吸附现象

1.概念：
       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。
       正吸附：当加入某种物质后，使溶液表面能降低，表面层溶质的浓度大于溶液内部的浓度，浓度增高现象。这种物质称为表面活性剂。
       负吸附：当加入某种物质后，使溶液表面能增高，表面层溶质的浓度小于溶液内部的浓度，浓度降低现象。这种物质称为非表面活性剂。
       吸附量：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，常用“Γ”表示。
       2.意义：
       吸附是浮过程中，相间相互作用的一种主要形式，此外还有吸收，粘附和多相化学反应。研究浮选过程中的吸附现象，对探索浮选理论和指导浮选实践均有重要意义。
       二、吸附类型：
       吸附分为物理吸附和化学吸附。两者区别：吸附基面上的化学质点与吸附质之间是否发生化学键的结合。凡由化学键力引起的吸附称为化学吸附；凡由分子键力引起的吸附称为物理吸附。
       物理吸附：分子吸附，双电层扩散层吸附，半胶半吸附。
       化学吸附：离子吸附，双电层内层吸附和特性吸附。
       1.分子吸附:溶液中被溶解的溶质,
       以分子形式吸附到固---液，气---液等相界面上，称为分子吸附。吸附的结果不改变矿物表面电性。
       2.离子吸附：溶质离子在矿物表面吸附，称为离子吸附。
       （1）定位吸附：定位离子在定位层发生的吸附，具有强的选择性和无取代性，结果改变电性。
       （2）交换吸附：一种离子交换矿物表面的另一种离子而吸附在矿物表面上。
       定位吸附和交换吸附经常同时发生，常在矿物表面生成不溶性盐类，可以改变矿物表面的电性（包括数量和符号）。
       3.双电层的吸附：
       （1）双电层内层吸附----定位吸附
       （2）双电层外层吸附：
       紧密层吸附：静电力、范德华力和化学键力。
       扩散层吸附：静电力。
       4.半胶束吸附：长烃链非极性端在范德华力的作用下，发生缔合作用，形成类似胶体的结构。
       5.特性吸附：双电层吸附中除静电吸附以外的吸附。对溶液中某种组分有特殊的亲合力。
       三、气---液界面的吸附现象
       起泡剂是一种表面活性物质，在气---液界面上呈单分子层定向吸附分子中非极性基透过界面穿过气相，而极性基留在液体中。
       非极性基以范德华力相互作用，极性基互相排斥，又与水偶极子相互吸引。
       吸附方程（自学），服从吉布斯吸附方程。
       四、固---液界面的吸附现象
       1.影响因素 
       （1）吸附剂、吸附质的结构、性质和相互接触的活性质点数。
       浮选过程中，矿物作力吸附剂，气体或溶剂作为吸附质。
       规律：A、极性吸附剂易吸附吸性吸附质或电解质离子。
       B、非极性吸附剂易吸附非极性吸附质。
       （2）凡能使固---液界面自由能降低得越多的溶质，被吸附量也越多。
       （3）溶解度较小的溶质较易被吸附。
       （4）同一矿物可能是有不同的吸附性能。
       （5）温度有影响，吸附放热，温升，吸附量降低。
       2.吸附方程（自学）
       3.药剂在矿物表面吸附的类型
       （1）按矿物表面吸附产物的形态分类：分子吸附、离子吸附、（半）胶束吸附。
       （2）按吸附作用进行的方式分类：交换吸附、竞争吸附、特性吸附。
       （3）按离子在双电层内吸附的位置分类：双电层内、外层吸附。
       （4）按吸附质与吸附剂之间的作用属性分类：物理、化学吸附。
       4.几点补充
       （1）同一系统中物理、化学吸附并存，且不相互排斥。
       （2）随条件的变化，两者可能发生相互转化。
       （3）化学吸附当条件适合时，可发展成表面化学反应。
       （4）物理吸附是“非定点”性质的吸附，作用缺乏选择性；
       化学吸附是“定点”性质的吸附，作用是有选择性的。
       （5）矿物表面除吸附溶质外还可吸附溶剂，各组分间存在相互作用和竞争吸附，导致固--吸附的复杂化。
       （6）速度较慢，需要一定的接触作用时间----矿浆准备。
       5.固---液界面的吸附现象
       固体表面所发生的水化、电学性质均是吸附现象的结果。
       物理吸附：静电力或范德华力，比如：水化。
       特性吸附：物理性质的特性吸附；
       化学性质的特性吸附。
       化学吸附：分子吸附和离子吸附。
       固---液界面的吸附服从兰格缪尔吸附方程。
       五、液---液界面的吸附现象
       两种互不相溶的液体，存在液---液界面。浮选过程中有价值的是油和水进行乳化。此混合液经过搅拌形成O/W或W/O型乳状液。
       从分选和分离角度上看，O/W型是油浮选、球团浮选和乳化浮选的基本形式。在泡沫浮选中，O/W型是矿浆中烃类油浮选剂分布存在的基本形态。
       浮选药剂的乳化处理方法较多，但添加表面活性剂来降低油---水界面自由能，可以获得分散度适宜和稳定性较高的乳状液。
       油水界面吸附层的结构：
       该系统由三个独立的相构成：油、水和中间相。
       中间相是表面活性剂和助剂吸附层，两侧表面张力不同即为双重膜（发生弯曲），油相向中间层渗透使其膨胀而渗透深度为4/5双重膜的厚度。水分子和反离子进入中间相的1/5厚度处。由于在中间内包含着多组分，又称混合膜。
       油---水的平面吸附层，在压力梯度和油的浸透作用下，使膨胀延伸到油边和水边使压力相等，同时出现曲率而形成球形乳滴。