龙科院选矿学（浮游选矿）教案

备课教案第１页第1次课授课时间：20XX年2月20日章节及主要内容：第一章绪论及浮选中的液相及气相第一节液相及其性质第二节气相及其性质重点内容：气相、液相的结构及性质难点内容：液相结构及性质参考资料：《浮选理论与实践》、《浮选》《浮选理论与工艺》教学手段：课堂教学扩展内容：教学后记：绪论一、浮选及浮选过程浮选：浮游选矿，重要指泡沫浮选。是按矿物表面物理化学性质的差异来分离各种细粒的方法。浮选过程：在气、液、固三相体系中完成的复杂的物理化学过程。其实是疏水的有用矿物粘附在气泡上，亲水的脉石矿物留在水中，从而实现，从而实现彼此分离。二、浮选发展简介在古老的金银淘洗加工过程中，人们已认识到利用矿物的天然疏水性或亲水性（亲油性）的不同来提纯矿物原料。浮选作为一种工业规模的选圹方法出现，在国外大约是在19世纪末叶。在我国，解放前只有少数几座有色金属和石墨浮选厂。大部分分布在东北和安徽。１、全油浮选法根据各种矿物亲油性及亲水性的不同，加大量油类与矿浆搅拌，然后将粘附于油层中的亲油矿物刮去，面亲水性的矿物仍留在矿浆中，从而达到分离矿物的目的。――早期工业浮选的先驱。２、表层浮选法在工业上的应用出现于1892年，将磨矿干粉小心轻轻撒布在流动的水流表面，疏水性矿物不易被水润湿依靠表面张力面漂浮水面上，聚集成薄层，成为精矿；易被水润湿的亲水性脉石流入水中作为废弃尾矿排出。３、泡沫浮选法1877年出现选别石墨的泡沫浮选专利，水煮沸水蒸气气泡。1886年出现化学法产生气泡进行浮选专利，气泡作为载体。20世纪初，出现原始的泡沫浮选法，使浮选法向前推进一步，并出现了许多形式的泡沫浮选法。（1）气体浮选法（2）电解浮选法（3）真空浮选法（4）正压力浮选法（5）机械充气搅拌浮选法４、药剂在浮选法发展过程中的作用在浮选法发展过程中，药剂的应用和发展起了巨大的作用。５、浮洗应用的发展各类浮选药剂的发展与在产实践中的其体应用，以及浮选工艺的新发展，使浮选效率大为提高，使浮选的应用范围日益扩大；由于浮选设备类型增多，设备不断更新且日益大型化，浮选厂的规模越来越大，处理矿量日趋增多。此外，浮选生产的发展和近代测试在浮选理论研究中的应用，致使对许多理论问题的认识日益深化。三、浮选在矿物加工业中的作用与意义１、浮选在矿物加工业中的重要性（1）浮选的适应性强（2）浮选的效率高，且适于处理细物料（3）有利于对矿产资源的综合回收２、浮选法的缺点主要是成本高，易污染矿山\环境（1）需要较细的磨矿――粒度细化（2）使用各类药剂（3）影响因素多，操作控制动手术要求较高（4）产品脱水率较低，过程复杂。第一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。第二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。

备课教案第页第２次课授课时间：20XX年２月２２日章节及主要内容：第一章浮选各相及性质第三节浮选中的固相及性质重点内容：固相及性质难点内容：矿物的晶体结构参考资料：《浮选理论与实践》、《浮选》《浮选理论与工艺》教学手段：课堂教学扩展内容：教学后记：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。五、煤的结构与性质1、煤的基本组成2、煤的结构模型3、煤的性质（1）组成不均一（2）煤的主体是多苯芳香核；（3）在芳香核上含有数量不等的侧链；（4）煤的结构中含有一定数量的矿物质；（5）煤的表面上含氧官能团和无机矿物质，氧水性；（6）煤的变质程度对煤的可浮性有很大影响；（7）煤易氧化

备课教案第页第３次课授课时间：20XX年２月２７日章节及主要内容：第二章浮选原理第一节矿物表面的润湿性重点内容：矿物表面的润湿性难点内容：润湿接触角参考资料：《浮选理论与实践》、《浮选》《浮选理论与工艺》教学手段：课堂教学扩展内容：教学后记：第一节矿物表面的润湿性一、矿物的润湿性1.润湿现象：润湿是自然界中常的现象，是由于液体固体表面排挤在固体表面所产生的一种界面作用。易被润湿的表面称为亲液（水）表面，其矿物称为亲液（水）矿物；反之称为疏液（水）表面，疏液（水）矿物。润湿性是表征矿物表面重要的物理化学特征之一，是矿物好坏可浮性的直观标志，取决于矿物表面不饱和键力与偶极水分子相互作用的强弱。2.润湿现象在浮选中意义：矿物表面润湿性及其调节是实现各种矿物浮选可分离的关键，所以了解和掌握矿物表面润湿性的差异，变化规律以及调节方法对浮选原理及实践均有重要意义。目前，人为改变调节润湿性（可浮性）的方法有两大类：物理方法和化学方法。二、润湿的接触角润湿性的度量用接触角测量法和润湿测定法，常用接触角θ。三相润湿周边：当气泡附着浸入水中的矿物表面，达到润湿平衡时，气泡在矿物表面所形成三相接触点围成的周边。（变化---平衡）接触角：过三相润湿周边上任一点P作气液界面的切线δAW，与固液界面δSW之间所形成的包括液相的夹角θ。接触角θ的大小与接触的三相界面所具有的各界面张力有关，当各界面张力相互作用达到平衡时，有接触角是三相界面张力的函数。说明：不仅与矿物表面性质有关，而且与液相、气相的界面性质有关。凡能引起改变任何两相界面张力的因素都可以影响矿物表面的润湿性。当θ>90o时，δSW>δAW矿物表面不易被水润湿，具有疏水表面，其矿物具有疏水性,可浮性好。当θ<90o时，δSW<δAW矿物表面易被水润湿，具有新水表面，其矿物具有新水性，可浮性差。因此，对矿物的润湿性与可浮性的度量可定义为：润湿性=cosθ。可浮性=1-cosθ。三、润湿阻滞1.润湿阻滞:润湿过程中，润湿周边展开或移动受到阻碍，使平衡接触角发生改变，这种现象称为润湿阻滞。其影响因素：润湿顺序，矿物表面组成，化学万分，不均匀性，粗糙度，及矿物表面润湿性等。润湿阻滞的两种阻滞效应：水排气和气排水时的阻滞效应。（1）水排气时的阻滞效应:水分子与矿物表面间存在磨擦力φ0.图中若，水滴继续扩展，处于平衡状态时：所以:θ1>θ,cosθ1<cosθ.（2）气排水时阻滞效应:气泡在浸在水中的矿物表面展开，气体分子与矿物表面间的磨擦力为φ2.因φ2很小，θ2≈θ，所以θ2<θ,cosθ2>cosθ.（3）动态阻滞效应:当平板倾斜便水滴近于能沿斜面流动。出现前角θ1>θ，后角θ2<θ，前角水排气，后角为气排水，θ1>θ>θ2.2.润湿阻对浮选的影响:浮选过程中，矿粒向气泡附着时，属于排水，即在矿物本身可浮性不变的情况下，附着过程难，对浮选不利。而矿粒从气泡上脱落时，属于水排气，使水难于从矿物表面将气泡排开，防止矿粒从气泡上脱落，对浮选有利。

备课教案第页第4次课授课时间：20XX年3月1日章节及主要内容：第二章浮选原理第二节界面现象：水化作用及电性重点内容：界面现象难点内容：水化作用对可浮性的影响参考资料：《浮选理论与实践》、《浮选》《浮选理论与工艺》教学手段：课堂教学扩展内容：教学后记：第二节界面现象：水化作用及电性一、矿物表面的水化作用1.水化作用：水分子的定向排列，形成水化层。离子的水化作用：水分子在离子表面的定向排列。矿物表面的水化作用：水分子在矿物表面的定向排列。2.水化作用的原理：（1）矿物表面不饱和键的性质：离子、共价、分子键。（2）矿物表面不饱和键的键能：矿物表面的极性。（3）极性矿物表面水化作用强，水化层厚，水分子排列紧密；非极性矿物表面水化作用弱，水化层薄，水分子排列稀疏。3.水化层的结构：扩散结构：水化层内水分子的定向排列程度实随着矿物表面的距离增大而逐渐减弱。水化层是介于矿物表面和普通水之间的过渡区域，类似固体表面的延续。4.水化层的性质：（1）粘度比普通水大；（2）稳定性高；（3）具有一定的能量；（4）溶解能力降低。5.水化作用对可浮性的影响：（1）水化作用与矿物表面的润湿性一致，与可浮性相反。（2）矿物表面的水化性不仅取决于矿物表面晶格本身的特点，而且也取决于矿物表面所吸附的分子或离子的性质。二、界面电现象1.液气界面的荷电液气界面吸附表面活性离子，使液气界面的吸附的正负离浓度不等，从而带上电荷，多数带负电。在浮选过程中，气液界面吸附表面活性离子为最常见的现象。例：2.固液界面荷电（电性起因）（1）离子的选择性吸附：矿物表面和水对不同离子的新合力不同，导致矿物表面对电解质溶液中正负离子的不等量吸附,促使矿物表面带电。A、溶液中，正负离子的数量，过量的离子容易吸附。B、矿物表面本身的电性，反号离子容易吸附。C、正负离子的水化作用不同，被吸附的趋势不同。（2）矿物表面组分的选择性解离：A、组成固体的正负离子在介质中的溶解能力常常不同。B、部分矿物和水后，在两相界面上生成新的物质，界面电性与生成的新产物有密切关系。例如：石英带负电。晶格破裂：水解生成类硅酸产物：解离带负电：（3）矿物晶格缺陷由于矿物破裂，缺乏某种离子，或非等量的类质同像替换，也促使矿物表面的电荷不平衡,进而使矿物表面荷电。三、双电层1.双电子层的结构矿物表面在溶液中荷电以以后，由于静电力的作用，吸引水溶液中符合相反的离子与之配衡,于是在矿物面形成双电层。模型的演变历史：（1）平板双电子层模型：强调离子环境的稳定性，视为平板电容器，适用于金属或高浓度盐类。（2）扩散双电层模型：过份强调离子的移动性，分内层和扩散层。（3）电子层模型（Stern）：内层、斯特恩层、扩散层。2.双电子层位（1）表面总电位ψ0.荷电表面所具有的电位，是矿物表面与溶液间的总电位差，对于导体或半导体矿物，可以制成电极测出ψ0。不导电的矿物，可以用溶液中定位离子的活度进行计算。一般氧化物，以H+或OH-离子为定位离子，n=1，氧化矿物表面总电位：（2）电动电位ξ--Zete电位和Stern电位ψδ.滑动面上的电位和溶液内部的电位差，称ξ电位。Stern界面与溶液之间的电位差，称Stern电位，电动电位在浮选理论研究上有很大的实用意义。3.零电点和等电点（1）零电点PZC或ZPC:矿物表面静电荷为零时，溶液中定位离子浓度的负对数值。如定位离子为H+或OH-，则ψ0=0时的PH值即为零电点。（2）等电点PZr或IEP:电动电位为零时，溶液中电解质浓度的负对数值。或溶液的PH值。PZr与溶液PH值有关,也和产生特性吸附的离子浓度有关。在体系中不在特性吸附时，ξ=0，电荷密度也为零，PZC＝PZr.4.双电层的影响因素及电位曲线1)双电层的影响因素（1）杂质元素的特性吸附：杂质元素：主要是指无机盐类，重点影响电动电位。规律：A、阳离子价数越高，电动电位降低越明显。B、价数相同，体积越大，影响越明显。C、多数情况下，阳离子能使零电点增高；阴离子能使零电点降低。D、有机极性分子能使PZC漂移，其性质决定漂移方向，浓度决定漂移尺寸。（2）温度的影响：多数矿物能随温度增高PZC降低。（3）固体含量的影响，随温度增高增大。2)电位曲线：双电层内电位随矿物表面的距离变化的关系曲线。（1）内层定位离子吸附，改变ψ0和ξ.（2）溶液中离子吸附，改变ξ，不改变ψ0.（3）反号离子过量吸附，改变ψ0和ξ，ψ0与ξ符号相反.（4）当定位离子为H+或OH-时，溶液PH值变化，同时改变ψ0和ξ。5.界面电性与矿物的可浮性（1）矿物表面性与润湿性的关系。零电点PZC时，接触角最大，矿物表面带电，θ变小，润湿性变好，可浮性变差。（2）双电层及电动电位对浮选的影响（零电点电动电位与矿物浮选效应）A、双电层对药剂在矿物表面物理吸附的影响：物理吸附是静电吸附。B、矿物表面双电层对矿物悬浮液絮凝和分散的影响：降低、压缩电位，使矿物悬浮物絮凝---失稳。升高、扩大双电层，使矿物悬浮物分散---稳定。C、双电层对细泥在矿粒上面覆盖的影响：细泥通常带负电，矿粒带正电，即可以被覆盖。D、电动电位与浮选活性之间的关系：随矿物电动电位降低，矿物的可浮性提高，浮选效果变好。作用前向电动电位差来评价矿物浮选活性的改变。ξ差越大，药剂作用越好，浮选活性提高越大。

备课教案第页第５次课授课时间：20XX年3月06日章节及主要内容：第二章浮选原理第二节界面现象：吸附作用重点内容：吸附作用难点内容：气液及固液界面的吸附现象参考资料：《浮选理论与实践》、《浮选》《浮选理论与工艺》教学手段：课堂教学扩展内容：教学后记：第三节吸附现象一、吸附及对浮选的意义：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。

备课教案第页第6次课授课时间：20XX年3月08日章节及主要内容：浮选药剂及其作用机理第一节浮选药剂的分类与作用重点内容：药剂分类难点内容：调整剂的分类与作用机理参考资料：《浮选理论与实践》、《浮选》《浮选理论与工艺》教学手段：课堂教学扩展内容：教学后记：第一节浮选药剂的分类与作用一、捕收剂作用点：固液界面，且有选择性。作用：提高疏水性，增加可浮性，促使气泡附着，增强附着的牢固性。二、起泡剂作用点：气液界面。作用：降低界面表面张力，促使空气在矿浆中弥散，形成小气泡，并防止气泡兼并，增加分选界面，提高气泡的稳定性。三、调整剂1．活化剂作用点：固液界面。作用：促进捕收剂与矿物表面的作用。2．抑制剂作用点：固液界面。作用：削弱非目的矿物与捕收剂之间的作用。3．介质PH值的调整剂作用点：矿浆介质。作用：调整电性。4．分散与絮凝剂作用点：矿浆。作用：分散絮凝细泥，减少影响。5.烃类油的捕收过程（1）烃类油分散和粘附；（2）油滴展开；（3）形成油膜。烃类油的辅助捕收作用:（1）辅助捕收;（2）溶剂、乳化剂。

备课教案第页第7次课授课时间：20XX年3月13日章节及主要内容：浮选药剂及其作用机理第三节捕收剂重点内容：捕收剂分类与作用难点内容：各种捕收剂的作用机理参考资料：《浮选理论与实践》、《浮选》《浮选理论与工艺》教学手段：课堂教学扩展内容：对捕收剂的要求及其应具备的条件教学后记：第二节捕收剂一、捕收剂的分类和结构非离子型：烃类油，不溶性脂类。离子型：阳离子，阴离子，杂极性捕收剂。阴离子型：巯基（球基HS）烃基酸及皂类。二、捕收剂的作用1．提高矿物表面的疏水性；2．增大矿物在气泡上的附着力和缩短诱导时间。三、非极性烃类油捕剂及其作用机理1．烃类油的性质；2．烃类油的作用机理：（1）烃类油与水之间的作用；（2）烃类油与矿物之间的作用；（3）烃类油的捕收作用。3．烃类油组成对捕收作用的影响：（1）非极性组分对浮选的影响；（2）杂极性化合物在浮选中的作用；（3）烃类油馏分对分选的影响。4．提高烃类油浮选活性的途径四、疏基类阴离子型捕收剂硫化矿浮选时常用的捕收剂1．特点：烃链短，分子量小，极性亲固基含有两价的硫原子，水解后生成--SH基的产物。解离出阴离子具有捕收作用，属于杂极性物质。2．代表药剂（1）黄药类分类：a烃基碳原子数，高级，低级；b阳离子物质：Na、K。性质：物理性质：黄色粉末状固体。化学性质：不稳定，热、水、酸分解、失效，氧化生成双黄药：(ROCSS)2。捕收能力：a烃链长短的影响，越长捕收能力越强；b烃基结构影响，正构与异构的区别；c目的物性质的影响。黄药的选择性：烃链越长，选择性削弱。（2）黑药类Me：H+甲酚，Na+钠黑药，NH4+丁铵黑药。性质：有些毒性，在酸性介质中不易分解。丁铵黑药易溶于水，没有腐蚀性，性质稳定，不易变质。捕收能力：比黄药弱，选择性强，适用矿浆PH值宽。（3）硫氮捕收剂（4）白药：硫代二苯脲（CO(NH2)2）3．与矿物的作用机理二价硫为亲固基，这类药剂的作用机理基本相同。（1）化学吸附说：在有氧环境下，捕收剂与矿物表面离子化学吸附生成疏水的不溶性的金属黄原酸盐。（2）双黄药见解：在有氧的环境下，黄药有硫化矿表面氧化生成双黄药。（3）共吸附：上述两种观点的综合。五、脂类捕收剂黄原酸脂类：烃基硫代氨基甲酸脂：二硫代一硫代六、烃基酸及皂类阴离子捕收剂氧化矿物的有效捕收剂：1．羧酸及其皂类（复习有机化学）；2．烃基磺酸盐和烃基硫酸盐：磺酸盐：R-SO3Na硫酸盐：R-O-SO3Na有机异极性表面活性剂：分子量小起泡能力强，日用洗涤剂；分子量大捕收能力强，类羧酸。3．作用机理：（1）物理吸附：静电吸附于带正电的矿物表面；（2）化学吸附：化学键力作用下吸附于矿物表面；（3）半胶束吸附。4．形成离子-分子络合物吸附。七、胺类捕收剂阳离子捕收剂：1．胺及其盐类性质（自学）；2．作用机理：a物理吸附；b半胶束吸附；c形成络合物吸附。3．应用范围。

备课教案第页第8次课授课时间：20XX年3月15日章节及主要内容：浮选药剂及其作用机理第三节起泡剂重点内容：起泡剂作用及机理起泡剂的组成及结构对起泡剂的影响难点内容：起泡剂的组成及结构对起泡剂的影响参考资料：《浮选理论与实践》、《浮选》《浮选理论与工艺》教学手段：课堂教学扩展内容：对起泡剂的要求及其应具备的条件教学后记：第三节起泡剂一、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、煤焦工业副产品提取：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。两者的关系如右图：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：A、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=0B、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。六、常用起泡剂（自学）

备课教案第页第9次课授课时间：20XX年3月20日章节及主要内容：浮选药剂及其作用机理第三节调整剂重点内容：调整剂和作用与分类难点内容：抑制剂和促进剂的作用参考资料：《浮选理论与实践》、《浮选》《浮选理论与工艺》教学手段：课堂教学扩展内容：对调整剂的要求及其应具备的条件教学后记：第四节调整剂一、调整剂的作用与分类1.作用与意义（1）提高矿物与捕收剂相互作用的选择性和改善矿浆的浮选性质。机理：调节和控制捕收剂与矿物作用时，加强或削弱捕收剂对矿物的作用，从而提高或降低矿物的可浮性，改善浮选过程的选择性。捕收剂的作用：提高矿物的疏水性。用调整剂的原因：A、多种有用矿物共生（伴生），且可浮性接近，使用调整剂提高选择性。浮选的原则：一、优先浮选：抑制---浮选---活化---浮选；二、混合浮选：浮选---抑制---浮选。B、矿物活化后捕收浮选。C、浮选特定条件限制：例如：PH值的影响。（2）调整剂对浮选泡沫的调节和影响：A、调整剂影响气泡的弥散和气泡强度。例如松油起泡剂，在CuSO4、Na2S、NaCN等调节作用下，泡沫层厚度会降低，而特定起泡剂在特定调整剂作用下可延长气泡寿命。B、液---气界面上的调整剂胶粒影响浮选活性。规律：微细胶粒粘附在气泡表面局部地区可活化浮选过程，增长过大的胶粒会抑制浮选过程。原因：微细胶粒促使矿粒与气泡层水化层的破裂，在夹缝中排挤水分子，加速水化层的薄化和破裂，过大胶粒占据气泡表面，使气泡“装甲”化，阻碍矿粒与气泡的接触和粘附。应用：控制胶粒的增长速度。C、调整剂对矿粒向气泡粘附速度的影响。活化剂能缩短矿粒向气泡粘附时间（接触---薄化---破裂---附着），抑制剂能延长矿粒向气泡粘附时间。酸碱也影响某些矿物向气泡附着的粘附时间。2.主要作用方式（1）直接在矿物表面发生作用。A、调整剂以离子、分子或胶粒状态作用于矿物表面，或发生竞争吸附以增强或削弱捕收剂与矿物表面的相互作用。B、调节矿物表面的溶解，以增强或减少矿物表面对捕收剂吸附的活性质点数，促使捕收剂在矿物表面吸附或从表面解吸。（2）在矿浆中发生作用。作用：调节离子组成或介质的PH值。A、生成难溶盐沉淀或形成稳定的络合物，以消除或降低难溶离子对浮选的不良影响。B、吸附容量大的物质对矿浆中有害离子的吸附。C、调节矿浆的PH值。对浮选过程带来多方面的的影响。3.调整的分类（按作用分类）（1）抑制剂：削弱或破坏捕收剂与矿物相互作用的一大类调整剂。常用：石灰、水玻璃、硫化钠、氰化钠。（2）活化剂：促使捕收剂与矿物相互作用的一类调整剂。常用：硫酸钙、氯化钙、氯化铂、酸、碱。（3）PH调整剂：调节矿浆酸碱度的一类药剂。常用：无机酸、碱。（4）分散剂与絮凝剂：说明：相对性、多重性。二、抑制作用与无机抑制剂1.抑制作用（1）作用和意义：破坏和削弱矿物对捕收剂的吸附，增强矿物表面的亲水性，从而降低矿物可浮性的作用---抑制作用。具有抑制作用的药剂---抑制剂----无机、有机抑制剂。意义：改善捕收剂的作用，提高选择性。对工业原料的品种和精矿的质量要求越来越高，而选择难选取矿和复杂多金属矿石日趋增多，以及矿物储量减少，开采方式的变化等因素的影响，在研究开发各种对矿物具有高选择性情作用的捕收剂外，应对抑制剂的研究和应用提高重大重视，以指导生产实践。（2）抑制作用方式和具体作用形式：A、在矿物表面形成亲水膜或胶粒。其次与捕收剂在矿物表面发生竞争吸附，相互排挤，使捕剂从矿物表面解吸或阻碍捕收剂的作用吸附，两者可能同时发生。B、溶去矿物表面由捕收剂所形成的疏水性覆盖膜。C、溶去易与捕收剂作用的矿物表面活性质点或活化膜。D、除去矿浆中的活化离子。说明：方式多样性，作用的多样性。2.对抑制剂的基本要求：（1）高度的选择性；（2）抑制作用易于消除；（3）与捕收剂无化学反应；（4）价廉易得，经济实用，无毒，低毒不污染环境。3.常用抑制剂（自学）。三、活化作用与活化剂1.活化作用（1）作用与意义：活化作用：能促进和增强矿物与捕收剂的相互作用，提高矿物的可浮性。这种药剂---活化剂。适用情况：A、目的物与捕收剂作用活性不强。---“促进”B、工艺过程的需要，活化受抑制对象。---“复活”意义：同抑制剂一样，对实现各种矿物的有效分离和促进浮选技术的发展均有着重要意义。（2）自发的活化作用矿物在矿床内或在开采磨矿和选别作业中，由于与矿溶性协的相互作用，自发的发生活化作用。例如：氧化，浮选用水。性质：A、不可预知性；B、不可控制性；C、对浮选过程有害有利。（3）有目的的活化作用根据目的物与捕收剂活性不强，甚至于不发生作用，可有目的的加入某种活化剂，使其活化的活化作用。A、预先活化，选前活化处理，捕收。B、硫化作用对特定有色金属氧化矿物的预先活化作用。用可溶性硫化物（硫化钠）活化，在目的物表面形成与捕收剂（黄药）作用的金属硫化物薄膜。C、复活作用活化受抑制矿物表面。（4）活化方式A、溶去矿物表面的抑制剂膜，污染物或溶蚀矿物晶格框架以露出新鲜表面或活性质点。B、在矿物表面形成难溶且有利于捕收剂作用的活化膜。C、活化离子在矿物表面吸附，形成或增强了矿物表面与捕收剂作用的性质点。D、改变矿浆中的离子组成。降低有害离子的浓度，消除有害影响。发挥捕收剂的浮选活性。离子组成的影响复杂，具体情况具体分析。E、加入矿物晶格降低矿物的溶解度。四、矿浆PH值与PH值调节剂1.矿浆自然的PH值及PH调整剂的作用：（1）自然PH值：未加入任何浮选药剂时矿物悬浮液的酸碱度。原因：各种矿物的细小颗粒在水溶液中部分水解时，产生H+或OH-离子的能力不同，或从溶液中吸附H+或OH-离子能力的差别，存在自然PH值。影响：（1）浮选工艺要求PH值；（2）过程的连续性。（2）PH值调整剂的作用与意义：A、直接或间接下地影响矿物的可浮性；B、影响药剂的浮选活性；C、影响矿浆中的离子组成；D、影响矿浆矿泥的分散和凝聚。2.对浮选过程的影响：（1）可浮性的影响：A、电性；B、矿浆的条件，分选条件；C、促进活化膜的形成。总体：影响矿物表面的离解或吸附性质进而影响表面电性；影响矿物表面吸附物的组分与结构，进而影响表面的亲疏水总效应。（2）对药剂浮选活性的影响：A、调节矿浆中捕收剂离子的浓度；B、调节抑制剂及少化剂的离子浓度。（3）改变矿浆中的离子组成，消除或降低矿浆中难免离子的有害影响。（4）影响矿泥的分散或凝聚。

备课教案第页第10次课授课时间：20XX年3月29日章节及主要内容：浮选药剂及其作用机理第三节起泡剂重点内容：起泡剂作用及机理起泡剂的组成及结构对起泡剂的影响难点内容：起泡剂的组成及结构对起泡剂的影响参考资料：《浮选理论与实践》、《浮选》《浮选理论与工艺》教学手段：课堂教学扩展内容：对起泡剂的要求及其应具备的条件教学后记：第三节起泡剂一、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、煤焦工业副产品提取：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。两者的关系如右图：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：A、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=0B、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。六、常用起泡剂（自学）

备课教案第页第11次课授课时间：20XX年３月27日章节及主要内容：第三章浮选药剂及其作用机理第四节气泡的矿化过程重点内容：气泡矿化过程的动力学分析难点内容：气泡矿化过程的动力学分析参考资料：《浮选理论与实践》、《浮选》《浮选理论与工艺》教学手段：课堂教学扩展内容：教学后记：第四节气泡的矿化过程气泡的矿化过程是指矿浆中被浮目的矿物有选择地向气泡粘附，形成矿粒--气泡集合体的一种过程。颗粒附着在气泡上的现象称为气泡的矿化，附着颗粒的气泡为矿化气泡。实际浮选过程的组成：四阶段：接触，粘着，升浮和泡沫层形成。在此四个阶段中，前两者为气泡的矿化过程。其方式有碰撞矿化和所出矿化。两者可能同时发和，形成联合的气泡矿化方式。气泡矿化过程很复杂，根据物理化学原理，可运用热力学方法和动力学方法研究。热力学是一种宏观方法，可用于判断气泡矿化进行可能性。动力学研究则可能于解释气泡矿化过程的机理过程的实质，影响因素，实现条件以及过程的速度等。气泡矿化过程动态演示一、气泡矿化过程的热力学分析原理：热力学第二定律。1.碰撞矿化体系自由能变化：假设：矿粒和气泡附着面积为1个单位（1cm2）。附着前体系自由能：.附着后体系自由能：.自由能变化：.结论：通过分析，疏水矿物能与气泡粘附，亲水矿物不能。讨论：（1）δAW值愈低，ΔE愈小，粘附可能性降低与实际有误。（2）碰撞方法和流态也有影响。（3）接触角的不确定性。（4）矿粒和气泡的水化性的影响。2.析出矿化的热力学分析假设矿物表面析出的气泡比矿物表面小得多。而且矿物表面平坦，析出矿化体系自由能变化注：S1=2πr(r+rcosθ)、S2=πr2sin2θ.讨论：（1）设K=2+cosθ+sin2θcosθ，K、θ关系：θ增大，K减小。（2）δAW不变，ΔE、K关系：K减小，ΔE增大。（3）θ不变，δAW、ΔE关系：δAW减小，ΔE增大。结论：随着润湿接触角的增大，值越小，体系自由能升高越小，微泡析出越容易。即从理论上得出微泡能在已此为疏水矿物表面析出。析出矿化无原则要外界作功，提高选择性。二、气泡矿化过程的动力学分析1.矿粒与气泡的相互接近和碰撞：起因：浮选机的激烈搅拌，矿浆中的气泡向上升浮和矿粒向下荣誉称号以用相界面间表面力场的作用。影响碰撞几率因素：被浮矿物数量、气泡数量和表面积搅拌强度、矿化途径及方式等。2.水化层薄化和破裂：矿物表面和气泡表面均有水化层，水化层薄化和破裂（或局部破裂）需消耗一珲的能量，引起整个自由能发生变化。（1）强水化性矿物表面排除水化膜时，系统自由能的变化。（2）中等水化性矿物表面排除水化膜时自由能的变化。（3）弱水化性矿物排除水化层时，系统自由能的变化。3.气泡矿化途径：途径：碰撞矿化、析出矿化。矿化形态：单泡矿化、群泡矿化、气絮团。4.诱导时间：从瞬间到发生附着瞬间，完成水化层薄化、破裂、三相润湿周边的扩展以及颗粒稳定地粘附于气泡之上四个过程的时间。接触时间：在颗粒和气泡的附着中，颗粒和气泡碰撞开始到颗粒从气泡上脱落瞬间。附着的条件：诱导时间＜接触时间。影响因素：（1）浮选药剂；（2）粒度；（3）气泡的尺寸；（4）颗粒物理性质。5.矿粒在气泡表面粘附：（1）影响因素：矿物粒度与固着机率：（2）矿粒脱落力以及表面疏水性的强弱与固机率：设：在静水中矿粒与气泡的粘着处于平衡状态，并矿物表面平滑、均匀，且比粘着的面积要大得多。A、附着力F附F附=πaδAWsinθB、脱落力：气泡升力或矿粒的重力F1F1=V.g.Δ气体与液体的压力差（或附加脱落力）F2剩余毛细压力.静水压力差.C、平衡方程及粘附条件：F附=F1+F2固体拈附条件：从此静止平衡单一矿化下，推导出的近似式，仅可用于粗略分析影响矿粒－气泡聚合体粘着强度的一主要作用力，以便找出影响粘着强度的主要因素。实际浮选条件下，将产生惯性离心力，此力是主要作用力。6.析出矿化的动力学过程：简介气泡在疏水性矿物表面优先析出的动力学过程。A、气体分子移动：减压瞬间，气体分子向易于聚合起来的区域移动，间断水分子间力的阻碍。B、生成“气泡晶核”。气体分子在范德华力作用一相互聚合，形成气泡晶核，半径为R最小（即能稳定地存在于液相中的气泡最小半径）。气泡剩余毛细压力设P1为气体在溶液内旦饱和状态时的液面压力，P2为降压后气体在溶液内呈饱和状态时的液面压力。C、初生气泡长大。三、浮选速度浮选速度（速率）：单位时间内浮选矿浆中浮起的被浮物数量或回收率。浮选速率方程：泡沫产品随时间变化数量表达式。意义：评价浮选过程进行；分析影响因素；改善浮选工艺；改进浮选机设计；浮选过程控制的最佳化与自动化。浮选的平均速度特点：简单实际：浮选过程中，欲浮目的矿物在不同时间阶段浮选速度不同，开始浮得较快，以后逐渐变慢。实验：浮选速度实验。浮选速度方程别洛拉拉卓夫方程式原理：统计规律应用于研究浮选速度。假计：浮选时间开始浮选时矿浆中侧含欲浮目的矿粒数，为在时间内欲浮目的矿粒进入泡沫产品中数，为留在矿浆中简未浮起欲浮目的矿数，单位时间内进入矿浆的气泡数，矿粒固着于气泡的几率在时间dt内有个气泡，有个矿粒进放泡沫产品，矿粒与气泡碰撞次数成正比。以此式绘制的图形应该为直线。说明：a、纯矿物，窄粒级，可浮性相同。液－气界面很大。其斜率为正值。b、试验结果为形曲线：选别时，先快后慢。c、试验结果为形曲线：选别时，先慢后快。浮选速度方程式的级数。气泡矿化过程属矿粒与气泡间的相互作用，与化学反应中质点间的相互作用相近，可模拟化学力力学中所讨论的化学反应速度方程式来推导浮选速度方程式。以反应物的浓度变化。浓度逐渐降低速度怙慢。在浮选中改用浮选产物随时间的变化来表示反应速度。余留在矿浆中欲浮但沿未被浮出的目的矿物所占有的金属百分数。讨论：（１）内涵。（２）浮选速度与级数

备课教案第页第12次课授课时间：20XX年4月12日章节及主要内容：第四章浮选设备重点内容：充气搅拌式浮选机的结构及特点难点内容：浮选柱结构及工作特点参考资料：《浮选理论与实践》、《浮选》《浮选理论与工艺》教学手段：课堂教学扩展内容：教学后记：为了实现矿粒之间的分离，矿物表面必须具有不同的润湿性，又有数量和质量满足需要的泡沫，还应有合适的机械设备，使它们分成性质和质量各不相同的产品，这些设备就是浮选机。浮选机是实现浮选过程的重要设备。浮选效果的好坏，除药剂、工艺流程的影响外，浮选机性能的优劣有着相当大的关系。为此，各国在改进和发展浮选机方面都做了相当多的工作。自1898年出现全油浮选机，20世纪初利用浮选作为气、固、液三相界面分选矿物的工艺技术以来，至今已有近90年的历史，随着浮选技术的发展，浮选机不断演变，已更换了几十种不同结构的浮选机，由初期的全油浮选机、气体浮选机、真空浮选机、表层浮选机及纯机械搅拌的MS浮选机，至30年代出现了法连瓦尔德型（FW）、阿基泰尔型（AG）、法格古林型（FAG）等机械搅拌空气吸入式浮选机。苏联及东欧各国则广泛使用米哈诺布尔型浮选机，世界上目前有近百种浮选机。但在浮选中占统治地位、应用最广泛的是下部吸气式机械搅拌浮选机。我国解放前的选煤厂均无浮选作业，1956年在滴道选煤厂建立了第一个浮选车间,1965年起,我国开始研制适合我国国情的浮选机,并先后研制成功了XJM-4型、XPM-4型、XJX-Z8型及XJX-T12型浮选机，在选煤厂中得到了广泛的应用，取得了良好的效果。据1979年统计，我国自行设计的XJM-4型浮选机，在国内浮选机中占34%，打破了使用和仿制外国浮选机的局面。并且与浮选机配套的辅助设备，如搅拌桶也得到了相应地发展，研制了矿浆准备器和矿浆预处理器，提高了调浆的效果。浮选机动态演示一、XJM—4型浮选机充气搅拌机构的结构及该浮选机的特点。结构：1、定子；2、套桶；3、轴承座；4、进气管；5、调整盖；6、调整片；7、叶轮；8、中空轴；9、皮带轮。XJK系列浮选机XJM-S浮选机特点：1、层伞形叶轮定子组作充气搅拌机构，同时完成吸浆、吸气和循环矿浆作用；强化浮选过程，双系统吸气，易于调节；“W”形矿浆运动，降低速度，保证矿化时间和液面平稳。2、采用浅槽，提高充气量，降低功率消耗。3、采用小直径高转速的叶轮，降低功率消耗和提高充气量。二、XJM—4型浮选机充气搅拌机构定子叶轮组的结构及矿浆、气体运动特点。图示说明：1、定子，2、叶轮，3、混合室，4、吸浆室，5、吸气室。特点：采用多层伞形叶轮定子组作充气搅拌机构，使之能够同时而且互不干扰地完成吸入矿浆、吸入空气和吸入浮选机内的循环矿浆；由于伞形叶轮上下锥面锥角的不同，使下锥面叶片甩出的新鲜煤浆、上叶片甩出的循环矿浆和中层叶轮甩出的空气交叉相通，对新鲜矿浆与循环矿浆的矿化极为有利，因而能够强化浮选过程；从套筒和空心轴同时吸入空气，增大浮选机的充气量，并易于调节；伞形叶轮使矿浆在浮选机内呈w型运动，使矿浆先甩到槽底，失去部分动能再上升，降低了运动速度，既能保证足够的矿化时间又能保证液面乎稳。三、XJX—T12型浮选机充气搅拌机构的结构及该浮选机的特点。XJK系列浮选机XJX-TA浮选机

图示说明：1、空轴，2、套筒，3、倒锥筒，4、叶轮，5、定子，6、调整片。特点：1、采用双偏摆倾斜叶轮；2、矿浆在浮选槽中进行立体循环；3、采用新的加药方式；4、直流给料；5、增设中心入料管；6、增设中矿箱。四、XJX—Z8型浮选机充气搅拌机构定子叶轮组的结构及矿浆、气体运动特点。在双偏摆倾斜叶轮旋转过程中，矿浆交替受到挤压和扩散作用，加强了矿粒与气泡的接触，井有利于微泡的析出，强化了气泡的矿化作用，由叶轮中甩出的矿浆在其周围的位置正弦曲线形状，提高搅拌作用，可以降低叶轮转速，减少功率消耗。由于倒锥循环筒和假底的作用，浮选槽内中、上部未经矿化的矿浆进入倒椎循环筒循环，而槽内底部和侧壁的矿浆由假底再次进入叶轮又进行循环，得到再次矿化，这种加强的槽内循环路线，有利于粗粒物料的分选，避免了在套筒上开设循环孔使浮选机充气量下降和功率消耗增加的问题。矿浆浮选槽中进行立体循环五、XPM—8型浮选机充气搅拌机构的结构及对浮选设备发展的贡献。图示说明：1、吸气管，2、混合室，3、喷嘴，4、喉管，5、伞形器特点：1、实现微泡浮选；2、增加循环量，提高了处理量；3、为浮选设备气体的引入做出了有力的尝试，在此基础上，研发的浮选旋流器、浮选柱和浮选床均借鉴了该充气方式。六、浮选柱结构及浮选柱工作特点。图示说明：1、充气器，2、下体，3、上体，4、中间筒体，5、风室，6、给料器，7、尾矿管工作特点：(1)分选选择性较高，这是因为在分选过程中，矿粒和气泡呈对流运动，削弱了脉石附着到气泡上和在气泡中央带的机会；由于本身没有运动部件，浮选柱内湍流程度比较低，泡沫层比较厚，因泡沫层中气泡的兼并，利于二次富集作用的发挥；(2)适于浮选细粒和微细粒物科，浮选往中气泡是由压缩空气通过微孔的充气器形成的，其宜径小，根据微细粒物科和气泡的非惯性碰撞矿化机理，对微细粒物科分选有利；(3)节省药剂用量，特别是起泡剂。浮选柱中泡沫层厚，实际上是泡沫柱，气泡不如在机械搅拌式浮选机中密实，起泡剂主要用于控制气泡的大小，因此，用量可以小些；(4)构造简单，制造容易，占地面积小，维修方便，操作容易，节省动力；(5)矿浆的运动状态，总的来说是矿浆和气泡作逆向运动，实际矿浆在柱内是上下翻腾，运动状态比较复杂，控制不好时；操作极不稳定，对浮选效果有一定影响；(6)充气器的孔径极小，容易堵塞和失效。堵塞后使气泡在浮选柱中的均匀度降低，影响分选效果；(7)粗粒物料回收率较低，特别是+28目的物料。一般情况下，用浮选柱分选时，精煤产率较低，但精煤的质量较好。

备课教案第页第13次课授课时间：20XX年4月26日章节及主要内容：第五章浮选工艺第一节粒度第二节药剂制度重点内容：粒度对分选的影响、粗粒浮选的工艺措施、药剂制度难点内容：药剂制度参考资料：《浮选理论与实践》、《浮选》《浮选理论与工艺》教学手段：课堂教学扩展内容：教学后记：第一节粒度为了使浮选过程能够正常进行，必要条件之一是矿石中的有用矿物单体解离。在实践中通过磨矿实现矿物的单体解离，磨矿的粒度与矿物的嵌布粒度关系很大。如矿石磨的过粗，有用矿物解离的不完全，物料中仍有大量的连生体，对精矿质量和有用矿物的回收率产生不良影响；反之，磨矿粒度过细，使有用矿物和脉石泥化，影响分选效果。一、粒度对分选的影响浮选要求矿石中的有用成分应单体解离，再根据不同矿物的可浮性进行分选。未经解离的连生体，其可浮性介于连生体之间，并取决于颗粒所暴露矿物的性质及不同矿物所占的比例和状态。这种连生体虽粒度适合于浮选，但其分选效果并不理想。有用矿物的解离程度是以矿物的单体解离度加以度量的。单体解离度系指新产品中某有用矿物呈单体状态存在的量与该矿物总量之比值的珠百分数。为了测定单体解离度，可以对有代表性的试样，用筛分、水析等方法按粒度进行分级，然后在显微镜下分别测定各级别目矿物的矿物的单体解离度。除矿物的解离度我外，物料的粒度对浮选结果也有很大的影响。粒度太粗，即使矿物已经单体离，但超过气泡的负载能力，能力通常不易浮起。粒度太细，造成泥化，分选的选择性降低，使有用矿物与脉石不能进行有效的分离。不同矿物类型的浮选粒度上限是不同的，据大量选矿厂的实际统计，硫化矿的浮选粒度上限一般为此。0.2～0.25mm；非硫化矿为0.25～0.3mm；对一些密度比较小的非金属矿，如煤、硫磺等，粒度上限比较大，可达0.5mm；而对于难浮的氧化矿物仅能达到0.1mm左右。矿物的可浮性与矿物的粒度有密切的关系。图中列出了两个选矿厂铜、铅、锌回收率与粒度关系的实际资料。从图中可以看出，小于10μm或大于100μm的矿粒，其可浮性明显降低。因此，只有中等粒度的矿粒才具有最佳的可浮性。为了保证浮选过程有合适的粒度，也为磨矿分级操作提供依据，每日每班必须对分级设备的溢流粒度进行测定。如果不具备粒度自动测量和调节的情况下，一般采用快速测量法，可测量溢流中超过某一粒度的含量。该法所用工具为浓度壶和一个性100目或许200目的筛子，计算公式如下：式中r筛上---筛上产物的产率，%；q1---盛满矿浆浓度壶重量，g；q2---湿筛后，筛上产物置于