Nouveau paradigme d’interaction entre bulles et particules : comment et où la bulle et les particules se détachent-elles?

Résumé

La flottation de particules grossières, en particulier de particules partiellement libérées, a suscité l’intérêt de l’industrie et de la recherche au cours des dernières années, car elle peut apporter plusieurs avantages aux activités existantes, notamment la réduction de l’énergie et des médias de broyage et l’augmentation du débit des usines, ainsi que sur le plan environnemental. Le détachement bulles-particules est essentiel à ce processus de flottation. Ici, nous avons étudié la physique sous-jacente au détachement de la bulle et de la particule et découvert un nouveau paradigme, c’est-à-dire que la bulle et la particule ne se détachent pas à la ligne triple de contact gaz-liquide-solide entre la bulle et la particule, ce qui contredit la considération conventionnelle dans les théories disponibles. Nos films vidéo à haute vitesse montrent que le détachement de la bulle et de la particule se fait au col capillaire de l’interface air-eau près de la surface solide. Le détachement laisse toujours un minuscule volume résiduel de gaz sur la surface solide. Nos expériences montrent également que l’interaction du détachement ne suit pas simplement le mode glissement du mouvement du contact triphasé, mais plutôt un mode combiné glissement-adhésion de la relaxation de la ligne de contact triphasé. Nous rationalisons nos observations en considérant l’hystérésis de l’angle de contact, qui existe toujours sur les surfaces réelles des particules ayant une rugosité morphologique et une hétérogénéité chimique. Ces nouvelles données probantes remettent en question les théories existantes sur l’interaction entre le détachement des bulles et des particules dans la flottation, et incitent à poursuivre les recherches afin de surmonter les prédictions incohérentes.