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黑龙江科技学院 备课笔记 第 页 第 10 次课 授课时间 2002 年 3 月 29 日 章节及主要内容 第三章 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/R0 在普兰台界边区△Py0 B、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）
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