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接触角工业应用

2018.6.27
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奈奈生

致力于为分析测试行业奉献终身

任何两相物体相接处时,接触面的表面张力就表现为界面张力。用表示。

当气体在水中固体表面附着并达到平衡时,任意两相之间的界张力

可以看出,当3个力达到平衡时,有如下的平衡方程式,即:

固气= 固液+ 液气

式中,固气、液气和固液分别为固-气、和固-液界面的表面张力(或表面自由能);为接触角。这一平衡状态方程式杨氏在1805年确定的,称为杨氏方程。

上式表明,接触角式三个相界面自由能的函数,它既与矿物表明性质有关,也与液相、气相的界面性质有关。凡是能够引起任何三相界面自由能改变的因素,都可以影响矿物表面的润湿性。

接触角度量与矿物可浮性的关系。根据杨氏方程,由θ的大小,可以度量不同矿物润湿程度的高低。 当θ<90°,固气>液气,液滴被拉开,沿矿物表面展开,矿物表面被润湿,表现为亲水。

θ>90°,固气< 液气,液滴收缩,沿矿物表面聚集成珠状,矿物表面不易被润湿,表现为疏水。

θ=90°,cosθ=0,规定为疏水表面与亲水表面的分界线。当θ=0,cos θ=1,固体被液体完全润湿。

θ=180°,cosθ =-1,液滴对固体完全不润湿。

即接触角愈大,cos θ愈小,其可浮性愈好。并且cos θ值介于-1~1之间,于是对矿物的润湿性与可浮性的度量定义为

润湿性=cosθ

可浮性=1-cosθ

接触角与矿物可浮性之间的关系式:接触角愈大,cos θ值就愈小,其润湿性愈弱,则可浮性愈好;反之,接触角愈小,cos θ值就愈大,其润湿性愈强,则可浮性愈差。

矿物接触角可以测得,下表列出了部分矿物的接触角测定值,依据接触角可大致判断各种矿物的天然可浮性。


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