发布时间 : 星期三 文章资源加工学【1-8章课后习题答案】更新完毕开始阅读fabafccdcd7931b765ce0508763231126fdb77f1
答：水中平衡气泡的直径为。
12．已知水的表面张力为m，密度为1000kg/m3,动力黏度为 Pa·s，试估算等价半径为2mm、5mm和20mm空气气泡在水中的上升速度。
【解】已知σ=m、ρ=1000kg/m3、μ= Pa·s、Rb1=、Rb2=和Rb3=, 根据
（4-79）式、（4-80）式和表4-3中的气泡上升速度公式，有
则
由（4-81）式得
先试用表4-3中Ⅲ区的公式计算Rb1=的气泡上升速度
Reb和G2都满足Ⅲ区的条件，结果正确。
再用表4-3中Ⅳ区的公式计算Rb2=的气泡上升速度, 改用更精确的系数代替得
Reb和G2都满足Ⅳ区的公式的条件, 结果正确。
要用(4-78)式计算Rb2=的气泡上升速度, 即
该结果与图4-12比较是吻合的,证明了哈马赛在Ⅳ区给出的常数值是正确的。
答：等价半径为2mm、5mm和20mm空气气泡在水中的上升速度分别为s、s和s。
13．简述流体中气泡的形成方式，以及颗粒与气泡的碰撞与黏结机理。
【解】流体中气泡的形成方式有两种：一、孔口产生气泡（液滴）。在静止流体中，将圆形孔口朝上低速吹出气体，近似于球形的气泡附着在孔口上, 当通过孔口的气体流率增加时，由于气泡达到某尺寸后，离
开孔口需要有一定的时间，因此气泡尺寸是增大的。二、从液体中析出气泡。气泡也能由围绕液体的蒸发或溶解在液体中的气体（如啤酒、汽水、香滨酒等）的释放而形成。这些气泡几乎总是在核心的周围形成。
此外，在强迫对流或机械搅拌系统中，气泡的尺寸由剪切应力确定，这些应力既影响气泡离开形成点的气泡尺寸，也影响在流场中静止的最大的气泡尺寸。
矿粒与气泡的碰撞与粘附可从物理和化学两方面进行机理分析：
（1）物理机理
物理机理包括感应时间、动接触角、动量等因素。
a)感应时间是指矿粒突破气泡的水层而相互接触这段时间。克拉辛认为，颗粒愈大，所需感应时间愈长，感应时间过长则较难浮。爱格列斯曾以此评判药剂作用及可浮性。
b)动接触角是指在惯性冲击作用下，气泡弹性变形，矿粒回跳并粘附所形成的角度。菲力波夫曾求出不同粒度矿粒所需的动接触角： 200微米的矿粒为°，而1微米的需°，并且推断细泥难浮的原因是由于所需动接触角较大。
c)动量机理是克拉辛首倡，他认为粗粒动量大，容易突破水化膜而粘附，细粒动量小不易突破水化膜，故粘附概率也小。
（2）化学机理
化学机理包括吸附速率，矿粒表面寿命，表面能、溶解度、吸附罩盖度等因素。
a）吸附速率：指药剂向矿粒吸附的速率, 药剂从溶液中扩散到表面，并且和表面发生反应，如果表面反应是决定速率的过程，则粒度没有影响，由此推论，粗细粒一样易浮。如药剂扩散是决定速率的过程，则
式中Q/S为单位面积的吸附速率，D为扩散系数，C为吸附剂在溶液中的浓度，C’为吸附剂在矿粒表面的浓度,r为矿粒半径, T为边界层厚度。在搅拌条件下，估计T值界于20至40微米。比此小的矿粒，则吸附速率Q/S增快，这点目前需要进一步研究。
b)矿粒表面寿命: 高登认为，粗粒在破碎磨细过程中有“自护作用”，暴露寿命较短；而细粒表面暴露时间较长，因而细粒表面被污染罩盖氧化等的机会较多。但有人认为在磨矿分级循环中，粗细粒表面寿命不会有很大差别。
c)表面能: 粗细粒总表面能大小不一样。细粒表面能大，水化度增加。对药剂失去选择吸附作用磨细过程中，应力集中，裂缝、位错、棱角等高能地区增多，对药剂的吸附量增加。
d)溶解度: 粒度愈小，溶解度愈大，关系式为：
式中R为气体常数，T为绝对温度，r为矿粒半径，Sr指半径为r的细粒溶解度，S∞ 为无穷大颗粒（即体相）的溶解度， σS-L为单位面积中固液界面自由能，V为摩尔体积。对此式的估算表明，只有微米矿粒的溶解度才比较明显地增加，而～10微米的矿粒的溶解度基本相同。
e）吸附罩盖度: 克来门曾试验测定各种粒度的赤铁矿被油酸罩盖度与浮选回收率关系。在同一表面罩盖度条件下，粗粒(60～40,40～20微米）比微粒(10～0微米）的回收率高得多。但安妥内（1975年）试验铜离子对闪锌矿的活化时，认为同一表面罩盖度条件下，粒度对回收率影响不显著，这方面还需继续研究。