浮选粒度的大小与浮选指标的关系

日期：2020-05-27

在浮选过程中，浮选粒度与选别指标关系甚大。浮选时矿粒向气泡附着是浮选过程的基本行为，矿粒在气泡上附着的牢固与否，直接影响浮选指标的好坏。但是矿粒在气泡上附着的牢固程度，除了与矿粒本身的疏水性大小有关之外，还与矿粒的大小有关。就一般而言，矿粒小（除了小于5—10微米外），则向气泡附着较快，比较牢固，反之，粒度较粗，向气泡附着较慢，且不牢固。下面来分析矿粒在气泡上附着的受力情况。
矿粒在气泡上附着受到以下三个力的作用。
（1）力F1是矿粒在水中的重力，其方向向下，是使矿粒脱离气泡的力，它等于矿粒在空气中的重量W = d3δg 减去在水中的浮力f =d3 Δg，即：
F1 =W ?Cf = d3δg - d3 Δg = d3（δ-Δ）g
式中d ——矿粒直径；
δ——矿粒的密度；
Δ——水的密度。
由上式可见：力F1的大小与矿粒大小（d）的三次方成正比。矿粒大、则从气泡上脱离的力愈大。

（2）力F2是矿粒在气泡上附着的表面张力，确切的说，是作用在三相润湿周边上的表面张力在垂直方向上的分力，其方向向上，它使矿粒能够保持在气泡上附着的力，此力的大小为：F2 = 2πrσ气-液sinθ
式中r——附着面半径；
σ气-液 ——气-液界面的表面张力；
θ——接触角（度）。
由上式可知：保持矿粒在气泡上的附着力F2与矿粒的接触角θ有关系，接触角大的，即疏水性大的矿粒，在气泡上附着的力F2也大。
（3）力F3是气泡内的分子对于矿粒附着面的压力，这个力是使矿粒从气泡上脱离的力，所以其方向是向下丢的。其大小为：
F3 =π r22σ气-液/R
式中R——气泡半径。
由上式可知：大气泡（R大），则压力F3较小。

当F 1、F2、F3、三个力处于平衡状态时，即矿粒在气泡上附着接近于脱落状态时，则F2=F1+F3
可以看出矿粒与气泡之间在相对静止状态时，接触角与表面张力、矿粒的大小（矿粒重量）、附着半径及气泡半径之间的关系。但在实际浮选过程中，矿粒与气泡是相对运动的，矿粒与气泡之间受的脱落力比静止时复杂，而且比上式反应的要大得多。
（1）当矿粒的可浮性较好，即接触角较大的矿物，浮选粒度可以粗些，当然也有一定的限度，即所谓粒度上限。
（2）对于较粗粒级的浮选，气泡要大些比较有利，或者说，在气泡较大的情况下，被浮矿物的接触角在较小的条件下可以浮选。但是气泡太大时，气泡本身的稳定性也差。
根据上述的分析，可见浮选粒度是影响浮选成绩好坏的重要因素之一。为了得到较好的浮选技术经济指标，就要求磨矿细度要合理，不仅使有用矿物充分单体分离，而且粗粒不得大于浮选粒度的上限，细粒的下限不得小于10微米（或5微米）。浮选粒度的上限：硫化矿物一般在0.2~0.25毫米，可浮性好的自然硫为0.5~1.0毫米；煤则更粗些，为1~2毫米。