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趣味物理学
1.7.11 5.11 浮沫选矿法
5.11 浮沫选矿法

前面提到的不锈钢针和铜币能漂浮在水面上的实验,其实在现实中早有应用,矿冶工业中从矿石里提炼有用矿物的方法就与此极为相似。当然,选矿的方法多种多样,我们在此要讲的是其中的一种“浮沫选矿法”,它也是如今使用最广、行之最有效的方法之一。有许多方法不能圆满完成的选矿任务,采用这种方法后就能很好地完成。

图5-13 泡沫选矿法的原理

我们介绍一下浮沫选矿法的具体情形:把轧成碎粉的矿石装入一只盛有水和油的槽里,槽里的油有一种特性,能将有用的矿物粒子包裹起来,就像给粒子披上一层油膜外衣,让粒子不沾水。往槽里通空气,使槽里的混合物快速搅动,从而产生大量的细小泡沫。那些披上油膜外衣的粒子一碰到泡沫,就会附着在泡沫之上,并随着泡沫浮起来(图5-13)。而那些没有用的粒子呢,由于没有油膜外衣,自然不会附在泡沫上,它们仍旧会留在混合液中,最后沉在槽底。需要特别说明的是,混合液在搅动中产生的泡沫的总体积要远大于矿物粒子的总体积,因而这些泡沫能将固态的有用的粒子全部带到液体表面。于是,有用的粒子在搅动中几乎全都附在泡沫之上,并随着泡沫浮到混合液的表层之上。只要把表层的泡沫刮下来进一步加工处理,它们含有的有用矿物的比例要高出原矿石几十倍。

如今,浮沫选矿法的技术已获得很大的提高,只要选择适合矿物的液体,无论什么样的矿石,我们都能把每一种有用的矿物粒子分别提拣分离出来。

有趣的是,虽然如今浮沫选矿法在工业上获得了广泛使用,可是这个方法的物理作用原理,科学家们至今还没有研究透彻。可以这么说,浮沫选矿法是先有实践后有理论的,并且实践一直跑在理论的前面。就事实而言,浮沫选矿法也不是依据理论产生的,它的出现和受到广泛应用纯属偶然。当然,它与仔细的观察分不开。19世纪末,有人在洗涤装过黄铜矿的麻袋时,发现满是油污的麻袋在用肥皂搓洗后,原本附着在麻袋上的黄铜矿细屑转而附着在肥皂泡沫中,并会随泡沫浮在水面。这一意外的发现就产生了浮沫选矿法。