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黑龙江科技学院 备课笔记 第 页 第 ５ 次课 授课时间 2002 年 3 月 06日 章节及主要内容 第二章 浮选原理 第二节 界面现象吸附作用 重点内容 吸附作用 难点内容 气液及固液界面的吸附现象 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 教学后记 第三节 吸附现象 一、吸附及对浮选的意义 1.概念 吸附是液体（或气体）中某种物质在相界面上产生浓度增高或降低的现象。 正吸附当加入某种物质后，使溶液表面能降低，表面层溶质的浓度大于溶液内部的浓度，浓度增高现象。这种物质称为表面活性剂。 负吸附当加入某种物质后，使溶液表面能增高，表面层溶质的浓度小于溶液内部的浓度，浓度降低现象。这种物质称为非表面活性剂。 吸附量一定温度下，当吸附达到平衡时，单位面积上所吸附的吸附质的摩尔数，常用“Γ”表示。 2.意义 吸附是浮过程中，相间相互作用的一种主要形式，此外还有吸收，粘附和多相化学反应。研究浮选过程中的吸附现象，对探索浮选理论和指导浮选实践均有重要意义。 二、吸附类型 吸附分为物理吸附和化学吸附。两者区别吸附基面上的化学质点与吸附质之间是否发生化学键的结合。凡由化学键力引起的吸附称为化学吸附；凡由分子键力引起的吸附称为物理吸附。 物理吸附分子吸附，双电层扩散层吸附，半胶半吸附。 化学吸附离子吸附，双电层内层吸附和特性吸附。 1.分子吸附溶液中被溶解的溶质, 以分子形式吸附到固---液，气---液等相界面上，称为分子吸附。吸附的结果不改变矿物表面电性。 2.离子吸附溶质离子在矿物表面吸附，称为离子吸附。 （1）定位吸附定位离子在定位层发生的吸附，具有强的选择性和无取代性，结果改变电性。 （2）交换吸附一种离子交换矿物表面的另一种离子而吸附在矿物表面上。 定位吸附和交换吸附经常同时发生，常在矿物表面生成不溶性盐类，可以改变矿物表面的电性（包括数量和符号）。 3.双电层的吸附 （1）双电层内层吸附----定位吸附 （2）双电层外层吸附 紧密层吸附静电力、范德华力和化学键力。 扩散层吸附静电力。 4.半胶束吸附长烃链非极性端在范德华力的作用下，发生缔合作用，形成类似胶体的结构。 5.特性吸附双电层吸附中除静电吸附以外的吸附。对溶液中某种组分有特殊的亲合力。 三、气---液界面的吸附现象 起泡剂是一种表面活性物质，在气---液界面上呈单分子层定向吸附分子中非极性基透过界面穿过气相，而极性基留在液体中。 非极性基以范德华力相互作用，极性基互相排斥，又与水偶极子相互吸引。 吸附方程（自学），服从吉布斯吸附方程。 四、固---液界面的吸附现象 1.影响因素 （1）吸附剂、吸附质的结构、性质和相互接触的活性质点数。 浮选过程中，矿物作力吸附剂，气体或溶剂作为吸附质。 规律A、极性吸附剂易吸附吸性吸附质或电解质离子。 B、非极性吸附剂易吸附非极性吸附质。 （2）凡能使固---液界面自由能降低得越多的溶质，被吸附量也越多。 （3）溶解度较小的溶质较易被吸附。 （4）同一矿物可能是有不同的吸附性能。 （5）温度有影响，吸附放热，温升，吸附量降低。 2.吸附方程（自学） 3.药剂在矿物表面吸附的类型 （1）按矿物表面吸附产物的形态分类分子吸附、离子吸附、（半）胶束吸附。 （2）按吸附作用进行的方式分类交换吸附、竞争吸附、特性吸附。 （3）按离子在双电层内吸附的位置分类双电层内、外层吸附。 （4）按吸附质与吸附剂之间的作用属性分类物理、化学吸附。 4.几点补充 （1）同一系统中物理、化学吸附并存，且不相互排斥。 （2）随条件的变化，两者可能发生相互转化。 （3）化学吸附当条件适合时，可发展成表面化学反应。 （4）物理吸附是“非定点”性质的吸附，作用缺乏选择性； 化学吸附是“定点”性质的吸附，作用是有选择性的。 （5）矿物表面除吸附溶质外还可吸附溶剂，各组分间存在相互作用和竞争吸附，导致固--吸附的复杂化。 （6）速度较慢，需要一定的接触作用时间----矿浆准备。 5.固---液界面的吸附现象 固体表面所发生的水化、电学性质均是吸附现象的结果。 物理吸附静电力或范德华力，比如水化。 特性吸附物理性质的特性吸附； 化学性质的特性吸附。 化学吸附分子吸附和离子吸附。 固---液界面的吸附服从兰格缪尔吸附方程。 五、液---液界面的吸附现象 两种互不相溶的液体，存在液---液界面。浮选过程中有价值的是油和水进行乳化。此混合液经过搅拌形成O/W或W/O型乳状液。 从分选和分离角度上看，O/W型是油浮选、球团浮选和乳化浮选的基本形式。在泡沫浮选中，O/W型是矿浆中烃类油浮选剂分布存在的基本形态。 浮选药剂的乳化处理方法较多，但添加表面活性剂来降低油---水界面自由能，可以获得分散度适宜和稳定性较高的乳状液。 油水界面吸附层的结构 该系统由三个独立的相构成油、水和中间相。 中间相是表面活性剂和助剂吸附层，两侧表面张力不同即为双重膜（发生弯曲），油相向中间层渗透使其膨胀而渗透深度为4/5双重膜的厚度。水分子和反离子进入中间相的1/5厚度处。由于在中间内包含着多组分，又称混合膜。 油---水的平面吸附层，在压力梯度和油的浸透作用下，使膨胀延伸到油边和水边使压力相等，同时出现曲率而形成球形乳滴。
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