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矿物的电现象与可浮性之矿物表面的双电层

 

鼎工磁电编辑             2018-6-2

电磁选机

 

矿物表面的双电层

 

浸在水中的矿粒,受水及溶质作用以后,界面会产生与溶液体相不同的电荷分布,正负离子各偏于固液两相的一侧,这种双层电荷称为双电层。浮选体系中固相表面与液相出现电位差的原因可分三类:

 

  1. 优先解离。在水中的矿物,其正、负离子受水偶极的引力不同,受水偶极引力大的离子,解离后进入溶液的数量较多,而受引力较小的离子,余留在固相表面的数量较多。比如方解石和萤石在中性溶液中带正电荷,即是从它们的表面进入溶液的碳酸分子和附分子比钙离子多。而白钨矿在中性溶液中带负电荷,即是从它的表面进入溶液。
  2. 优先吸附。矿物表面因极性和不饱和键能的不同,对不同离子的亲和力也不同,因而使得矿物表面对电解质溶液中正负离子的吸附不等量,导致矿物表面带电,当矿物表面优先吸附负离子时,矿物表面带负电荷;反之,则带正电荷。溶液中,过量的离子容易优先吸附在矿物表面。矿物表面本身的电性,对吸附有选择性,反号离子更容易附在矿物表面。
  3. 晶格取代。白云母一类的硅酸盐,因为三价铝离子在四面体中取代了硅离子,层面上引入钾离子,在水中时钾离子溶于水,表面总荷负电,而且与溶液的条件无关。

 

双电层的结构与电位

 

固相表面内侧是双电层的内层,又称定位离子层,紧靠表面外侧的是密集层,其中的离子受固相表面的静电引力和范德华力最大,排列紧密,能跟着固相在液相中移动。固相在液相中运动时是沿着滑动面和液相作相对运动的。滑动面到双电层边界之间的一层称为扩散层。

 

密集层与扩散层中占优势的离子,与固相表面占优势的离子符号相反,力图与双电层内层的离子平衡,所以又称双电层的外层。这些反号离子又叫配衡离子。

 

带双电层的矿粒和周围的溶液处于相对静止状态,内层和外层总的正负电性是平衡的,且定位离子和配衡离子电荷符号相反而数值相等。双垫层电位有两个概念。

 

由于电动点位测定较容易,因此可用测定PZR的方法来测定PZC,掌握不同矿物的零电点,对选择浮选药剂、研究药剂的作用机理有重要意义。

 

 

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