浮选课程
浮选的基本原理（1）
——矿物表面润湿性与浮选
.
1
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程
润湿理论
浮选是利用各种矿物表面润湿性的差异来实现的； 润湿涉及三个相，而且其中两个相为流体； 矿物表面润湿性可以通过药剂作用来调节的。
.
2
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程
杨氏（Young）方程
上式中 SG ━ 固体 - 空气界面自由能; LG ━ 水 - 空气界面自由能; SL ━ 固体 - 水界面自由能。
接触角θ、润湿性cosθ、可浮性（1-cosθ）均可用于度量固体 颗粒表面的润湿性，且三者彼此之间是互相关连的。
当矿物完全亲水时，θ=0°，润湿性cosθ=1，可浮性（1-cosθ） = 0。此时矿粒不会附着气泡上浮。当矿物疏水性增加时，接触 角θ增大，润湿性cosθ减小，可浮性（1-cosθ）增大。
LG ━ 水 - 空气界面自由能;
SL ━ 固体 - 水界面自由能。
如果 SG + LG > SL ，则位能的降低是正值，沾湿将会发生。
.
5
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程 b 铺展
系统消失了固-气界面，新生成了固-水界面和水-气界面单 位面积上 ：
W=SG-SL-LG=- ∆G （2）
若 SG > SL + LG，水将排开空气而铺展，为了达到很好的
润湿功亦可定义为：将固-液接触自交界处拉开所需做的最小 功。显然，W SL越大，即cosθ越大，则固-液界面结合越牢， 固体表面亲水性越强。浮选中常将cosθ称为“润湿性”。
.
11
1 润湿性理论
1.2固体颗粒表面润湿性的度量 润湿功与润湿性 浮选涉及的基本现象是,矿粒粘附在空气泡上并被携带上浮。矿 粒向气泡附着的过程是系统消失了固-水界面和水-气界面，新 生成了固-气界面，即为铺展润湿的逆过程。
图a表示可以被水完全润湿的固体，水滴可沿整个表面展开
，θ值近于零。
图b表示，当θ< 90°时，可被水润湿，属亲水性固体。
图c、d，当θ≥ 90°时，此固体表面不易被水润湿，属于疏
水性固体。
图e所示当θ=180°，说明此固体表面不被水润湿，是绝对疏
水的固体。
.
10
1 润湿性理论ห้องสมุดไป่ตู้
1.2固体颗粒表面润湿性的度量
.
7
1 润湿性理论
1.1 润湿现象与润湿过程
c 浸没
使每个连续阶段成为可能的必要条件是：
由阶段Ⅰ到阶段Ⅱ SG + LG > SL 由阶段Ⅱ到阶段Ⅲ SG > SL 由阶段Ⅲ到阶段Ⅳ SG > LG + SL 如果第三阶段是可能的，则其他阶段亦皆可能。因此 浸没润湿的主要条件是：
SG -SL >LG
.
14
1 润湿性理论
1.3润湿性与可浮性 改变固体间表面润湿性差异的方法
添加特定浮选药剂的方法来扩大物料间润汲性的差别。
捕收剂：主要作用是使目的矿物表面疏水、增加可浮性，使其易于向气 泡附着。 起泡剂：主要作用是促使泡沫形成，增加分选界面，与捕收剂也有联合 作用。 调整剂：主要用于调整捕收剂的作用及介质条件，其中促进目的矿物与 捕收剂作用的为活化剂；抑制非目的矿物可浮性的为抑制剂； 调整介质pH的为pH调整剂。
.
3
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程
三种基本的润湿现象
(a) 沾湿； (b) 铺. 展； (c) 浸湿
4
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程 a 沾湿
系统消失了固-气界面和水-气界面，新生成了固-水界面单位 面积上位能降低为：
W SL = SG + LG - SL = - ∆G (1)
上式中 SG ━ 固体 - 空气界面自由能;
.
15
1 润湿性理论
1.3润湿性与可浮性
气泡矿化过程
泡沫浮选
△矿化 = SG - SL - LG ≤ 0 △矿化 = - LG（1-cosθ）≤0
气泡矿化的必要条件： (1-cosθ)>0
sinV()gr 2rLG R
沾附气泡的矿粒上浮的条件应 . 是其上浮力大于或等于下沉16力
润湿, 须使 LG和 SL降低，而不降低 SG。
.
6
1 润湿性理论
1.1润湿现象与润湿过程
c 浸没
系统消失了固-气界面，新生成了固-水界面，单位面 积上
W = SG - SL
（6-3）
因此，自发浸没的必要条件是 SG > SL，但这还不充 分。因为固体进入水中必需通过气-水界面，这样就 必须满足其他有关的条件。
所以浸没润湿与铺展润湿的条件相同。
.
8
1 润湿性理论
1.2固体颗粒表面润湿性的度量
接触角可以标志固体表面的润湿性。如果固体表面形成 的θ角很小，则称其为亲水性表面；反之，当θ角较大，则称 其疏水性表面。θ角越大说明固体表面疏水性越强；θ角越小， 则固体表面亲水性越强。
.
9
1 润湿性理论
1.2固体颗粒表面润湿性的度量
该过程体系对外所做的最大功为粘着功WSG，则 WSG = LG + SL - SG = - ∆G W SG = LG（1- cosθ） W SG表征着矿粒与气泡粘着的牢固程度。显然，W SG越大，即 （1-cosθ）越大，固体表面疏水性越强。
.
13
1 润湿性理论
1.2固体颗粒表面润湿性的度量 粘着功与可浮性 W SG表征着矿粒与气泡粘着的牢固程度。显然，W SG越大， 即（1-cosθ）越大，则固-气界面结合越牢，固体表面疏水性越 强。因此，浮选中常将（1-cosθ）称为“可浮性”。
该过程体系对外所做的最大功为粘着功WSG，则
WSG = LG + SL - SG = - ∆G
W SG = LG（1- cosθ）
W SG表征着矿粒与气泡粘着的牢固程度。显然，W SG越大，即
（1-cosθ）越大，固体表面疏水性越强。
.
12
1 润湿性理论
1.2固体颗粒表面润湿性的度量
浮选涉及的基本现象是,矿粒粘附在空气泡上并被携带上浮。矿 粒向气泡附着的过程是系统消失了固-水界面和水-气界面，新 生成了固-气界面，即为铺展润湿的逆过程。
•润湿功与润湿性 杨氏（Young）方程
SGSLLGcos
水在固体表面粘附润湿过程体系对外所能做的大功，称为润湿功W SL，亦称 为粘附功 。消失了固-气界面和水-气界面，新生成了固-水界面，单位面积 上位能降低为：
W SL = SG + LG - SL = - ∆G= LG(1+ cosθ) 如果 SG + LG > SL ，则位能的降低是正值，沾湿将会发生。