在探讨浮选理论的历史发展脉络之前,首先需要了解浮选技术本身。浮选是一种通过物理和化学方法分离有用矿物与脉石的技术,广泛应用于矿物加工领域。作为选矿过程中极其关键的技术之一,浮选的效率直接影响矿产资源的开发和利用。
浮选理论的发展可以分为四个阶段。第一阶段为泡沫浮选法的产生时期,以1905年美国宣布的835120号专利为标志,这标志着泡沫浮选法开始应用于工业生产。此阶段的浮选理论尚处于萌芽状态,多数研究属于理论家的个人猜想,缺乏实际的实验依据。第二阶段为浮选科学概念的产生时期,大致在1913年至1925年之间,当时自然科学的快速发展为浮选理论的科学概念奠定了理论基础。研究者们提出了润湿方程和朗格谬尔吸附理论等,对矿物表面润湿性的度量以及浮选药剂在矿物表面的吸附进行了科学的解释。代表人物如A.F塔加尔特和A.M高登等,为浮选理论的建立作出了重要贡献。第三阶段是统一浮选理论趋于成熟时期,大致在20世纪的30年代末至50年代。这一阶段,浮选生产实践的快速发展积累了丰富的资料和经验,科学家们系统地工作,为建立统一的浮选理论奠定了基础。苏联学者B.H克拉辛等人的《浮选理论导论》就是这一时期的重要成果。第四个阶段为科学技术革命阶段,大致从50年代末至80年代。在这一时期,浮选理论研究得到了蓬勃的发展,苏联和西欧选矿界的学者们发表了大量有关浮选理论研究的重要著作。这一时期的显著特点是浮选科学与多个自然科学领域紧密联系和相互渗透,产生了诸如离子浮选、电化学浮选等不同形式的浮选方法。
在浮选理论研究的历史中,对浮选理论形成和建立起到了重要推动作用的理论研究包括犷化气泡形成的热力学理论,由A.H弗鲁姆金和L.A列宾捷尔提出。这一理论至今仍被广泛研究,例如在精确矿粒与气泡接触条件以及测量气泡从矿粒脱落时的力的大小方面。动力学方面的研究,如矿粒向气泡附着的动力学问题,也得到了重要研究,这包括了矿粒-气泡聚合体形成机理、矿物表面疏水化过程、水化膜破裂的动力学与能量学、矿物表面残余水化膜的形成以及三相润湿周边的形成。此外,浮选基本行为的动力学研究,即浮选速度问题的研究,也是在20世纪30年代开始的。研究者们提出了龙全式表达浮选过程速度的公式,并在随后的工作中不断改进和精确化。
在这一过程中,许多科学家对浮选动力学领域作出了重要贡献,比如M.A恩格列斯、O.C巴格丹诺夫和K.小别拉格拉卓夫等。他们的工作不仅探讨了浮选过程进行的可能性,还探讨了影响浮选过程的具体条件,如混合物料的组成、气泡的大小、矿浆中化学反应产物和溶解产物之间的相互关系。这些研究的成果表明,在浮选过程中,必须充分考虑多种因素对矿物回收效率的影响。
浮选理论研究的深化,不仅促进了浮选技术的进步,也为矿物加工领域带来了创新。浮选理论的每一个发展阶段,都与当时科学与技术的发展紧密相连,这表明了理论与实践相结合的重要性。而随着新理论、新方法的出现,如离子浮选、电化学浮选等,以及不同自然学科的交叉融合,浮选理论研究的范围和深度都在不断扩大,为未来矿物选别技术的发展提供了广阔的空间。