礦物破碎時,斷裂的是鍵。由于礦物內部離子、原子或分子仍相互結合,鍵能保持平衡;而礦物表面層的離子、原子或分子朝向內部的一端,與內部有平衡飽和鍵能,但朝向外面空間的一端,鍵能卻沒有得到飽和(或補償)。即不論晶體的斷裂面沿什么方向發(fā)生,在斷裂面上的質點均具有不飽和鍵。根據斷裂位置不同,鍵力的不飽和程度不同,也就是說,礦物表面的不飽和鍵有強弱之分。礦物表面的這種鍵能不飽和性,決定了礦物表面的極性和天然可浮性。
礦物表面的鍵能按強弱分兩類:
(1)較強的離子鍵或原子鍵。具有這類鍵能的礦物表而,其表面鍵能的不飽和程度高,為強不飽和鍵。礦物表面有較強的極性和化學活性,對極性水分子具有較大的吸引力或偶極作用,因此,礦物表面易被水潤濕,親水性強,天然可浮性差,如硫化礦、氧化礦、硅酸鹽等。
(2)較弱的分子鍵。這類礦物表面的鍵能不飽和程度較低,為弱不飽和鍵。礦物表面極性和化學活性較弱,對水分子的吸引力和偶極作用較小,因此,礦物表面不易被水潤濕,疏水性較好,天然可浮性好,如石墨、輝鋁礦、硫磺等。
通常將具有離子鍵或極性共價鍵、金屬鍵的礦物稱為極性礦物.其表面為根性表面;具有較弱分子鍵的礦物稱為非極性礦物.其表而為非極性表面。浮選中常見的礦物,介于上述兩類根端情況間的過渡狀態(tài)。天然礦物與水的鍵合性質,以親水性和疏水性表示,疏水則不易被水潤濕,表示好浮。這種未加浮選藥劑處理的礦物可浮性,稱為天然可浮性。一些代表性礦物的天然可浮性。
自然界天然可浮性好的礦物不多,而且,即使天然可浮性較好的礦物如輝鉑礦,受到氧化及水的作用,其可浮性也會降低。因此,浮選中必須添加捕收劑,以提高目的礦物的表面可浮性。捕收劑是高分子藥劑,一端具有極性,朝向目的礦物表面,可滿足礦物表而未飽和的鍵能;另一端具有疏水性,朝外排水,從而造成礦物表而的“人為可浮性”,達到礦物分選的目的。