Estudio Del Sistema Triple, Principios Para La Flotación

Tabla de contenido
1. Estudio del Sistema Triple: Sólido-Líquido-Gas 2
2. Ángulo de Contacto mínimo para asegurar el equilibrio de una partícula en la interfase líquido-aire. 2
3. Medidas del ángulo de contacto 3
3.1. Método simple 3
3.2. Segundo método. 4
3.3. El método de la burbuja cautiva 4
3.4. Método de ascensión en un tubo capilar 4
4. Histéresis de los ángulos decontacto 5
5. Referencias Bibliográficas 6

1. Estudio del Sistema Triple: Sólido-Líquido-Gas
La observación de la mojabilidad imperfecta de los sólidos por los líquidos depositados sobre su superficie, al aire libre, es un hecho extremadamente antiguo. Desde 1805 Young estudió el sistema triple sólido-líquido-gas caracterizando el contacto por un ángulo θ.
En 1869 Dupré dio unainterpretación cuantitativa del fenómeno. Si el líquido se desplaza ligeramente sobre la superficie del sólido, para una variación ΔA de aire mojado, la entalpía libre de la superficie varía de ΔG8. Con una fase correspondiente al vapor saturante, la relación entre ΔG8, ΔA, θ y las tensiones superficiales se escribe:
ΔG8=ΔAΥSL-ΥSV+ΔAΥLVcos⁡(θ-Δθ)
En el equilibrio:
ΥLVcosθ=ΥSV-ΥSL
En el caso de lainterfase sólido-líquido-aire se escribe:
ΥLAcosθ=ΥSA-ΥSL'
La expresión del trabajo de adhesión:
WSA=ΥSA+ΥLA-ΥSL
WSL=ΥLA(1+cosθ)
Se puede por tanto esperar conocer el trabajo de adhesión por una medida de ángulo de contacto.
Teóricamente un líquido que moja un sólido debería de dar un ángulo θ igual a 180° y el trabajo de adhesión debería ser nulo. Se dice que un líquido moja el sólidocuando el θ de contacto es cercano de cero, y cuando el ángulo de contacto es superior a 90° se estima que el líquido no moja ya al sólido.
Según las especies minerales, las superficies minerales presentan una atracción más o menos grande por el aire o por el agua. Así, los sulfuros tienen un comportamiento hidrófobo con relación a los minerales de la ganga.
2. Ángulo de Contacto mínimo paraasegurar el equilibrio de una partícula en la interfase líquido-aire.
Sea una partícula en equilibrio en la interfase líquido-aire que se provoque este hecho una depresión de altura H con relación a la superficie libre del líquido.
En el equilibrio se puede aplicar el principio de Arquímedes: el peso del líquido desplazado por la interfase y la partícula debe ser igual al peso de la partícula:
ΥLVl sen α+SHg+m'g=mg
Donde:
l: Perímetro mojado;
S: área de la interface sólido-aire;
m’: masa del agua desplazada:
m: masa de la partícula;

El valor máximo que α puede tomar es el valor del ángulo de contacto θ. Despreciando el término SHg, que es poco importante para las partículas de pequeñas dimensiones:
Sen θmin=m-m'lΥLVg
La relación anterior puede escribirse todavía asimilando laspartículas a unos cilindros de diámetros y alturas iguales a a d, y haciendo intervenir la densidad δ:
Sen θmin=(δ-1)gd24ΥLV
Cuando la partícula es sometida a una centrifugación (celda de flotación de turbina), se desarrolla una aceleración ng, y la expresión se escribe:
Sen θmin=(δ-1)ngd24ΥLV
3. Medidas del ángulo de contacto
Las medidas de ángulo de contacto están basadas generalmente enla proyección de la imagen de una gota o de una burbuja cuyo contacto se establece con una superficie sólida.
Métodos Principales
3.1. Método simple
N. K. Adams y G. Jessop: sumergiendo una superficie plana en una solución acuosa y regulando la orientación de la superficie hasta el momento en que la superficie del líquido este perfectamente plana. El ángulo formado por la superficie plana yla superficie del líquido, es el ángulo de contacto.
W. D. Harkins y H. K. Livingstone: Estos trabajos han consistido en hacer coincidir el eje de rotación con la línea de intersección del sólido con la superficie. La contaminación durante las medidas fue evitada utilizando un conjunto totalmente cerrado, equipado de paredes transparentes a través de las cuales era posible examinar la línea de...