矿物浮选工艺中矿化泡沫层分析

在矿物浮选工艺中，含有矿粒或第三相的泡沫就是三相泡沫。三相泡沫的泡沫层中气泡自上而下由大变小，分隔水层自上而下由薄变厚，泡沫层上部的大气泡显著变形。本文主要对泡沫层的稳定、形成和破灭、矿物在泡沫层的富集过程进行分析。

浮选过程中理想的三相泡沫是由矿化充分、大小适度的气泡组成的，不发粘，有较好的流动性，除气泡顶端外，其他气泡表面均被矿化。泡沫层中的固体颗粒强烈地影响泡沫的稳定性。对于充分矿化的泡沫层，矿粒在气液界面密集排列，相当于给泡沫“装甲”，气泡兼并时需要消耗额外的能量以使粘附的矿粒脱落，使兼并难以发生；再者，由于在气液界面有矿粒粘附，分隔水层产生一种毛细作用力，此种力使水层厚度保持一定。当矿粒的接触角介于0~90度时，随着接触角增大，矿粒在气泡上的粘着变得更加牢固，泡沫层的稳定性亦相应增大。但如果矿粒的接触角大于90度，疏水矿粒反而成为沟通水层两边空气的媒介，促使气泡兼并。

矿粒的形状及大小也影响泡沫层稳定。矿粒过粗，稳定作用降低。矿粒的形状也很重要，一般扁平矿粒产生较 泡沫。例如添加0.1mm的方铅矿矿粒可使异戊醇溶液的泡沫层寿命由17s增加到几小时，而0.3mm的方铅矿只能使泡沫层寿命由17s增至60s。小于0.1um的疏水胶粒破坏泡沫的稳定性。浮选泡沫层的形成和破灭是一个动平衡过程。气泡带着一定厚度的矿浆层上浮，到达泡沫层时逐步密集并互相干扰，并以一定速度继续上升；与此同时，由于泡沫层的脱水作用，进入泡沫层的一部分水挟带未粘着或粘附不牢的矿粒下落并返回矿浆。

泡沫层的脱水、气泡互相兼并使气液界面减少、气泡壁破裂时的颠动等，使粘附于气液界面的矿粒根据粘附牢固性大小竞争气液界面。矿粒粘附的牢固性主要取决于其疏水性及形状。疏水性较差的矿粒粘着不牢，首先脱落，随向下流动的水返回液相。于是，泡沫层中矿粒的矿物组成或品位随泡沫层高度而变化，精矿品位随泡沫层高度而提高，脉石矿物则主要聚集在泡沫层下部。这种目的矿物在泡沫层的富集现象叫二次富集作用。二次富集作用对提高精矿品位有利。