【采矿课件】实验九用电渗法测定矿物Z电位一、目的要求1. 用电渗法测定石英、萤石对水的Z电位；2.观看电渗现象，了解电渗法实验技术。二、原理矿物在溶液中，由于矿物表面离子在水中与极性水分子相互作 用，发生溶解、解离或者吸附溶液中的某种离子，使表面带上电荷，带 电的矿物表面又吸附溶液中的反离子，在固/液介面构成双电层。在双电层中，决定矿物表面的离子叫定位离子，除此之外，吸附的离子为配衡离 子矿物表面双电层由定位离子层（内层）和配衡离子层（外层）组成。配衡离子层又 分为两层,Stern层和Guoy层,Stern层内有两个面，即IHP（内赫姆荷兹面）和OHP（外 赫姆荷兹面）。在IHP以内的离子是部分或完全去水化的，吸附在表面专门牢固， 因此这一层又叫紧密层。在IHP和OHP两个面之间，离子是水化的，靠静电力吸 附在矿物表面，在OHP面与溶液之间是所谓扩散层。当固体表面在溶液中相对移 动时，Stern层将随固体一起移动，并由此引起动电现象。OHP面确实是通常所指 的滑动面，动电位是滑动面上的电位，也称之为Z电位。DIz电位的测定方法专门多，如电泳、电渗、流淌电位、电位滴定等。在外加电场 的作用下，若溶液对矿物发生相对移动，称为电渗。通过溶液流淌方向能够确定被 测矿物带电符号（正电或负电），并由液体流淌速度来确定矿物；电位的大小，其运 算公式如下；(9-1)式中；匚一矿物表面动电位（mV）；V-电渗（液体移动）速度（格/秒）;久一被测矿物悬浮液电导率（ms）；D-水的介电常数（D = 81）；水的沾度（泊）,（通常取n=o.oi），/外加电场的电流强度（mA）。三、仪器和试剂1电渗仪一台；2直流电源一台，3电导仪一台；4酸度计一台；5离心机一台；6秒表一个，780100 目石英和萤石矿粉若干四、实验步骤1电渗仪的结构及安装电渗仪的结构如图91所示。第一将带刻度的毛细管6、U形样品管1盐桥和玻 璃棒7用乳胶管按图91连接好，然后将盐桥2和电极5插入盛电介质溶液的烧 杯3 中，再把电极接到外加直流电源的接线柱上，仪器即安装完毕。图 9-1 电渗装置1-U 型管装填矿物颗粒， 2-盐桥， 3-电介质溶液， 4-测定溶液，5-电极，6-带刻度的毛细管，7-玻璃棒2装样从仪器上取下U型样品管1,清洗洁净.称取2克样品(石英或萤石粉)置于一 烧杯中，加50毫升蒸馏水润湿后并搅拌5分钟，静置后测定该矿浆体系的pH值 及电导率。将测过pH值和电导率的矿浆上部清液倒入另一烧杯中待用，下部的样 品用吸管慢慢装入U型样品管内，把装好样品的U型管放入离心机中，开动离心 机10分钟，借以压紧U型样品管内的试样，装样完毕。3测定1) 把装好试样的U型样品管接到仪器上，用待用的清液充满仪器的管道，并保 证仪器的管道中不存在气泡，假如管道中有气泡，将玻璃棒 7 从乳胶管中拨出，再 把气泡赶出，确认管道内无气泡存在后，把玻璃棒插入乳酸管内；2) 打开直流电源开关，调剂电压表指示为220伏，同时读出毛细管中液体移动 一定距离所需的时刻。再利用直流电源上的换向开关改变电流方向，记下 I 值和液 体移动同上距离所需的时刻。如此反复测定4次正、反向的电流强度I值下的V 值，将每次测定得到的液体移动距离、时刻和电流强度1值记入表91中，每次 测定时，要注意液体的移动方向。表 91 测定数据记录表试 样 名 称测 定 次 数开关方 向(上、下)毛 细 管 中 液 体 移 动 方 向毛细管 中液体 移动量(mL)测定时 刻(秒)电流 强度(mA)被测溶液电导 率(ms)Z电位值及符号(mV)备注1按式9 1运算出石英和萤石矿对水的Z电位值，并确定其正、负号，将数据填 入表 91 中。六、摸索题1、什么缘故在电渗仪测定矿物z电位过程中，仪器的管道中不能有气泡存在？2、矿物对水的Z电位值之正、负号说明什么？