氣泡礦化

簡介

浮選質量的優劣主要取決於礦粒在氣泡表面的粘附程度，即氣泡的礦化程度。在氣泡礦化過程中疏水性礦粒優先附著在氣泡上，從而形成氣固聯合體；親水性礦粒很難附著在氣泡上。因此，氣泡礦化過程具有選擇性。而此過程受礦粒表面潤濕性、礦粒物理性質、氣泡大小及浮選槽中熱力學和流體動力學等多種因素的影響。

礦化形式

浮選過程中氣泡礦化是由大量氣泡和礦粒共同作用的結果，而氣泡和礦粒之間粘著過程存在三種形式。

1.在浮選充氣攪拌過程中，微細礦粒群附著在氣泡底部，形成“礦化尾殼”。

2.多個小氣泡共同攜帶一個粗礦粒，形成礦粒——微泡聯合體。

3.若干個微細礦粒和多個小氣泡共同粘著形成絮團。這種形式中氣泡和礦粒之間附著的接觸面積大，而且它們之間沒有殘餘水化層的氣固直接接觸。

氣泡礦化形式與浮選設備參數及充氣攪拌方式有密切關係，在浮選過程中這三種礦化形式並存，只是各自所占比例不同，而大多數浮選過程中以第一種形式為主。

礦化階段

浮選效果的優劣主要有以下4個階段決定：1.礦粒和氣泡碰撞階段，即礦粒在礦漿攪拌過程中與氣泡發生碰撞接觸過程。2.礦粒和氣泡粘著階段。此階段是礦粒和氣泡碰撞之後，疏水性礦粒進一步與氣泡水化層接觸，使它變薄、破裂的過程。此時形成固、液、氣三相體系；3.氣——固聯合體上浮階段，經過部分礦粒和氣泡附著之後，相互聚結形成礦粒氣泡的聯合體，在氣泡的浮力作用下攜帶礦粒進入泡沫層；4.形成穩定的泡沫層階段。經礦粒和氣泡之間多次粘附，易脫落的礦粒進入下次的礦化過程，而粘附較牢固的礦粒由氣泡帶人穩定泡沫層。

影響因素

浮選氣泡礦化中，礦粒向氣泡選擇性附著的過程受多種因素的影響和制約，而其中熱力學和動力學因素起決定性作用。

熱力學因素

（1）礦粒表面潤濕性礦粒能否選擇性吸附在氣泡上並順利完成礦化過程，這與它的表面潤濕性有關，而表面潤濕性與它在固一液一氣三相體系中和水、氣泡的接觸乃至進一步礦化過程有密切聯繫。表面潤濕現象的產生，是由於水分子結構的偶極現象及礦物晶格構造不同所引起的。礦物表面潤濕性越差(疏水性越強)，說明其天然可浮性越好，氣泡越易排開礦物表面的水化膜，礦粒在氣泡表面的附著也越穩定，因而也越容易被氣泡礦化，反之則難已完成氣泡礦化。以下通過對礦粒表面潤濕性的分析來判斷氣泡礦化進行的難易程度。

（2）界面自由能

礦粒向氣泡前後附著，其系統自由能發生很大變化，可以通過討論固一液一氣三相接觸過程中自由能的變化來判斷氣泡礦化的難易程度。

動力學因素

（1）水化層

礦粒與氣泡碰撞附著過程中，礦粒先與氣泡相互接近，逐漸擠出兩者之間的普通水，當礦粒與氣泡之間進一步接觸時，礦粒表面的水化膜變薄，此時水化膜自由能增大。如礦粒疏水性較強，則礦粒接觸氣泡時，礦粒表面的部分水化膜破裂，此時水化膜自由能減小。從微觀上講，當礦粒與氣泡靠近時除存在疏水性作用力外，還有靜電力和范德華力，以至使不同礦粒在氣泡表面形成不同的附存狀態。