浮選粒度的大小與浮選指標的關系

日期：2020-05-27

在浮選過程中，浮選粒度與選別指標關系甚大。浮選時礦粒向氣泡附著是浮選過程的基本行為，礦粒在氣泡上附著的牢固與否，直接影響浮選指標的好壞。但是礦粒在氣泡上附著的牢固程度，除了與礦粒本身的疏水性大小有關之外，還與礦粒的大小有關。就一般而言，礦粒小（除了小于5—10微米外），則向氣泡附著較快，比較牢固，反之，粒度較粗，向氣泡附著較慢，且不牢固。下面來分析礦粒在氣泡上附著的受力情況。
礦粒在氣泡上附著受到以下三個力的作用。
（1）力F1是礦粒在水中的重力，其方向向下，是使礦粒脫離氣泡的力，它等于礦粒在空氣中的重量W = d3δg 減去在水中的浮力f =d3 Δg，即：
F1 =W ?Cf = d3δg - d3 Δg = d3（δ-Δ）g
式中d ——礦粒直徑；
δ——礦粒的密度；
Δ——水的密度。
由上式可見：力F1的大小與礦粒大小（d）的三次方成正比。礦粒大、則從氣泡上脫離的力愈大。

（2）力F2是礦粒在氣泡上附著的表面張力，確切的說，是作用在三相潤濕周邊上的表面張力在垂直方向上的分力，其方向向上，它使礦粒能夠保持在氣泡上附著的力，此力的大小為：F2 = 2πrσ氣-液sinθ
式中r——附著面半徑；
σ氣-液 ——氣-液界面的表面張力；
θ——接觸角（度）。
由上式可知：保持礦粒在氣泡上的附著力F2與礦粒的接觸角θ有關系，接觸角大的，即疏水性大的礦粒，在氣泡上附著的力F2也大。
（3）力F3是氣泡內的分子對于礦粒附著面的壓力，這個力是使礦粒從氣泡上脫離的力，所以其方向是向下丟的。其大小為：
F3 =π r22σ氣-液/R
式中R——氣泡半徑。
由上式可知：大氣泡（R大），則壓力F3較小。

當F 1、F2、F3、三個力處于平衡狀態時，即礦粒在氣泡上附著接近于脫落狀態時，則F2=F1+F3
可以看出礦粒與氣泡之間在相對靜止狀態時，接觸角與表面張力、礦粒的大小（礦粒重量）、附著半徑及氣泡半徑之間的關系。但在實際浮選過程中，礦粒與氣泡是相對運動的，礦粒與氣泡之間受的脫落力比靜止時復雜，而且比上式反應的要大得多。
（1）當礦粒的可浮性較好，即接觸角較大的礦物，浮選粒度可以粗些，當然也有一定的限度，即所謂粒度上限。
（2）對于較粗粒級的浮選，氣泡要大些比較有利，或者說，在氣泡較大的情況下，被浮礦物的接觸角在較小的條件下可以浮選。但是氣泡太大時，氣泡本身的穩定性也差。
根據上述的分析，可見浮選粒度是影響浮選成績好壞的重要因素之一。為了得到較好的浮選技術經濟指標，就要求磨礦細度要合理，不僅使有用礦物充分單體分離，而且粗粒不得大于浮選粒度的上限，細粒的下限不得小于10微米（或5微米）。浮選粒度的上限：硫化礦物一般在0.2~0.25毫米，可浮性好的自然硫為0.5~1.0毫米；煤則更粗些，為1~2毫米。