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浮选厂如何稳定浮选泡沫?

发布日期:2020-02-18 12:20 作者:昆明昆重矿山机械 来源:本站 阅读量:
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浮选工艺流程中,稳定浮选泡沫是一个重要的技术环节。纯水中的气泡很不稳定。当水中含有很少的起泡性物质时,产生的气泡就很稳定,气泡的兼并和破灭,都会大大减少。这是为什...

  浮选工艺流程中,稳定浮选泡沫是一个重要的技术环节。纯水中的气泡很不稳定。当水中含有很少的起泡性物质时,产生的气泡就很稳定,气泡的兼并和破灭,都会大大减少。这是为什么?

浮选厂如何稳定浮选泡沫?

  开始人们简单地认为加入起泡剂以后,降低了表面张力,从而降低了体系自由能。这种观点至少是片面的。因为降低表面自由能是相对的,表面张力很低的纯起泡剂并不能产生稳定的泡沫。双丙酮醇不是表面活性剂,它与黄药共用时,可以产出优质精矿的矿化泡沫。实际上起泡剂使其溶液泡沫稳定的一个重要原因是,它使气液界面富有弹性。或者说它使气泡表面张力能够随着表面的扩大或收缩相应地增大或减小,从而增强了气泡对外力挤压的抵抗。

  为了理解这个问题,先从动的观点来研究液面附近一个气泡,假定其表面上吸附了一定密度Γ1的起泡剂分子,具有表面张力σ1,突然,该气泡受到矿浆波浪的冲击,局部发生伸张或压缩,由圆形变成不规则的形状,此时气泡体积没有变化,但是气泡的面积局部增大了,其中的气体受冲击后有向泡外冲出的趋势。

  由于表面积局部张大了,周围液相内部的起泡剂分子,一时来不及向面积扩张的区域补充,原来吸附在表面扩张地区的起泡剂分子吸附密度变为Γ2,且Γ2〈Γ1,表面张力因此比σ1大,表面张力这种瞬时增大是有利于约束气体分子向外冲出的。稍停片刻,外部矿浆波动消失,气泡恢复原形,起泡剂分子的吸附密度必将恢复到Γ1,表面张力也将恢复到σ1。

  这种作用称为吉布斯弹性(Gibbs elasticity)。如果液体中没有起泡剂,表面张力就不可能有这种变化,以消除泡内气体在个别部位冲击造成的危险。一般说来,浮选的矿浆面波动频繁,气泡表面的振动次数很多,气体冲击造成气泡破裂所需的时间很短,所以它比泡层中液体下流,分子蒸发等原因导致的气泡破裂的可能性大很多。至此不难理解:起泡剂使气泡表面具有弹性是使气泡能够延长寿命最重要的因素。

  实际上,气泡表面张大时,周围液体中的起泡剂分子,立即通过扩散或对流,向吸附密度稀薄的表面进行补充,矿浆中的起泡剂分子浓度越大,这种补充就越快。浓度达到一定限度以后,弹性渐渐变小,继续增加起泡剂用量,起泡效果反而变坏。所以当起泡剂的用量很小时(如1mo1/L以下〉,增大起泡剂用量能增强溶液的起泡性,超过某一用量以后,再增加用量,则作用不大,甚至会使起泡作用下降。必须指出,在一般工业生产的条件下,起泡剂的用量是不容易达到顶点的。因为起泡剂用量达到顶点以前,浮选机早就因泡沫过量无法工作了。

  起泡剂使泡沫稳定的第二个因素是起泡剂分子在气-液界面发生定向排列,其极性基指向水并吸引着水分子(极性基水化),所以能降低泡壁中水分子的下流和蒸发速度,使泡壁难以破裂。

  起泡剂分子在气泡表面定向排列以后,两个气泡接触碰撞时,中间垫着两层起泡剂分子和它们极性基的水化层,因此较难兼并,容易保存小泡,而小泡比大泡更能经受外力振动。

  试验证明,向十二垸基硫酸钠的溶液中加入十二醇以后,溶液的表面黏性增大,薄层中水的排出速度减小,气泡的寿命延长。这个试验说明增大溶液的黏性是使泡沫稳定的原因之一。也说明了同时使用两种以上的表面活性剂,能起协同效应。

  像垸基硫酸盐这种阴离子洗涤剂,用8-15碳的异极性脂肪系化合物做辅助剂,辅助剂在吸附剂层中占60%-90%时,能形成最稳定的泡沫。与此相反,如果加人消泡剂,它能从界面上置换掉起泡剂,使泡沫的弹性减小,就可以缩短泡沫的寿命。像煤油用量大时,可以减少松油的泡沫,对于油酸钠的溶液,饱和脂肪酸和醇有一定的消泡作用。

  浮选过程中所遇到的都是有浮游矿粒的三相泡沫,一般比用单一起泡剂生成的两相泡沫稳定。因为固相有三个作用:

  1、磨细的矿粒形成吸水的毛细管,减小泡壁中水的下流速度。

  2、固相铺砌着泡壁,成为气泡互相兼并的障碍。

  3、固相表面的捕收剂相互作用,增强气泡的机械强度。

  此外,矿浆的pH值、无机盐离子组成、矿浆的温度与矿泥的多少等,都会影响泡沫的稳定性。例如pH值高、可溶盐含量高、矿泥多、矿浆温度高,一般都会增加泡沫的稳定性。在硫化矿浮选中,硫酸铜用量多,常使泡沫结板而发脆。

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