矿物浮选第3章浮选的基本原理(2)

浮选的基本原理（2）——矿物表面电性浮选课程1矿物表面电性起源离子的优先溶解离子的吸附或解离CaWO4＋Ｈ２ＯCaWO4ＷＯ２－４ＷＯ２－４Ca2+1矿物表面电性起源晶格离子取代2双电层结构及电位2.1双电层结构双电层紧密层:配衡离子受定位离子的静电作用,在矿物表面形成的单层吸附层定位离子:在两相间可以自由转移,并决定矿物表面电荷的离子配衡离子:溶液中起电平衡作用的反号离子图6-11矿物表面双电层示意图A—内层（定位离子层）；B—紧密层(Stern层)；C—滑移面；D—扩散层（Guoy层）；ψ0—表面总电位；ψδ—斯特恩层的电位；ζ—动电位；δ—紧密层的厚度2双电层结构及电位2.1双电层结构图6-11矿物表面双电层示意图A—内层（定位离子层）；B—紧密层(Stern层)；C—滑移面；D—扩散层（Guoy层）；ψ0—表面总电位；ψδ—斯特恩层的电位；ζ—动电位；δ—紧密层的厚度双电层电位表面电位（ψ0）-颗粒表面与溶液之间的电位差。斯特恩电位（ψδ）-紧密面与溶液之间的电位差。动电位（

）-矿粒沿滑移面与溶液作相对运动时,矿粒与溶液之间的电位差,滑移面上的电位称为动电位。2双电层结构及电位2.1双电层结构表面电位（ψ0）-颗粒表面与溶液之间的电位差。荷电的矿物表面与溶液之间的电位差。对于导体与半导体，制成电极可以测定。设矿物MA在水溶液中处于平衡，各组分在表面与溶液的化学位应相等，对于正定位离子有：

2双电层结构及电位2.1双电层结构表面电位（ψ0）-颗粒表面与溶液之间的电位差。2双电层结构及电位2.1双电层结构当矿物表面电位为零时，定位离子浓度的负对数，叫“零电点”，用pzc表示。对于定位离子是H+、OH-的氧化矿，Ψ0为

25℃时，式中：pHPZC为零电点的pH值，即Ψ0=0的pH值。动电位（

）与“等电点”

ζ电位等于零时，溶液中定位离子活度的负对数值，称为等电点，用IEP表示。此时,溶液中的pH被定义为“等电点”pH,pHIEP

2双电层结构及电位2.1双电层结构已知石英的pHPZC=1.8，计算pH=1.0和7.0时，表面电位大小。解：由（6-22）式，当pH=1.0时，当pH=7.0时，计算结果表明，在定位离子是H+和OH—的情况下，当pH>PZC时，ψ0<0时，矿物表面荷负电；当pH<PZC时，ψ0>0时，矿物表面荷正电；

例1：2双电层结构及电位2.1双电层结构动电位（

）与“等电点”

ζ电位等于零时，溶液中定位离子活度的负对数值，称为等电点，用IEP表示溶液中的pH被定义为“等电点”pH,pHIEP

特性吸附作用

由于一些特殊作用力，而导致溶液中某种离子在固体表面的吸附，称为特性吸附。等电点

ζ电位等于零时，溶液中定位离子活度的负对数值。2双电层结构及电位2.1双电层结构在没有特性吸附的情况下，当Ψ0=0时，ζ＝0，即PZC=IEP2双电层结构及电位2.1双电层结构动电位（ζ）：当矿物-溶液两相在外力（电场、机械力）作用下发生相对运动紧密层的配衡离子吸附牢固随矿物一起移动，而扩散层沿滑移面移动，滑移面上的电位为动电位（ζ）。零电点：荷电矿物表面与溶液之间的电位差为零时，Φ0=0，溶液中定位离子活度的负对数值定义为PZC(Pointofzerocharge)。等电点：无特性吸附时，动电位（ζ）为零时，溶液中定位离子活度的负对数值定义为IEP（Isoelectricpoint)。动电位（ζ）容易测定，在浮选中很重要，无特性吸附时，Φ0=0时，ζ=0，所以用测定IEP来确定PZC。2双电层结构及电位2.2矿物颗粒表面电性与浮选行为pH>PZC时，矿物表面带负电，阳离子捕收剂吸附。pH<PZC时，矿物表面带正电，阴离子捕收剂吸附。蓝晶石针铁矿2双电层结构及电位2.2矿物颗粒表面电性与浮选行为在阳离子捕收剂溶液中一水硬铝石的Zeta电位—pH值关系在阴离子捕收剂溶液中一水硬铝石的Zeta电位—pH值关系图

2双电层结构及电位2.2矿物颗粒表面电性与浮选行为在一定浓度的捕收剂作用下一水硬铝石的浮选回收率与pH值关系1.十二胺（2×10－4M）；2.十六烷基三甲基溴化铵（2×10－4M）；3.油酸钠（2×10－4M）；4.十二烷基黄酸钠（2×10－4M）2双电层结构及电位2.2矿物颗粒表面电性与浮选行为pHIEP十二烷基胺醋酸盐为捕收剂时矿物的浮选回收率与pH的关系在蒸馏水中三种矿物的Zeta电位与pH值关系图2双电层结构及电位2.3表面电性在表面科学中的应用纳米ZrO2粉的表面电性

ZrO2陶瓷在结构、功能、生物及涂料、远红外等多种领域的广泛应用，电解质溶液及分散剂对ZrO2悬浮液电性的影响。2双电层结构及电位2.3表面电性在表面科学中的应用分散染料主要用于涤纶及其纺织品的染色（印花），随着电子计算机技术的飞速发展。人们将纸张喷墨打印技术应用于纺织品印花，广告喷绘，服装等解决分散染料墨水的堵塞和储存稳定，两大关键问题将原染料加水打浆，将分散剂，助剂混合到一起加入到原染料浆液中，加入溶剂（或助溶剂），稳定剂。如果在水中的固体表面带正电，则阴离子表面活性剂比阳离子表面活性剂更易吸附。2双电层结构及电位2.3表面电性在表面科学中的应用二氧化硅包覆制备环保水性型铝粉颜料环保水性铝粉颜料是水性金属涂料的重要原料。由于铝粉颜料与水接触会发生析氢反应，导致表面金属光泽降低等应用性能的下降。通过水解反应法，将SiO2在铝金属颜料表面形成纳米厚度的包覆膜层，隔断与外界水的直接接触。SiO2

铝粉硅酸钠和硅的有机化合物，在合适的条件下，会析出硅的氧化物和氢氧化物等胶体，根据胶体的表面电性，以及铝粉表面的电性，控制适宜的反应条件，使析出的硅胶体能够在铝粉表面产生沉淀反应。2双电层结构及电位2.3表面电性在表面科学中的应用超细重钙用于橡胶制品超细重钙由于比表面积较大，表面能高，存在粒子团聚问题，直接应用效果不好，因此，在实际应用前需对其表面进行处理，以改善其分散性油田污水处理通过中和表面电性起到使水中固体悬浮物凝聚，达到净化