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起泡剂的种类及作用原理,浮选药剂,捕收剂,调整剂

时间:2021-3-4 7:47:37  信息来源:本站原创   点击:0

       起泡剂一般均为表面活性剂,其分子结构由非极性的亲油(疏水)基团和极性的亲水(疏油)基团构成,形成既有亲水性又有亲油型的所谓的"双亲结构"分子。亲油基可以是脂肪族烃基、脂环族烃基和芳香族烃基或带O、N等原子的脂肪族烃基、脂环族烃基和芳香族烃基;亲水基一般为羧酸基、烃基、磺酸基、硫酸基、膦酸基、氨基、腈基、硫醇基、卤基、醚基等。

       起泡剂加到水中,亲水基插入水相而亲油基插入油相或竖立在空气中,形成在界面层或表面上的定向排列,从而使界面张力或表面张力降低。一般而言,含极少量起泡剂的水溶液即具有起泡性。

在浮选过程中,使用捕收剂,可提高煤粒表面的疏水性。此时,如果煤浆中有性质良好的气泡粘附煤粒上浮,就能有效实现分选。我们知道,在纯水中气泡是极不稳定的,它们相互接触后便立刻兼并,形成大泡,上升到水面就马上破灭。这种性质的气泡是无法实现泡沫浮选的。(捕收剂:英文名:collector,是改变矿物表面疏水性,使浮游的矿粒黏附于气泡上的浮选药剂。)

造成气泡破灭的原因有三个:

       一是气泡互相接触碰撞时,气泡间水层受气泡本身的挤压而变薄,直至消失,从而使气泡互相兼并。

       二是气泡在上升到液面的瞬间,气泡上部的气液界面跟流体内部相通的水层在两个相界面的压力和液体本身的重力作用下,水受挤压向下流出,水层变薄,直至消失,于是气体就逸出水面。

       三是在水层很薄时,水的蒸发速度起到明显作用,促使气泡破裂。

       起泡剂本身不产生气泡。在向充气煤浆中添加起泡剂后,它能将气流分散成大量直径合适,并具有一定稳定性的小气泡,气泡与疏水性煤粒粘附,实现矿化,升浮到液面,形成泡沫层。

      起泡剂的主要作用有以下几个方面:

      控制气泡大小

依据起泡剂的化学组成,它们属表面活性物质。所谓表面活性物质是指能降低气液界面表面张力的物质。在煤浆中添加起泡剂后,降低了气液界面的表面张力。因此,在同样充气量的条件下,能产生更多的气液界面,即数量多、直径小的气泡,以满足泡沫浮选的需要。

试验表明,煤浆中没有添加起泡剂时,气泡的平均直径约为3—5mm,加入起泡剂后,气泡的直径可以减小到0.5—1mm。

       维持气泡稳定

起泡剂在气泡表面形成了水化层,其极性基吸引水分子,减慢了水从气泡上部向下流动的速度,当气泡上升到液面时,破裂时间得以延缓。在气泡表面定向排列的起泡剂分子也可以降低水的蒸发速度,延长气泡的寿命。这样,就维持了气泡的稳定性。

       减缓气泡兼并

吸附在气泡上的起泡剂分子,其极性基朝向水,与水分子相互吸引形成水化层,当两个气泡相互接近时,水化层起到阻碍作用(如下图:起泡剂减缓气泡兼并示意图)。并且,起泡剂的极性基同性电的相互排斥,也减缓了气泡的兼并。

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