微纳尺度下浮选颗粒气泡间相互作用行为试验研究

充分了解浮选颗粒与气泡间相互作用过程,有助于指导浮选实际生产过程中表面活性剂的选择与气-液-固三相界面的调控。通过表面改性得到亲/疏水颗粒和固体基底,利用先进手段研究了气泡颗粒间微纳尺度下相互作用过程。结果表明:亲水颗粒包覆角仅能达到28.38°,疏水颗粒包覆角则随时间不断增加,900 s时可达到168.55°,说明提高颗粒疏水性可改善其可浮性。在相对运动方面,亲水颗粒在气泡表面滑移过程中,颗粒与气泡中心距离保持不变;疏水颗粒在气泡表面滑移过程中,出现瞬间“下陷”现象,此时颗粒气泡间液膜薄化破裂,推算出破裂液膜厚度约为0.01 mm。在相互作用力方面,气泡与亲水表面间不存在黏附引力,由斥力主导;气泡与疏水表面间出现“跳入”引力达到45.80μN,在接触瞬间液膜薄化破裂,破裂液膜厚度约为0.02 mm(~15.16μm)。AFM测试得到疏水颗粒与微米气泡间液膜破裂厚度为114.34 nm,此数值较颗粒与毫米级气泡间破裂液膜厚度相差2个数量级,说明颗粒气泡发生黏附作用时,破裂液膜厚度与气泡尺寸有关。