·986· 北京科技大学学报 第34卷 供了保证 术能够对浮选过程起到明显的强化作用，值得在低 实际上，浮选效果的好与坏，最终决定因素是接 品位难选矿石浮选中推广应用. 触角，这种加药方式有效地控制了接触角，提高矿物 颗粒的可浮性，促进了浮选的顺利进行.杨氏方程 参考文献 如下： [Hidy G M.Aerosols-Anlndustrial and Environmental Science.New 0g=01+01gC0s8. (1) York:Academic Press,1984 式中，σσ.和σ分别为固-气、固一液和液一气界 [2]Lu Z Y.An Aerosol Science.Beijing:Atomic Energy Press,2000 面的表面张力（或表面自由能），0为接触角. (卢正永.气溶胶科学引论.北京：原子能出版社，2000) 接触角的值取决于水对矿物以及空气对矿物的 B] Wang M X,Zhang R J.Frontier of atmospheric aerosols resear- 亲和力值，即σg口.差值大小.在范德华力和静电 ches.Clim Enriron Res,2001,6(1):119 (王明星，张仁健.大气气溶胶研究的前沿问题.气候与环境 引力共同作用下，气泡中的浮选药剂吸附在气泡的 研究，2001,6(1)：119) 水化膜层上，使得气泡具有较大的表面活性，这大大 4] Zhu E Y,Ma B.The present situation of aerosol research in Chi- 增加了气泡与矿物颗粒碰撞时的黏附几率.气泡与 na.Environ Sci Manage,2008,33(12):57 矿物颗粒碰撞瞬间，浮选药剂便通过水化膜层在气一 (朱恩云，马较.中国大气气溶胶研究现状.环境科学与管理， 2008,33(12):57) 固界面上进行吸附传质，降低了σ，并且捕收剂加 [5]Zhu Y,Zheng H Y,Gu X J,et al.Detection of atmospheric aero- 入到气相中，04变化较小，因此0一可差值减小，而 sols.Enriron Sci Technol,2005,28(Suppl 1):175 在一定条件下，σ.值与矿物表面性质无关，可以看 (朱元，郑海洋，顾学军，等。大气气溶胶的检测方法研究.环 成是恒定值，根据杨氏方程可知，日相应增大，气泡 境科学与技术，2005,28（增刊1）：175) 6 Dickhut R M,Cincinelli A,Cochran M,et al.Atmospheric con- 在固体表面展开程度提高，与矿物表面附着更加牢 centrations and air-water flux of organochlorine pesticides along the 固，矿物颗粒的可浮性得到加强，气泡的矿化效果 Westem Antarctic Peninsula.Entiron Sci Technol,2005,39(2): 良好 465 从固-气、气一液和固一液界面各自接触功变化 ] Villa S,Negrelli C.Maggi V,et al.Analysis of a fir core for as- 的角度考虑，下式成立： sessing POP seasonal accumulation on an Alpine glacier.Ecotori- col Environ Saf,2006,63(1):17 △W=△Wg-△W-△W (2) ⑧] Sun J.Retrieral of Aerosol Optical Depth by Hyper Spectral Remote 式中，△W、△W和△W.分别为在标准状态下固一 Sensing and Its Enrironmental Impact [Dissertation].Shanghai: 气、气一液和固一液界面各自接触功的变化，△W表示 East China Normal University,2006 总功. (孙娟.气溶胶光学厚度的高光谱遥感反演及其环境效应[学 位论文].上海：华东师范大学，2006) 从式(2)中分析可知，要使△W尽可能大，需要 Liaoning Metallurgy Institute Aerosol Test Group.Aerosol flotation 尽可能增大△W,减小△W和△W·根据浮选过程 characteristics discussion.Nonferrous Met Extr Metall,1976(3):31 的要求，△W值越大越有利于气泡与矿粒的附着. (辽宁省治金研究所气溶胶试验小组.气溶胶浮选特性的探 基于这个原理，从气相中加入的捕收剂能优先并迅 讨.有色金属：治炼部分，1976(3)：31) 速地吸附在固-气界面上，从而使△W容易增大. [10]Xu T,Sun C B,Yan Z Q,et al.Aerosol flotation technology and its application status.China Min Mag,2011,20(8):75 5 结论 (徐涛，孙春宝，阁志强，等。气溶胶浮选技术及其应用现状 中国矿业，2011,20(8)：75) (1)与传统浮选工艺相比，气溶胶浮选技术可 [11]Foot D G,Mekay J D Jr,Huiatt J L.Column flotation of chro- 使铜钼混合浮选阶段钼的回收率提高3%，浮选时 mite and fluorite ores.Can Metall (1986,25(1):15 12] 间可缩短20%左右.在相同的回收率下，煤油用量 Dobby G S,Finch J A.Particle Collection in column:gas rate and bubble size effects.Can Met Quart,1986,25(1):9 可节省40%.气溶胶浮选的最佳磨矿细度为-200 [13]May K R.The collision nebulizer:description,performance and 目(0.074mm)占65%，浮选矿浆最佳pH值为9. application.Aerosol Sci,1973,4:235 (2)从气相中加入的捕收剂能优先并且迅速地 [14]Cebeci Y,Sonmez I.A study on the relationship between critical 在气一固界面上吸附，加快了气泡的矿化速度：该加 surface tension of wetting and oil agglomeration recovery of cal- 药方式可有效地控制接触角，增强矿物颗粒在气泡 cite.JColloid Interface Sci,004,273(1):300 [15]Ulusoy U,Hicylmaz C,Yekeler M.Role of shape properties of 上的附着强度，提高了矿物颗粒的可浮性 calcite and barite particles on apparent hydrophobicity.Chem (3)针对低品位难选矿石来说，气溶胶浮选技 Eng Process,2004,43(8):1047北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 供了保证． 实际上，浮选效果的好与坏，最终决定因素是接 触角，这种加药方式有效地控制了接触角，提高矿物 颗粒的可浮性，促进了浮选的顺利进行． 杨氏方程 如下: σsg = σsl + σlg cosθ． ( 1) 式中，σsg、σsl和 σlg分别为固--气、固--液和液--气界 面的表面张力( 或表面自由能) ，θ 为接触角． 接触角的值取决于水对矿物以及空气对矿物的 亲和力值，即 σsg--σsl差值大小． 在范德华力和静电 引力共同作用下，气泡中的浮选药剂吸附在气泡的 水化膜层上，使得气泡具有较大的表面活性，这大大 增加了气泡与矿物颗粒碰撞时的黏附几率． 气泡与 矿物颗粒碰撞瞬间，浮选药剂便通过水化膜层在气-- 固界面上进行吸附传质，降低了 σsg，并且捕收剂加 入到气相中，σsl变化较小，因此 σsg--σsl差值减小，而 在一定条件下，σlg值与矿物表面性质无关，可以看 成是恒定值，根据杨氏方程可知，θ 相应增大，气泡 在固体表面展开程度提高，与矿物表面附着更加牢 固，矿物颗粒的可浮性得到加强，气泡的矿化效果 良好． 从固--气、气--液和固--液界面各自接触功变化 的角度考虑，下式成立: ΔW = ΔWsg － ΔWlg － ΔWsl ． ( 2) 式中，ΔWsg、ΔWlg 和 ΔWsl 分别为在标准状态下固-- 气、气--液和固--液界面各自接触功的变化，ΔW 表示 总功． 从式( 2) 中分析可知，要使 ΔW 尽可能大，需要 尽可能增大 ΔWsg，减小 ΔWlg和 ΔWsl ． 根据浮选过程 的要求，ΔWsg值越大越有利于气泡与矿粒的附着． 基于这个原理，从气相中加入的捕收剂能优先并迅 速地吸附在固--气界面上，从而使 ΔWsg容易增大． 5 结论 ( 1) 与传统浮选工艺相比，气溶胶浮选技术可 使铜钼混合浮选阶段钼的回收率提高 3% ，浮选时 间可缩短 20% 左右． 在相同的回收率下，煤油用量 可节省 40% ． 气溶胶浮选的最佳磨矿细度为 － 200 目( 0. 074 mm) 占 65% ，浮选矿浆最佳 pH 值为 9． ( 2) 从气相中加入的捕收剂能优先并且迅速地 在气--固界面上吸附，加快了气泡的矿化速度; 该加 药方式可有效地控制接触角，增强矿物颗粒在气泡 上的附着强度，提高了矿物颗粒的可浮性． ( 3) 针对低品位难选矿石来说，气溶胶浮选技 术能够对浮选过程起到明显的强化作用，值得在低 品位难选矿石浮选中推广应用． 参 考 文 献 ［1］ Hidy G M． Aerosols-Anlndustrial and Environmental Science． New York: Academic Press，1984 ［2］ Lu Z Y． An Aerosol Science． Beijing: Atomic Energy Press，2000 ( 卢正永． 气溶胶科学引论． 北京: 原子能出版社，2000) ［3］ Wang M X，Zhang R J． Frontier of atmospheric aerosols resear￾ches． Clim Environ Res，2001，6( 1) : 119 ( 王明星，张仁健． 大气气溶胶研究的前沿问题． 气候与环境 研究，2001，6( 1) : 119) ［4］ Zhu E Y，Ma B． The present situation of aerosol research in Chi￾na． Environ Sci Manage，2008，33( 12) : 57 ( 朱恩云，马駮． 中国大气气溶胶研究现状． 环境科学与管理， 2008，33( 12) : 57) ［5］ Zhu Y，Zheng H Y，Gu X J，et al． Detection of atmospheric aero￾sols． Environ Sci Technol，2005，28( Suppl 1) : 175 ( 朱元，郑海洋，顾学军，等． 大气气溶胶的检测方法研究． 环 境科学与技术，2005，28( 增刊 1) : 175) ［6］ Dickhut R M，Cincinelli A，Cochran M，et al． Atmospheric con￾centrations and air-water flux of organochlorine pesticides along the Western Antarctic Peninsula． Environ Sci Technol，2005，39( 2) : 465 ［7］ Villa S，Negrelli C，Maggi V，et al． Analysis of a firn core for as￾sessing POP seasonal accumulation on an Alpine glacier． Ecotoxi￾col Environ Saf，2006，63( 1) : 17 ［8］ Sun J． Retrieval of Aerosol Optical Depth by Hyper Spectral Remote Sensing and Its Environmental Impact ［Dissertation］． Shanghai: East China Normal University，2006 ( 孙娟． 气溶胶光学厚度的高光谱遥感反演及其环境效应［学 位论文］． 上海: 华东师范大学，2006) ［9］ Liaoning Metallurgy Institute Aerosol Test Group． Aerosol flotation characteristics discussion． Nonferrous Met Extr Metall，1976( 3) : 31 ( 辽宁省冶金研究所气溶胶试验小组． 气溶胶浮选特性的探 讨． 有色金属: 冶炼部分，1976( 3) : 31) ［10］ Xu T，Sun C B，Yan Z Q，et al． Aerosol flotation technology and its application status． China Min Mag，2011，20( 8) : 75 ( 徐涛，孙春宝，阎志强，等． 气溶胶浮选技术及其应用现状． 中国矿业，2011，20( 8) : 75) ［11］ Foot D G，Mckay J D Jr，Huiatt J L． Column flotation of chro￾mite and fluorite ores． Can Metall Q，1986，25( 1) : 15 ［12］ Dobby G S，Finch J A． Particle Collection in column: gas rate and bubble size effects． Can Met Quart，1986，25( 1) : 9 ［13］ May K R． The collision nebulizer: description，performance and application． Aerosol Sci，1973，4: 235 ［14］ Cebeci Y，Snmez I． A study on the relationship between critical surface tension of wetting and oil agglomeration recovery of cal￾cite． J Colloid Interface Sci，2004，273( 1) : 300 ［15］ Ulusoy U，Hiylmaz C，Yekeler M． Role of shape properties of calcite and barite particles on apparent hydrophobicity． Chem Eng Process，2004，43( 8) : 1047 ·986·