DLVO理论及其在浮选中的应用

dlvo理论DLVO理论是描述分散系统中粒子间相互作用的一个理论模型。

它由德比和黑克斯于1954年提出，被广泛用于解释和预测胶体粒子在溶液中的相互作用及其对分散系统稳定性的影响。

DLVO理论主要考虑两个相互竞争的力，即范德华力和重合力。

范德华力是由于电子云的波动引起的瞬时偶极矩产生的吸引力。

它的大小与粒子间的距离成反比，随着距离的增加迅速减小。

应用DLVO理论时，通常用Lennard-Jones势来近似描述范德华力。

重合力是由于带电粒子之间的电荷引起的排斥力。

它的大小与电荷的平方成反比，随着电荷的增加而增大。

重合力的计算通常使用库仑势。

DLVO理论假设胶体粒子在溶液中是均匀分布的，在它们之间不存在其他相互作用力。

实际上，除了范德华力和重合力以外，还存在其他相互作用力，如静电双层作用和浸润作用等。

这些相互作用力会对DLVO理论的适用范围和预测结果产生一定影响。

DLVO理论对于胶体稳定性的研究提供了基本的框架。

根据DLVO理论，当范德华力和重合力之间达到平衡时，胶体粒子处于稳定状态。

如果范德华力大于重合力，胶体粒子会聚集在一起；如果重合力大于范德华力，胶体粒子会分散。

然而，DLVO理论并不完全适用于所有的胶体系统。

因为在实际环境中，胶体粒子可能会存在表面改性、溶解度的变化、电荷中性化等因素的影响。

因此，为了更准确地描述胶体系统，研究者们不断对DLVO理论进行改进和修正，提出了许多扩展模型，如双层电位理论、施特恩-卡丹斯基方程等。

总之，DLVO理论是描述分散系统中粒子相互作用的重要理论模型。

它为胶体稳定性的研究提供了基本框架，但其适用范围有限，需要根据具体实际情况进行修正和改进。

通过不断的实验研究和理论探索，我们可以更好地理解和预测分散系统的行为，为相关领域的应用提供理论基础。

深入理解DLVO理论对于解决胶体系统中的分散问题和稳定性控制具有重要意义，并为相关领域的发展和应用提供了理论指导。

正因如此，在过去的几十年里，人们对DLVO理论进行了大量的研究和实验验证，并取得了丰富的研究成果。

的。

因此,在图4和图5的两条等ΔB线上,α值是相同的。

如改变P C的值做实验,当P C增大,α的值也相应增大。

由于P C变化不大,在一级近似上可视精矿率不变。

在这一推断下,曲线上各点所代表的处理量与其所内含的产量是成正比的。

本文以处理量为变量进行的分析和结论,同样应适用于以精产量为变量的情况。

即是说,在产品质量标准不变的前提下,以处理量为变量所得到的最佳参量配置就是以产量为变量所得到的最佳参量配置。

参考文献〔1〕　R.G erber and R.Birss,High Gradient Magnetic Separation, England Research Studies Press,1983〔2〕　Y.J.Yu,H.L.Nan etc,Feasibility study on kaolin clay pu2 rification and coal desulphurization by superconducting HGMS,Cryogenics》Vol.30,September Supplement1990,(收稿日期　1999年4月10日)〔作者简介〕南和礼　中国科学院电工研究所副研究员煤泥水悬浮液体系中EDL VO理论及应用郭玲香(太原理工大学・030024)　欧泽深(中国矿业大学・徐州　221008)胡明星(东南大学・上海　210000) 摘　要　阐述了EDLVO理论的基本原理,并计算了煤泥水悬浮液体系中颗粒间的作用能。

煤是天然疏水性矿物,煤粒表面间的疏水吸引力对颗粒的凝聚起主导作用。

计算结果表明:EDLVO理论综合考虑颗粒间的各种相互作用能,能够很好地说明细粒煤的凝聚与分散行为。

关键词　煤泥水　颗粒　相互作用　EDLVO理论EDL V O THEOR Y AN D ITS APPL ICATION IN COALSL URR Y SUSPENSIONGuo Lingxiang(Taiyuan University of Technology)Ou Zeshen(China University of Mining&Technology)Hu Mingxing(S outheast University)Abstract:Not only the basic principle of the EDLVO theory has been expounded,but also the every kind interaction of fine coal particles in coal slurry suspension is calculated in this paper.Coal has the character of nat2 ural hydrophobicity,and the hydrophobic interaction between particles is a decisive factor to the aggregation of particles in hydrophobic suspension.The calculated results show that only the EDLVO theory can explain suc2 cessfully the aggregation or dispersion of fine coal particles.K eyw ords:Coal slurry,Particle,Interaction,EDLVO theory 近十几年来,化学工作者发现在亲水或疏水胶体粒子间存在某种特殊的相互作用力,对胶体分散体系的稳定性起决定性作用,从而提出了EDLVO理论〔1〕。

胶体化学考点一、σ的定义：恒温恒压下，可逆地增加单位表面积，环境对体系所做的功，单位J〃m-2定义表面张力（σ）：单位长度液体表面的收缩力，单位N〃m-1（或mN〃m-1）表面过剩：表面浓度与体相浓度之差接触角：在固、l、g三相交界处，作l-g界面的切线，由此切线经液体内部与液固界面所成的夹角二、L ap l ace方程：三种特殊情况下的表达式1、曲面为球面，则R1=R2=R，ΔP=2σR2、曲面为柱面，则R1=R，R2=≦，ΔP=σ/R3、气泡存在两个g-l界面，且R1=R2=RΔP=4σ/R三、沾湿、浸湿、铺展，润湿过程的热力学判据，接触角判据。

•热力学判据沾湿 - Wa=σg-l(1+cosθ)≥0 θ≤180°浸湿 A=σg-l cosθ≥0 θ≤90°铺展 S=σg-l(cosθ-1)≥0 θ≤0°•接触角判据：通常真截将θ作为润湿与否的依据，θ>90°时，称为不润湿；θ<90°时，称为润湿；θ≤0°时（或不存在）铺展。

四、吸附等温线的类型类型Ⅰ：单分子层吸附，远低于P时，即吸满单分子层，P上升, 不再增加类型Ⅱ：S型吸附等温线（常见），低压下为单分子层，压力增加，产生多分子层吸附，图中B是低压下曲线的拐点，通常认为吸满了单分子层，B也即计算比表面的依据，如-195℃下氮在铁催化剂上的吸附。

类型Ⅲ：较少见，一开始即为多分子层吸附。

类型Ⅱ、Ⅲ在P→P0时，曲线趋于纵轴平行线的渐近线，表明产生了吸附质的凝聚，如低温下（-137.7～-58℃）溴在硅胶上的吸附。

类型Ⅳ：低压下产生单分层吸附，压力增加，吸附剂的孔隙结构中产生毛细凝聚，急剧上升，毛细孔中装满吸附质后, 不再上升。

如常温下，苯在硅胶上的吸附。

类型Ⅴ：低压下即产生多分子层吸附，压力增加，毛细凝聚五、单分子层吸附理论假设（1）被吸附分子间无作用力，因而分子脱附不受周围分子的影响。

微细粒级钛铁矿浮选中DLVO理论的应用------钒钛物理化学之系列学术讲座原创邹建新教授等朱阳戈等采用DLVO理论对微细粒级钛铁矿浮选过程的凝聚、分散等进行了研究。

（1）DLVO理论DLVO理沦是解释胶体稳定性的理论，可用于计算矿物颗粒的相互作用机理。

该理论以胶体粒子问的相互吸引和相互排斥为基础，当粒子相互接近时，这两种相反的作用力就决定了胶体分散体系的稳定性。

若令V T D为胶体粒子间相互作用总能量，则：（2.17）式中V w为颗粒例范德华相互作用能，V E为颗粒问的静电相互作用能。

对于球形颗粒问的范德华作用能表达式为：（2.18）式中：A为Hamake常数，R1、R2分别为两种矿物颗粒的半径，H为颗粒的间距。

颗粒1和颗粒2在介质3中相互作用的Hamaker常数由下式给出：（2.19）对于半径分别为R l和R2的不同粒子间的静电相互作用能如下式：（2.20）其中：式中εa=ε0εr，ε0为真空中绝对介电常数8. 854x10-12C-2J-1m-1，εr 为分散介质的绝对介电常数，水介质的εr = 78 .5 C-2J-1m-1，则εa=6 .95x 10-10 C-2J-1m-1，φ01和φ02分别为两种矿物的表面电位，单位为v，H为两颗粒间距离，单位为nm，κ-1为Debye长度，单位为nm，代表双电层厚度，在298K时，对于1：1型电解质：（2.21）式中C为离子体积摩尔浓度mol·l-1。

假定C=10-3 mol·l-1，则K=0.104nm-1。

(2)扩展的DLVO理论由于在浮选体系中各种浮选药剂的存在，经典的DLVO理论不能圆满的解释浮选剂存在下矿物颗粒的聚集分散行为，甚至得出完全相反的结果。

EDLVO理论主要是在胶体分散体系中，在粒子间相互作用的DLVO理论所涉及的范德华力和静电力的基础上加上其他可能存在的各种相互作用力，即矿物粒子间相互作用总能量可由公式给出：（2.22）式中：V w为范德华力作用能，V E为静电力作用能，V HR为水化相互作用排斥能，V HA为疏水相互作用吸引能，V SR为空间稳定化作用能，V MA为磁吸引势能。

《资源加工学》考试试卷
姓名：班级：学号：计分：
(注意：请在答题纸上作答)
一、名词解释(共15分，每题3分，任选5题作答)
1.增溶作用
2.临界胶团浓度（CMC）
3.HLB值
4.DLVO理论
5.相比
二．简答论述题（40分）
1. 润湿现象中沾湿、铺展和浸润三种类型的区别和联系？（6分）
2. 简述半胶束吸附现象及其在浮选中的应用，并简述半胶束吸附与临界胶团浓
度有何区别与联系？（8分）
3. 异极性浮选捕收剂的结构有何特点？主要有哪些类型？（5分）
4. 大分子药剂的抑制、絮凝和分散机理分别是什么？（7分）
5. 什么是化学分选？它与物理分选和表面物理化学分选相比有何特点？具体适
用范围如何？（8分）
6. 影响浮选药剂性能的因素有哪些？捕收剂的亲固基团与矿物表面吸附遵循什
么原则？（6分）
三. 计算论述题（30分）
1. 某选矿厂药剂配置搅拌桶直径D为1.5m，标定有效药液配置高度为1.1m，
每次加入一桶W为100kg丁黄药。

设药液近似于水的密度1000kg/m3,求药液质量分数WB(重量浓度)。

（6分）
2、某一浮选试验试样重500g，磨矿时加水230ml，浮选时加浓度0.5%的黄药
8.5ml，添加每滴为5mg的松醇油4滴。

问这个实验的磨矿浓度（%）是多少？
黄药和松醇油的用量（单耗g/t）各多少？（6分）
3.计算C16H31SO4Na得HLB值，并说明其用途。

（6分）
4. 如何应用浮选电化学中的Eh-pH图来解释浮选作用机理？（12分）。

69胶体溶液，从本质上讲，是一个热力学不稳定的溶液系统。

这是因为胶体溶液本身是一个高度分散的溶液系统，表面的自由势能很大，因此其在存在的过程中，胶体溶液的表面自由能有自发减少的倾向，通过改变自身的物理及化学状况以达到总自由能最小的稳定状态。

如果胶体溶液的存在条件发生改变，就会对其的稳定性有显著的影响，甚至使其发生沉降和凝聚，从而变得不稳定。

因此，稳定性是胶体溶液的一个值得人们研究的性质。

其中DLVO理论是胶体理论中较为完善的理论基础。

DLVO理论所阐述的是胶体溶液中粒子之间的相互作用势能随着粒子之间的间距的变化曲线关系。

稳定存在的胶体溶液中的粒子之间，主要是由以下两个作用力相互制约：vander Waals引力和静电斥力。

前者趋向使胶体粒子吸引靠近并最终聚沉；而后者则是驱使胶体溶液稳定的最主要因素。

两种相互作用力的相对大小，是胶液是否稳定的决定性因素。

一、 vander Waals引力势能胶体溶液中，胶粒之间的vander Waals引力指的是两个相互作用的胶粒上任意两个分子之间的引力势能之和。

其表达式如下：12Ar V H=−（1-1）v a n d e r W a a l s 引力势能表达式（1-1）只适用于H << r的情况，其中：H为两个胶粒之间的最短距离，r为胶体溶液中粒子的半径。

式中的A称为Hamaker常数，在胶体溶液中，其数值的确定要相应的考虑分散介质对其的影响。

我们假设B为溶胶的分散介质，C代表胶体溶液中的粒子，则其聚沉的发生过程可用以下通式表达：BC BC BB CC+→+在这个聚沉的过程中，势能也同时发生了相应的变化：V = V 11+V 22-2V 12 （1-2）假设胶体溶液中的胶体粒子和分散介质，其自身相互之间的几何大小及物理条件是一致的，即H和r的值是相同的，则（1-2）也可写作下式：2121122122A A A A =+− （1-3）式（1-3）中的A212是考虑了分散介质影响后的常数，即有效Hamaker常数，其中下标中的2代表溶液中的胶体粒子，1代表胶体溶液所使用的分散介质，212所表示的意思是两个胶体粒子被分散介质隔开。

低品位含钒资源高效利用的物理化学研究-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：钒是一种重要的稀有金属元素，广泛用于钢铁冶金、化工等领域。

然而，传统的钒资源主要来自高品位矿石，这类资源储量有限且采选成本较高。

为了满足日益增长的钒需求，低品位含钒资源的高效利用成为了矿产资源领域的研究热点。

随着科技的不断发展，物理化学研究为低品位含钒资源的高效利用提供了新的解决方案。

通过物理化学手段，可以提高低品位含钒矿石的钒含量，降低矿石中的杂质含量，实现资源的有效提取。

这将不仅有助于降低生产成本，提高经济效益，同时也能减少环境污染，实现可持续发展。

本文旨在对低品位含钒资源高效利用的物理化学研究进行总结和分析。

首先，将介绍低品位含钒资源的特点，包括资源分布、矿石性质等方面的内容。

然后，将详细介绍物理化学方法在低品位含钒资源高效利用中的应用，包括浮选、磁选、重选等方面的研究进展。

最后，对目前的研究进行总结，提出未来低品位含钒资源高效利用的研究方向。

通过对低品位含钒资源高效利用的物理化学研究的深入了解，我们可以更好地把握资源开发的趋势，有效利用有限的钒资源，推动相关产业的可持续发展。

同时，本文的研究成果也将为其他类似的矿产资源的高效利用提供借鉴和参考。

希望通过本文的分享，能够激发更多科研人员对低品位含钒资源高效利用的物理化学研究的兴趣，为推动我国矿产资源领域的创新发展做出贡献。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下几个方面的描述：1.2 文章结构本文共分为三个主要部分：引言、正文和结论。

第一部分是引言，主要对本文的主题进行概述，并介绍了本文的结构。

首先，对低品位含钒资源的问题进行说明，包括其特点、存在的挑战和亟待解决的问题。

其次，引言部分介绍了本文的结构，即包括引言、正文和结论三个部分。

引言的目的是为了引起读者的兴趣，使其了解本文的主题和研究目的。

第二部分是正文，主要包括两个子部分：低品位含钒资源的特点和高效利用低品位含钒资源的方法。

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3.矿物界面分选基本原理和方法、浮选药剂、浮选设备、典型浮选过程、其他界面分选方法、浮选工艺与实践。

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