基于高速动态显微测试的气泡矿化研究

摘要

矿物颗粒在气泡表面的运动是气泡矿化的关键因素之一，本文采用高速动态摄像装备，从微观角度分析了颗粒-气泡间的相互作用，探索了气泡矿化规律及气泡矿化影响因素。
　　为得到性质可控的试验用颗粒，论文首先对-0.25+0.125mm、-0.125+0.074mm、-0.074+0.038mm粒级的玻璃微珠进行表面改性，得到了不同粒度、不同形状、不同疏水性的玻璃微珠。
　　搭建了单气泡装置试验平台，基于高速动态摄像和图片处理技术，在不同起泡剂、捕收剂、无机盐等条件下研究了不同粒级、不同疏水性、不同形状玻璃微珠在气泡表面运动规律。结果表明，（1）颗粒在气泡表面做滑移运动，颗粒-气泡碰撞过程中，颗粒的滑动速度会瞬时增大，因为此时气泡液膜破裂；（2）随颗粒在气泡表面碰撞角度的增加，颗粒平均滑动速度不断增大；碰撞角度在30±5°范围内，颗粒滑动速度变化平缓；（3）不同溶液性质、颗粒性质条件下，颗粒在气泡表面的平均滑动速度是不同的：a）颗粒滑动速度随表面张力的减小而减小；b）颗粒电位发生改变时，颗粒的滑动速度随表面张力的减小的规律会受到影响；c）颗粒粒度与疏水性对颗粒滑动有着显著作用，颗粒粒度越大滑动速度越大，而疏水性越强颗粒滑动速度越小；d）颗粒的形状对颗粒滑动速度的影响同样有着不可忽略的影响，其作用与粒度和疏水性相当。
　　为进一步探索气泡-颗粒间相互作用，试验搭建了气泡上浮装置。通过高速摄像手段跟踪玻璃微珠-气泡间碰撞、粘附、脱附过程。测试结果表明不同条件下，玻璃微珠-气泡间的碰撞-粘附-脱附模式和概率不同，颗粒与气泡发生碰撞的区域主要为上浮气泡的上半区域，即气泡上部左右两边-90°至+90°区间内；颗粒粒度不同，其粘附状态也有不同，粒度越大越容易滑至气泡尾部随气泡上浮。利用此装置探索了颗粒-气泡上浮规律，结合单气泡静止装置测试的颗粒滑动速度规律，发现颗粒在气泡表面滑动速度过快与过慢均不利于矿化气泡的上浮。

目录

封面

声明

致谢

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1研究背景及意义（Research Background and Significance）

1.2研究内容与技术路线(Research Contentsand Technique Roadmap)

2 文献综述

2.1浮选理论研究现状(Theoretical Studies ofFlotation)

2.2颗粒-气泡间的相互作用与浮选模型（Interaction between Particles and Bubbles and Flotation Modeling）

2.3浮选环境中影响气泡矿化的因素(Factors Impact on Bubble Mineralized in Flotation )

2.4高速动态摄像在浮选理论研究领域的应用（Application of High-speedDynamic in theField ofFlotation TheoryResearch）

2.5本章小结(Summary)

3 玻璃微珠表面改性试验研究

3.1试验样品准备(PreparationofTest Sample)

3.2玻璃微珠表面改性试验（ModificationTest of Glass Bead Surface）

3.3本章小结(Summary)

4气泡矿化微观过程研究

4.1试验材料与装置（Experimental Materials and Devices）

4.2药剂性能检测与分析（Test and Analysis of Reagents’ Performance）

4.3颗粒在气泡表面的受力分析（Forces Analysis of Particle in the Bubble Surface）

4.4颗粒在气泡表面运动的微观过程分析（Microscopic Processes Analysis of Particle Moving in the Bubble Surface）

4.5本章小结（Summary）

5不同药剂体系中颗粒在气泡表面的运动规律

5.1 试验方法（Experimental Method）

5.2 不同药剂体系中颗粒在气泡表面的运动规律（Movements Regularity of the Particles in the Bubbles surface in different Flotation Reagents Systems）

5.3颗粒性质对颗粒在气泡表面运动规律的影响(Size and Hydrophobicity Effect on the Movement of Particles in the Bubbles Surface )

5.4本章小结(Summary)

6气泡-颗粒间碰撞粘附行为及相互作用结果探索

6.1上浮气泡与颗粒相互作用过程研究(Research of the Interaction between the Particles and the Floating Bubbles)

6.2气泡-颗粒上浮规律探索（Exploration of Bubble-particles Floating Law）

6.3本章小结（Summary）

7结论与展望

7.1主要结论(Main Conclusions)

7.2展望(Prospect)

参考文献

作者简历

学位论文数据集