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如何判别浮选泡沫层?

浏览数量:0     作者:本站编辑     发布时间: 2021-06-15      来源:本站

1.两相泡沫


两相泡沫是气相在液相中的一种分布形式,其特点是气相体积远大于液相体积,故液相呈薄层状分割气体。液相中的气泡分散体浮升至液面稳定聚集即成泡沫,没有固相参与的泡沫叫两相泡沫。浮选中形成的含有大量矿粒或其他第三相物质泡沫称三相泡沫。两相泡沫比较简单,在评价及研究起泡剂及泡沫时经常用到。 


两层泡沫层,在相邻气泡大小相差不大的情况下,往往形成水层夹角互为120°的三气泡结构单元,由三叉水层分隔。此种三叉水层结构又称普兰台边界。普兰台边界对泡沫的脱水起作用。


三相泡沫层,在泡沫层的下部以圆球状的小气泡为主,分隔水层很厚,含水较多;泡沫层上部水层逐渐变薄,气泡逐渐变大,主要由多面体的大气泡组成,水层很薄,含水很少。三相泡沫除分隔水层中有大量矿粒外,结构与两相泡沫相似。


同其他的二元分散体系(如乳浊液、气溶胶)一样,泡沫是不稳定体系。泡沫层总是处于表层的老气泡不断破灭及下部不断补充新鲜气泡的动态平衡状态。泡沫层中气泡破灭的主要原因如下: 


      (1)脱水作用一一泡沫层中分隔气泡的水层由于受重力、蒸发及表面张力等作用而逐渐变薄。重力作用使泡沫层上部的水向下流动,最终进入液相。在泡沫层表面的水层又因水分不断蒸发而进一步变薄。在普兰台边界的交界处(标以x〕形成凹面,按曲面压力公式(液相与气相界面的压力差为,液面的曲率半径为R),凹液面处 ΔP为负值,而平液面y处ΔP为零,故水层在x处的压力小于y处,使y处的水向x处汇集,y处水层变薄。


(2)分隔水层的破裂一一泡沫层的脱水作用使分隔水层变薄到极限厚度(1.0~ 1.5〕X10-8m,,此时的水膜叫黑斑〔Black Spot〕或黑膜。由于两气液面非常靠近,位于界面层的起泡剂分子及水分子以氢键及分子力互相吸引,加之界面双电层的静电斥力作用,使黑膜变得极为稳定,如无外力作用,可持续存在一定时间,一旦受外力和药剂影响,顷刻破裂。


由此可见,两相泡沫层的破灭,可分为分隔水层变薄和黑膜破裂两段。泡沫寿命也由这两段的进展状况而定,往往黑膜的破裂速度起决定性作用。


2.三相泡沫----矿化泡沫层


如上所述,含有矿粒或第三相的泡沫就是三相泡沫。三相泡沫有许多与两相泡沫相似之处,如泡沫层中气泡自上而下由大变小,分隔水层自上而下由薄变厚,泡沫层上部的大气泡显著变形等。常见的矿化泡沫层,浮选过程中理想的三相泡沫是由矿化充分、大小适度的气泡组成的,不发粘,有较好的流动性,除气泡顶端外,其他气泡表面均被矿化。有时在浮选过程中可以观察到由疏水絮凝体和许多小气泡形成的矿化泡沫,这种泡沫含大量的疏水矿粒和少量的水,有较高的稳定性,不易破裂。在扫选过程中经 常碰到“水泡”,此种泡沫矿化程度较差,含大量的水,气泡较大且易碎。有时,在泡沫层上出现喷水雾现象,此种现象多半是由于起泡剂用量过多引起的,使气泡变脆,水分增高,这种脆泡往往矿化极差,说明浮选药剂使用不当,浮选过程失调。


泡沫层中的固体颗粒强烈地影响泡沫的稳定性。对于充分矿化的泡沫层,矿粒在气液界面密集排列,相当于给泡沫“装甲”,气泡兼并时需要消耗额外的能量以使粘附的矿粒脱落,使兼并难以发生;再者,由于在气液界面有矿粒粘附,分隔水层产生一种毛细作用力,此种力使水层厚度保持一定。当矿粒的接触角介于0。~ 90。时,随着接触角增大,矿粒在气泡上的粘着变得更加牢固,泡沫层的稳定性亦相应增大。但如果矿粒的接触角大于90。,疏 水 矿 粒 反而成为沟通水层两边空气的媒介,促使气泡兼并。


矿粒的形状及大小也影响泡沫层稳定。矿粒过粗,稳定作用降低。例如添加0.1mm的方铅矿矿粒可使异戊醇溶液的泡沫层寿命由17s增加到几小时,而0.3mm的方铝矿只能使泡沫层寿命由17s增至60s。小于0.1mm的 疏水胶粒破坏泡沫的稳定性。矿粒的形状也很重要,一般扁平矿粒产生较稳定的泡沫。

 

浮选泡沫层的形成和破灭是一个动平衡过程。气泡带着一定厚度的矿浆层上浮,到达泡沫层时逐步密集并互相干扰,并以一定速度继续上升;与此同时,由于泡沫层的脱水作用,进入泡沫层的一部分水挟带未粘着或粘附不牢的矿粒下落并返回矿浆。


泡沫层的脱水、气泡互相兼并使气液界面减少、气泡壁破裂时的颠动等, 使粘附于气液界面的矿粒根据粘附牢固性大小竞争气液界面。矿粒粘附的牢固性主要取决于其疏水性及形状。疏水性较差的矿粒粘着不牢,首先脱落,随向下流动的水返回液相。于是,泡沫层中矿粒的矿物组成或品位随泡沫层高度而变化,精矿品位随泡沫层高度而提高,脉石矿物则主要聚集在泡沫层下部。这种目的矿物在泡沫层的富集现象叫二次富集作用。二次富集作用对提高精矿品位有利。为了充分利用此种作用,应注意刮泡方式及刮泡速度,同时应为脉石矿粒在泡沫层中下落创造必要条件。如调整药剂制度,减少泡沫粘性,扩大目的矿物与脉石矿物的可浮性差别等,甚至可在泡沫层上适当喷洒清水。但要注意喷水量,过大过小都不好。


根据对泡沫层结构的分析,近年来国内外的一些研究者设计了一种泡沫分选机。它的原理在于经过充气器和事先在槽内加入适量的起泡剂和捕收剂,致使分选槽的表面造成一层厚厚的已吸附起泡剂和捕收剂的泡沫层。另外,与一般的浮选方法不同之处是浮选入料加入泡沫层的表面,由于各种矿物的疏水性不同,因而泡沫层对各种矿物的选择作用也不同。疏水性好的矿物很容易粘附于泡沫而进入精矿;疏水性差的矿物则由于矿物的重力作用穿透泡沫层而进入矿浆,随尾矿排除。泡沫分选机的分选原理就在于泡沫层与不同疏水性矿物的作用不同。


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