微米级氧化矿物颗粒-气泡间相互作用及界面特性研究

Adhesion efficiency between fine bubble and particle is improved, and the flotation efficiency and recovery are also enhanceed during micro bubble flotation of fine mineral system, which has important theoretical significance to the use of lean fine resources in China. However, mineral and bubble properties, particle-bubble interaction in this system needs to be further strengthened. In this study, the flotation behavior of fine grained oxidized mineral are investigated by micro bubble flotation for micron cassiterite and quartz, the matching relation between bubble size and particle size is discussed. In addition, high speed camera, AFM (atomic force microscope) test methods and surface analysis are used for testing contact angle, surface tension and surface roughness of mineral particle, bubble surface charge, Zeta potential, solid-gas interfacial force and other parameters, and studying the influence of surface physical and chemical properties of particles and bubbles on the collision-adhesion probability between bubble and particle. In the end, control behavior of surface characteristic is quantitative, the mechanism of particle-bubble interface interaction is clarified more complete and particle-bubble interaction model are established to enhance the fine particle flotation.

微泡浮选细粒矿物体系中，小气泡与细颗粒间的粘附效率较高，使细粒矿物的浮选速率及回收率升高，其对我国贫细资源的利用具有重要理论指导意义。该体系中矿物颗粒和气泡性质，颗粒-气泡间的相互作用及界面特性研究有待进一步加强。本项目针对微米级氧化矿物颗粒锡石、石英，通过微泡浮选方法研究细粒氧化矿物的浮选行为，探讨颗粒、气泡尺寸的对应关系；采用高速摄影仪、原子力显微镜等微观测试手段，测定不同条件下矿物颗粒的接触角、表面张力、表面粗糙度、气泡表面荷电性、ζ电位、固-气间界面力等参数，运用表面分析法，研究颗粒、气泡的表面物理化学性质对颗粒-气泡间相互碰撞、粘附概率的影响，量化界面特性的控制行为，阐明细粒浮选体系中颗粒-气泡间界面作用机理，建立颗粒-气泡间的相互作用模型。研究结果为微泡浮选细粒矿物的实际应用提供理论支持。

微泡浮选细粒矿物体系中，小气泡与细颗粒间的粘附效率较高，使细粒矿物的浮选速率及回收率升高，其对我国贫细资源的利用具有重要理论指导意义。该体系中矿物颗粒和气泡性质，颗粒-气泡间的相互作用及界面特性研究有待进一步加强。本项目针对微米级氧化矿物颗粒锡石、石英，通过微泡浮选方法研究细粒氧化矿物的浮选行为，探讨了颗粒、气泡尺寸的对应关系；采用高速摄影仪、原子力显微镜等微观测试手段，测定了不同条件下矿物颗粒的接触角、表面张力、表面粗糙度、气泡表面荷电性、ζ电位、固-气间界面力、诱导时间等参数，运用表面分析法，研究颗粒、气泡的表面物理化学性质对颗粒-气泡间相互碰撞、粘附概率的影响，量化界面特性的控制行为，阐明细粒浮选体系中颗粒-气泡间界面作用机理。揭示了颗粒−气泡间相互碰撞、粘附、脱附的发生机制和基本规律，确定气泡对细颗粒矿物的捕集概率与矿物颗粒、气泡尺寸的关联性。 实现了颗粒−气泡间界面力和微细粒氧化矿物可浮性之间的可控调节，查明了微米级氧化矿物颗粒−气泡间的相互作用模式。确定了颗粒-气泡间的诱导时间对二者之间相互作用起到决定性作用，同时揭示了基于参数测定计算的颗粒−气泡间的相互作用力与已有的颗粒−气泡间相互作用关系差异，对已有模型进行参数修正，建立了适合本申请项目研究体系的颗粒−气泡间的碰撞、粘附模型。研究结果为微泡浮选细粒矿物的实际应用提供理论支持。