颗粒是否能附着在气泡上?它和附着的牢固程度与界面能变化、平衡接触角之间有怎样的关系?

2021-09-09 11:14发布

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环境界 - ENVTIME
1楼-- · 2021-09-09 11:25

不论物质的润湿性如何,当体系稳定时,在三相接触点上,三个界面张力总是处于平衡状态,如果分别用σLG、σLS和σGS表示液、气界面、液、固界面和气、固界面的界面张力,则有:σLS+σLGcosθ=σGS  (1)

当气泡与颗粒共存于水中时,颗粒是否能附着在气泡上和附着的牢固程度,取决于附着前后界面能的变化。如果总能量降低,则能附着,且能量降低越多,附着越牢固;如果能量增加,则不能附着。在颗粒与气泡附着前,单位界面面积上的界面能Wl等于气、液界面能和液、固界面能之和,即W1LSLG。附着后,由于附着部分没有了固液界面,所以单位附着面积上的界面能相应变为W2GS。因此附着前后界面能变化的数值为

image.png

结合(1)式得:

image.png

由上式可知:

(1)当颗粒能完全被水润湿时,θ=0°,cosθ≌;△W=0,颗粒不能与气泡黏附,因此也就不能用气浮法处理;

(2)当颗粒完全不能被水润湿时,θ= 180° , cosθ= -1,△W=- 2σLG ,颗粒与气泡黏附的动力大,易于用气浮法处理; .

(3)固体的接触角越大,越易于与气泡相黏附,对于σLG很小的体系,虽然有利于固体向气泡的黏附,但由于黏附动力较小,颗粒向气泡的黏附困难。


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