气泡矿化

简介

矿化形式

浮选过程中气泡矿化是由大量气泡和矿粒共同作用的结果，而气泡和矿粒之间粘着过程存在三种形式。

1.在浮选充气搅拌过程中，微细矿粒群附着在气泡底部，形成“矿化尾壳”。

2.多个小气泡共同携带一个粗矿粒，形成矿粒——微泡联合体。

3.若干个微细矿粒和多个小气泡共同粘着形成絮团。这种形式中气泡和矿粒之间附着的接触面积大，而且它们之间没有残余水化层的气固直接接触。

气泡矿化形式与浮选设备参数及充气搅拌方式有密切关係，在浮选过程中这三种矿化形式并存，只是各自所占比例不同，而大多数浮选过程中以第一种形式为主。

矿化阶段

浮选效果的优劣主要有以下4个阶段决定：1.矿粒和气泡碰撞阶段，即矿粒在矿浆搅拌过程中与气泡发生碰撞接触过程。2.矿粒和气泡粘着阶段。此阶段是矿粒和气泡碰撞之后，疏水性矿粒进一步与气泡水化层接触，使它变薄、破裂的过程。此时形成固、液、气三相体系；3.气——固联合体上浮阶段，经过部分矿粒和气泡附着之后，相互聚结形成矿粒气泡的联合体，在气泡的浮力作用下携带矿粒进入泡沫层；4.形成稳定的泡沫层阶段。经矿粒和气泡之间多次粘附，易脱落的矿粒进入下次的矿化过程，而粘附较牢固的矿粒由气泡带人稳定泡沫层。

影响因素

浮选气泡矿化中，矿粒向气泡选择性附着的过程受多种因素的影响和制约，而其中热力学和动力学因素起决定性作用。

热力学因素

（1）矿粒表面润湿性矿粒能否选择性吸附在气泡上并顺利完成矿化过程，这与它的表面润湿性有关，而表面润湿性与它在固一液一气三相体系中和水、气泡的接触乃至进一步矿化过程有密切联繫。表面润湿现象的产生，是由于水分子结构的偶极现象及矿物晶格构造不同所引起的。矿物表面润湿性越差(疏水性越强)，说明其天然可浮性越好，气泡越易排开矿物表面的水化膜，矿粒在气泡表面的附着也越稳定，因而也越容易被气泡矿化，反之则难已完成气泡矿化。以下通过对矿粒表面润湿性的分析来判断气泡矿化进行的难易程度。

（2）界面自由能

矿粒向气泡前后附着，其系统自由能发生很大变化，可以通过讨论固一液一气三相接触过程中自由能的变化来判断气泡矿化的难易程度。

动力学因素

（1）水化层

矿粒与气泡碰撞附着过程中，矿粒先与气泡相互接近，逐渐挤出两者之间的普通水，当矿粒与气泡之间进一步接触时，矿粒表面的水化膜变薄，此时水化膜自由能增大。如矿粒疏水性较强，则矿粒接触气泡时，矿粒表面的部分水化膜破裂，此时水化膜自由能减小。从微观上讲，当矿粒与气泡靠近时除存在疏水性作用力外，还有静电力和范德华力，以至使不同矿粒在气泡表面形成不同的附存状态。

（2）矿粒的浮力和脱落力

矿粒和气泡附着之后能否上浮至泡沫层，这一环节是检测气泡矿化乃至浮选全过程的重要依据，而矿粒上浮与否主要取决于其所受浮力和脱落力的大小。

（3）气泡停留时间

气泡停留时间的分布决定着矿浆与气泡之间物质转移的驱动力，决定着从捕收区向泡沫区输送物质的能力，因此对浮选的回收率是非常重要的。