Неустойчивость границы раздела двух фаз

Наличие поверхностной энергии на границе раздела газовой, жидкой и твердой фаз используется в промышленном процессе, называемом флотацией. Целью этого процесса является разделение компонентов твердых смесей, каковыми оказываются обычно руды многих металлов. Руду размалывают до размера частиц порядка 0,1 мм, а затем размешивают в воде, куда добавляют по крайней мере два специальных растворяемых вещества. Одно из них, обладающее избирательными смачивающими свойствами, называется собирателем или коллектором оно изменяет поверхностное натяжение воды таким образом, чтобы вода полностью смачивала ненужные твердые вещества и лишь частично смачивала ценные твердые компоненты смеси. Второе вещество, растворяемое в воде и называемое пенообразователем, добавляется в нее для получения неустойчивой пены при пропускании через водную смесь потока воздуха. Пузырьки воздуха подхватывают ценные компоненты руды и поднимаются вверх, что позволяет получить обогащенную смесь. Ненужные компоненты руды (пустая порода) остаются в жидкости и могут быть удалены из нее (рис. 29.3). [c.496]

Из экспериментальных данных [18, 49, 50] известно, что на структуру бесконечных кластеров, возникающих в процессе вытеснения несмешивающихся флюидов, сильное влияние оказывают скорость фильтрации, коэффициент межфазного поверхностного натяжения и вязкости флюидов, из которых можно составить два безразмерных параметра -капиллярное число С = (2/ 1 )/сг (отношение вязкостных сил к капиллярным) и отношение вязкостей М = ц ць Здесь Q - скорость фильтрации, Л - вязкость нагнетаемой жидкости, / 2 - вязкость вытесняемой жидкости, сг- коэффициент межфазного поверхностного натяжения. В случае М 1 в среде формируется стабильная граница раздела фаз, и вытеснение имеет поршневой характер. При М 1 фронт вытеснения оказывается неустойчивым - возникают "пальцы", образованные наиболее крупными порами и норовыми каналами, по которым прорывается вытесняющая фаза. Влияние структуры порового пространства, в котором происходит процесс вытеснения, естественно связать с видом функции распределения проводящих капилляров по радиусам Дг). [c.103]

Пены во многих отпошениях сходны с эмульсиями, ио их диспергированные шарики состоят из газа, а не из жидкости. Как и 13 случае эмульсий, для того чтобы приготовить устойчивую пену, необходим третий компонент химически чистые жидкости редко образуют значительную пену. Третий компонент, очевидно, долн ен образовывать поверхностный слой, отличающийся по составу от общей массы жидкости, т. е. дол-жна иметь место по-лон ительпая или отрицательная адсорбция его у поверхности раздела жидкости и газа. Если в чистой жидкости сталкиваются два пузырька газа, то ничто не препятствует их слиянию но наличие слоя, отличающегося по составу от остальной я идкости, служит буфером, особенно в том случае, если он обладает и некоторой механической прочностью. Трехпроцентный водный раствор хлористого натрия образует при взбалтывании неустойчивую пену, ибо у поверхности раздела имеет лместо небольшая отрицательная адсорбция, являющаяся, согласно уравнению Гиббса (стр. 79), следствием небольшого повышения поверхностного натяжения. Но гораздо более устойчивые пены образуются, если встряхивать и взбалтывать с воздухом водные растворы таких коллоидных веществ, 1 ак мыло, желатина, сапонин и т. д. В этом случае имеет место положительная адсорбция, приводящая к заметному понижению поверхностного натяжения на границе газа с жидкостью. Вообще устойчивость пен наиболее велика при концентрациях, близких к требующейся для максимального по- [c.274]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология