在矿物的浮选过程中，固相是分选对象，液相是分选介质，气相是分选载体。因此，本章重点学习浮选各相的结构和性质。
第 一节 固相的结构和性质
自然界矿物按工业用途分为两大类：一类是工业矿物，另一类是能源矿物。前者绝大多数是晶体矿物，后者则为非晶体矿物。
一、矿物晶体的断裂面
用浮选法分离固相（即各种矿物）时，通常首先必须进行破碎和磨细，使矿石中的目的矿物达到或接近单体解离程序以及获得适于泡沫浮选所要求的适宜粒度，以便能有效的进行浮选。在破碎和磨细的过程中，矿物受到外加机械力的作用，晶体内连结质点间的部分键力受到破坏（“打断“），随之出现新的不规则“断口“或比较平滑的“解离面“，二者合称为矿物晶体的断裂面。
解离面：严格沿着一定结晶方向碎裂成比较平滑的矿物表面。
断口：不按一定结晶方向碎裂所形成的凸凹不平的矿物表面。
影响断裂的因素：
（1）内因，矿物的晶体结构，决定的因素，矿物破碎时沿着晶体结构内键合力最弱的面网之间发生断裂。
（2）外因，即破碎磨细矿石所施加外力的性质比及力的大小和作用方向等。外力作用具有复杂性。
二、矿物的晶体结构
1、离子晶体
2、分子晶体
3、原子晶体
4、金属晶体
三、矿物晶体表面的不饱和键力
1、不饱和键力的起源及不饱和程度
组成矿物晶体的质点不仅按一定空间几何图形进行有序排列，而且通过某种键力使各顶点彼此联结在一起。位于晶体表面与位于晶体内部的质点彼此所处状态则不尽相同。内部的均处于平衡，断裂面上质点具有不饱和键力，且因位置不同，键力的不饱和程序也很不相同，显示出不同的吸附能力和作用活性。特别是矿石经破碎细磨后，比表面积随之增大，所形成的棱角增加更多，形成的吸附其它物质的“活性中心”更多，因些矿石磨细越细，吸附能力和作用活性也越强烈。
2、矿物表面不饱和键力的类型及其与水分子的作用。
浮选工作者最关心的是矿物表面被水润湿的性质，此性质与矿物表面不饱和键力的类型有关。
（1）强键合力：共价键、离子键、金属键
断裂面上的质点以此键，具有较强的极性和化学活性，极性表面，对偶极水分子有较强的吸引力，易被水润湿，亲水性强天然可浮性差。此表面亲水表面。天然可浮性差。
（2）弱键合力：
断裂面呈现的不饱和键力主要为分子间力，极性较小，称为非极性表面，与偶极水分子的作用较弱，不易被水润湿，表现疏水易向气泡吸附，天然可浮性较好。
四、矿物表面的不均匀性
1、矿物表面的凹凸不平以及棱角等表面缺陷。
此宏观的不均匀性还包括孔隙和裂缝，直接影响表面能和作用活性，影响表面亲水性，可浮性。
2、矿物晶体本身的杂质杂质缺陷。
3、矿物晶格缺陷。
4、矿物表面化学的不均匀性。
第二节 液相及其性质
浮选是一种湿法分选过程，水及水中溶解的各种离子对矿物的表面性质，浮选药剂的物理化学性质都有极大的影响。
本章重点：液体的一般性质和水的基本性质。
一、液体中质点排列的近程有序性
在每个分子周围由于分子间力的作用，其它分子可以出现类似晶体的有规则排列。而随距离的大，逐渐破坏直至消灭。即液体中分子有规划排列仅限于近程，近程有序。因此，液内的质点分布是介于完全不规则（即气态）和完全规则（即混合态）之间的一种中间过渡状态。促使液体内质点产生近程有序性的作用力比较复杂。此不作深究深究。
二、液体的表面张力和表面能
上节讲，固体表面的质点和内部质点所处环境状态不同，能量状态亦不尽相同，液体也有类似情况。
液体分子间存在着很大的内聚力（引力）。
液体内部的任一分子，各种引力相得补偿，合力为零。而液体表面层的分子，由于气体内不受引力的作用，使其所变到的向内部的引力不能得到补偿，形成合力P。在液体表面形成了一层向下挤压的表面膜，以缩小表面，即
形成表面引力。
一个分子如果要从液体内部迁移到液体表面，必须克服液体内部的合力。因此，液面上的分子比液体内部的分子具有过剩的能量，即为表面自由能（表面能成界面能）。
表面能等于液体内部分子迁移到表面并把位于表面分子移开所消耗的功，也就是增加液体单位新表面所需消耗的功。由于增加体系的表面需要作功，需要增加体系的总能量，根据能量最小原理，液体尽可以能收缩，以减少自己的表面积。
表面张力与单位面积上表面能（比表面能）的数值相等，但单位不同。表面张力δ：N/cm 表面能J/cm2.δ.γ，设一液体的表面积S，总表面的自由能w＝δS。
三、水分子的结构及基本性质
分子式：H2O.
结构：三个原子核构成两个质子为底的等腰三角形。氧原子的两个杂化轨道与氢成键，形成两个正电中心。而两个独对电子不成键，形成两个负电中心。构成四面体结构。电荷集中于四面体的四个顶部“四极”。
偶极：正、负电荷中心较远，使水分子里具有较强的偶极矩。属强极性分子。称水分子为水偶极子。
基本性质：
（1）4℃时水的密度最大。4℃为略高于冰点；
（2）具有很高的价电常数；
（3）具有很高的溶解能力；
（4）导电率低，但对其它化合物有较大的电极能力；
（5）有较疝的偶极矩，缔合作用强；
（6）有形成氢键的特性。
四、水对浮选过程的影响
1、水分子之间的缔合作用
（1）氢键缔合
由于水分子的四极结构，每个分子都能和邻近的四个水分子通过氢键缔合形成四面体笼架（腔架）结构，此外还有“固体水---冰的结构”和“闪动簇团”模型。这些特征对浮选过程均有影响。以后再讲。
（2）偶极缔合
水偶极子的单分子缔合，在定向效应，色散效应和诱导响应作用下，水分子缔合。即分子按一定形成相互聚合成聚合体。
2、水分子与矿物表面的作用
水分子是强极性分子，即可以合极性表面作用，作用的结果是矿物表面水化或湿润，严重影响矿物与气泡的接触过程。
3、水的溶解能力
水的溶解能力在浮选过程中是有相当重要的作用，从而改变矿物表面的化学组成，界面电性，液相的化学组成而改变，近而改变矿物在浮选过程中的行为。
溶解过程是复杂过程，并伴随着复杂的化学反应，所以在浮选过程中应非常注意水对矿物的作用，水质情况及其离子对浮选的影响。
影响溶解的因素较多，液体中的离子组成，温度及粒度。
第三节 气相及其性质
浮选中所用的气相主要是空气，起到载体作用。
一、空气的组成及溶解度
空气是混合物，典型的非极性物质，是有对称的结构。易合非极性表面结合。
21％O2、78％N2 、0.9％Ar(氩)、0.04%CO2及少量的其它气体和水蒸气。
水中溶解度顺序CO2 > O2 > Ar > N2
空气在矿浆中的溶解度与压力、温度和水中溶解的其他物质的浓度有关。对浮选有意义的是压力与溶解度的 关系。
享利定律:温度一定，混合气体中的每一组分的溶解度，随着其分压的增加而增加。
溶解度q＝KP。
温度与溶解度的关系：q=KT-1。
其他物质的浓度与q的关系：q=KC-1。
二、气相在浮选中作用与影响
作用：
（1）载体作用：主要组分能活跃地被吸附在矿物表面产生特殊作用，并直接影响矿粒的可浮性。
（2）活化剂作用：其中最活跃的是氧。
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