Флотационные методы обогащения. Гипотеза Белоглазова. Формула Лапласа. Угол смачивания. Удельная поверхностная энергия. Показатель флотируемости, страница 2

Если при движении системы к состоянию равновесия какой либо показатель состояния системы уменьшается, то его гистерезисное значение будет больше равновесного. А при наступлении жидкой фазы на газообразную краевой угол уменьшается.

Формирование гидратного слоя имеет место при наступлении водной фазы на газообразную, а разрушение - при наступлении газообразной на водную.

1) на гладких поверхностях гистерезис меньше, чем на шероховатых; 2) на более гидрофобных поверхностях при наступлении водной фазы гистерезис больше чем на более гидрофильных; 3) при наступлении жидкой фазы на газообразную гистерезис больше, чем при наступлении газообразной на жидкую

В момент закрепления гистерезис играет отрицательную роль.

При актах закрепления и отрыва частицы имеет большое значение гистерезис смачивания.

Толщина гидратных слоев может достигать  10^-8– 10^-7  м (

А.Н. Фрумкин и Б.В. Дерягин исследовали изменение удельной поверхностной энергии прослоя вода,, находящегося между твердой и газообразной фазами, в зависимости от его толщины.

Для сближения фаз нужно затратить работу против расклинивающей силы, равную величине энергетического барьера

Прослой воды между газообразной и твердой фазами, соответствующий минимальному значению поверхностной энергии системы при закреплении частицы на поверхности раздела вода-газ, называется остаточным гидратным слоем.

из  кривой е = f(h) ; 1) в наиболее общем случае для закрепления на поверхности вода-газ частица предварительно должна преодолеть энергетический барьере равный  e_бd² (d² - площадь контакта газ-твердое, см²); этот барьер преодолевается за счет кинетической энергии частицы; 2) после закрепления частицы между твердой и газообразной фа фазами остается устойчивый в термодинамическом отношении гидратный слой. Свойства этого остаточного гидратного слоя должны отличаться от свойств обычной воды.

Новый  вид  формул  для  краевого угла  и  показателя  флотируемости. s_г-т =  s_г-ж.о   + s_ж.о-т эрг/см²

где s_г-ж.о. поверхностная энергия границы раздела газ-жидкость остаточного гидратного слоя; s_ж.о-т  - поверхностная энергия границы раздела жидкость-твердое остаточного гидратного слоя.

COS q = (s_г-т - s_ж-т)/ s_г-ж = (s_{г-ж.о +} s_ж.о-т - s_т-ж)/ s_г-ж

F = s_г-ж + s_г-ж - s_г-т = s_г-ж + s_т-ж - s_ж.о-т - s_г-ж.о

Минералы, обладающие высокой естественной гидрофобностью, флотируются при добавке углеводородных масел (например, керосина).  К таким минералам относятся: самородная сера, графит, молибденит, каменные угли, озокерит, тальк.

Чем больше краевой угол, тем больше гидрофобность минералов.

Наименьшие гистерезисные значения краевых углов границы минерал-вода-бензол  (по П.А.Ребиндеру)