气泡振动,抖动,降低脱落几率。 
     三、起泡剂的作用形成 
     1.单纯起泡剂的作用; 
      2.起泡剂与捕收剂的共吸附作用。 
     四、泡沫层的稳定性 
     1.两相泡沫层的不稳定性 
      2.三相泡沫的稳定性 
     (1)矿粒的装甲作用; 
     (2)药剂作用,起泡剂与捕收的共吸附作用; 
     (3)矿粒形状及大小的影响。 
       3.二次富集作用 
      五、起泡剂的组成与结构对起泡性能的影响 
      1.极性基对起泡性能的影响 
     (1)影响溶解度; 
     (2)影响解离度; 
    (3)水化作用的影响。 
      2.非极性基对起泡性能的影响 
    (1)碳链长度 ; 
     (2)非极性基性质,结构性质,饱和程度,链的形式。

标签: 浮选
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