可浮性是以矿物表面润湿性为标志,反映矿物浮选难易程度的一种矿物表面性质。它以润湿接触角的大小加以度量。矿物的可浮性主要取决于矿物自身天然的表面物理化学性质,但又可以通过某些手段加以调节,在浮选过程中调节矿物可浮性最有效、最灵活的手段就是使用浮选药剂。
应用意义
在选矿过程中,通过技术手段,使矿物与脉石进行分离,依靠的就是矿物不同的可浮性,自然条件下可浮性的矿物并不多,添加相应的化学药剂以提高矿物的可浮性,如:
捕收剂,其作用就是提高矿物的表面可浮性。矿物在破碎时,断裂的是键。由于矿物内部离子、原子、分子扔相互结合,键能保持平衡,而矿物表面层的离子、原子或分子朝向内部的一端,与内部有平衡饱和
键能,但朝向外面的空间一端,键能没有得到饱和,矿物表面的不饱和键有强弱之分。矿物表面的这种键能不饱和性,决定了矿物表面的极性和天然可浮性。
分类
自然界矿物的表面性质千差万别,矿物的可浮性也各不相同。为了系统掌握各种矿物的浮选规律,根据矿物的自然可浮性和所用浮选工艺,前苏联学者埃格列斯(М.А. Эйгелес)将矿物分为6类:
(1)自然金属和重有色金属硫化矿,包括铜、铅、锌、汞、锑等的硫化物和自然金、铂等;这类矿物表面润湿性小,易浮,多用黄药类捕收剂浮选。
(2)非极性非金属矿物,包括石墨、煤、硫和滑石等;它们表面润湿性小,极易浮,用非极性捕收剂,有时仅用起泡剂即可浮。
(3)极性盐类矿物,包括矿物结晶格子中含有碱土金属的阳离子钙、镁、钡、锶等的白钨矿、磷灰石、萤石、重晶石、方解石、菱镁矿、白云石等;这类矿物表面离子键能强,极易同捕收剂中的阴离子作用,能以脂肪酸类捕收剂较好地进行浮选。
(4)有色金属氧化矿物,包括铜、铅、锌的碳酸盐和硫酸盐,以及其他含氧酸的相应盐类矿物,如白铅矿、孔雀石、菱锌矿、铅矾等;这类矿物表面润湿性大,天然可浮性差较难浮,可经硫化后用黄药类、脂肪酸或阳离子捕收剂浮选。
(5)氧化物、硅酸盐和铝硅酸盐类矿物。这类矿物很多,如石英、长石、云母、赤铁矿、磁铁矿、锡石、钛铁矿、金红石,蓝晶石、红柱石、高岭土、绿柱石等;这类矿物的表面润湿性,即其可浮性因其成矿条件和吸附的其他化合物而异,可用脂肪酸类阴离子捕收剂或阳离子捕收剂浮选,但需用适当调整剂进行调浆。
(6)碱金属和碱土金属可溶性盐。这类矿物中已能浮选的有钠盐、钾盐、钾盐镁钒、无水钾盐钾镁钒等;这类矿物可在其本身的饱和溶液中用脂肪酸或阳离子捕收剂浮选。
表面电性与可浮性
单纯利用矿物表面天然可浮性进行矿石中各矿物的浮选分离是有限的,通常要借助一定的浮选药剂,使矿物易于同气泡接触,即提高矿物的可浮性,浮选剂在固-液界面的吸附影响着矿物的可浮性,而这种吸附又受矿物表面电性的影响。因此,矿物表面电性同其可浮性有着密切的联系。
依据矿物的零电点不同,可调节矿浆pH,选择性地使矿物表面荷正电或负电。这样为选择捕收剂的种类(阴离子捕收剂或阳离子捕收剂)人为地改变矿物的可浮性提供了依据。如pH小于零电点,矿物表面荷正电,采用阴离子捕收剂有利于吸附和提高可浮性,pH大于零电点,则采用阳离子捕收剂有利于吸附改善矿物可浮性。
实例
主要矿物可浮性一览表
煤的可浮性
煤的可浮性取决于煤粒与气泡附着前后单位接触面积上自由能降低的程度,以γqy(cosθ-1)表示其可浮性指标(式中γqy为气液界面的界面张力)。煤粒表面的疏水性越强,接触角θ值越大,煤越容易浮选。根据煤的含碳量与煤化程度的相对应关系,以接触角θ为可浮性的标志,很好地说明了不同煤阶煤的可浮性。