浮选固液多相复杂系统的热力学理论与高熵浮选

浮选固液复杂系统涉及多种物质组元之间的相互作用,是浮选理论研究的核心问题。同时,多组元浮选药剂联合使用,提高矿物的浮选效果,也成为难处理矿产资源高效利用研究的热点问题之一。但对浮选固液复杂系统的研究极其困难,至今没有形成系统的理论,组合药剂提高浮选效果的物理机制也还没有获得统一的认识,这都限制了浮选理论的发展和浮选技术的进步。基于热力学基础理论,研究了浮选固液系统中药剂在矿物表面吸附的熵变和吉布斯自由能变化,建立了各种物质组分相互作用的热力学平衡方程组,提出了矿物表面吸附浮选药剂的吸附平衡常数。
结果表明,矿浆溶液中各种矿物表面的同质化效应是各矿物表面物质组分化学势保持平衡的结果。多组元浮选药剂联合使用,协同作用,提高浮选效果,其物理本质是矿物表面浮选药剂组元数增加,表面吸附熵变增加,吸附吉布斯自由能降低的热力学规律。基于浮选热力学理论研究结果,建立了通过增加矿物表面吸附浮选药剂种类,提高浮选药剂的吸附熵变,减少吉布斯自由能变化,提高浮选药剂吸附的效率和稳定性,从而提高难处理矿物的浮选效果的高熵浮选理论和技术方法。