起泡剂存在时气泡的Zeta电位
A M埃尔马赫帝等
摘 要 对4种起泡剂测定了由超声波产生的气泡的Zet a电位。在接近工业浮选矿浆中起泡剂浓度(<20ppm)时,起泡剂对气泡Zeta电位的影响可以忽略不计。随着起泡剂浓度的增大(增大至100pp m),添加F150和戊醇后产生的气泡表面上的电荷数量减少,而由MIB C和庚醇产生的气泡表面上的电荷增多,但是其表面上的电荷仍然很少。气泡表面荷电似乎不影响起泡剂在浮选中所起的作用,特别是不影响所形成的气泡尺寸的大小。应用这些数据简单讨论了在纯水中和在含有非离子型起泡剂的溶液中气泡带电模型。
关键词 浮选 气泡 起泡剂 Zet a电位
概 述
固体颗粒、气泡和有机物液滴在水溶液中会获得表面电荷。对固体颗粒获得电荷研究得比较多,固体颗粒获得表面电荷的原因有离子吸附、组成固体的离子组分优先溶解和表面组分的电离。我们感兴趣的是气泡获得电荷。
气泡表面带电可能在气泡兼并、气泡向固体颗业附着以及矿物浮选、废弃物处理和饮用水处理等工业遇到的一些现象中起着重要作用。在大多数气泡带电研究中只考虑了离子组分、无机盐和表面活性剂。该文献中考虑了在浮选体系中对气泡表面起重要作用的非离子型起泡剂对气泡带电的影响。Y ordan考查了一些高分子量起泡剂,我们研究了一些常用的起泡剂。起泡剂的一个重要作用是能够有助于形成浮选过程所需要的小气泡(015～215mm)。
1 背景资料
气泡表面上的电荷和Zeta电位测定的难点在于,难于将气泡引入到测定槽中和控制气泡的上浮。Mc Taggart和Al ty首先发明用旋转管测量气泡Zeta电位的方法。他们发现空气泡在蒸馏中带有负电荷。
Si roi s等人制定了根据气泡在均匀电场中上升轨迹的偏离程度来测定气泡Zeta电位的方法。其缺点是电场在比较大的测定槽中会产生对流,因而使得测定时间间隔比较短(013～014s)。Coli ns等人通过减小测定槽子的尺寸,来改进测定方法。此时对流是减小了,但是气泡上浮得很快,用肉眼难以观测。Y oon等人得到了比较小(40～80μm)的气泡,但是气泡上浮的问题仍然存在。Usui等人应用多恩效应测量气泡的Zeta电位,多恩效应指的是气泡群产生Zet a电位的效应。
近20年来一些研究者在气泡Zet a电位测定中所做的贡献如表1所示。采用不同的方法产生气泡,但是在大多数p H范围内纯水中产生的气泡的Zeta电位值为负值,其等电点为p H1～315。
表1 文献中报导的产生气泡的方法和气泡Zeta电位
等电点p H范围Zet a电位/mV气泡产生方法和所用的电解质115115～11150～58用玻璃烧结片产生氮气泡,10-2mol/L KCl >33～11-0127～-2917用超声波产生气泡,10-2mol/L KCl
3～315214～1115515～-5118铂丝通电流产生气泡,10-2mol/L NaC l 215215～110～-58由微管产生气泡,不加电解质
3～3152～128～-39用超声波产生气泡,10-3mol/L KCl
显然在大多数p H范围内,纯水中的气泡表面带有负电荷。气泡带电机理在于,水分子偶极在气泡表面上定位和气泡表面附近的水结构与水内部的水结构之间有区别,羟基优先吸附或排斥阳离子。
常用的起泡剂是醇和聚乙二醇,它们在浮选中可减小气泡尺寸和提高泡沫的稳定性,也就是影响气/水界面(气泡表面)的性质。这儿提出的一个问题是,气泡带电是否影响起泡剂的作用。有关非离子型的表面活性剂对气泡带电影响的资料不多。起泡剂定位(起泡剂的极性基朝向水一侧,而非极性基
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2009.1-2 国 外 金 属 矿 选 矿