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实验八矿物润湿性的测定—接触角法一、实验目的本实验包括矿物润湿接触角和溶液表面张力测定两部分内容。通过测定与计算，了解和掌握：(1)不同的矿物具有不同的天然可浮性；(2)矿物表面的润湿性是可以调节的；(3)从实验认识矿物表面润湿性与可浮性的关系，并通过调节来改变各种矿物表面的润湿性；(4)测定接触角和溶液表面张力的实验技术。二、实验原理1．润湿角测定原理本实验测定方法是：分别在洁净的矿物磨光片表面和经过选矿剂处理的矿物磨光片表面上滴上一个水滴，在固—液—气三相介面上，由于表面张力的作用，形成接触角。然后用聚光灯通过显微镜在屏幕上放大成像，用量角器直接量得接触角的大小。2．溶液表面张力测定原理—最大气泡压力法设毛细管的半径为r且毛细管刚好浸入液面，则气泡由毛细管中逸出时的最大附加压力为：(8－1)(8－2)式中Dh为U形压力计所显示的液柱高差；r为U形压力计内的液体密度；g为重力加速度。对于直径一定的毛细管有：(8－3)该式是最大泡压法测定表面张力的基本关系式。式中K称为仪器常效。其值可用已知表面张力的液体（如水）标定出。三、实验仪器与药剂1、润湿角测定仪（见图8-1）；2、最大气泡压力法表面张力测定装置（见图8-2）；3、样品：方铅矿（黄铜矿）和萤石矿磨光片；4、药剂：丁黄药、油酸钠、NaOH等；5、工具：各种玻璃器皿。图8-1润湿角测定仪结构图1-测微鼓轮，2-调焦手轮，3-测量显微镜，4-升降手轮，5-固定手轮，6-底座，7-调平手轮，8-横向移动手轮，9-样品盒，10-照明光源，12-电源图8-2最大气泡压力法测量表面张力装置图1-毛细管；2-有支管的玻璃试管；内装溶液2a；支管2b与压力计及控压系统相连；3-恒定2a温度的水槽；4-双管压务计；5-滴水减压系统；6-体系压力调整夹子；7-烧杯四、实验步骤1．润湿角测定步骤(1)清洗矿样：将萤石、方铅矿（黄铜矿）的磨光片在2000号金相砂纸上擦干净（抛光、去氧化膜）放入2-5％的NaOH溶液中煮沸2~5分钟，然后用蒸馏水冲洗干净，置入存有蒸馏水的烧杯中待用；(2)配药：取丁黄药和油酸钠分别配成浓度为3克／升水溶液备用；(3)矿物在纯水中接触角的测定：将净化后的光片用滤纸吸干其表面水份，放在样品盒子上，接通电探11，调焦距2，找出矿物表面成像图。用注射器将水滴滴在矿物光片表面上，再调整焦距，找出水滴的成像图，然后用测微鼓转调节，读出接触角值，但要注意，测量时间不能超过一分钟；(4)矿物经药剂作用后接触角的测定：将方铅矿和萤石矿光片，分别浸在已配好的丁黄药和油酸钠水溶液中，1分钟后取出，用滤纸吸干矿片表面药剂溶液，再用注射器滴一水滴在光片表面上，按(3)方法测定其接触角。(5)将润湿接触角θ的值记入表8-1：表8-1润湿接触角θ测定记录磨光片方铅矿（黄铜矿）萤石条件测定次数与药剂作用前与药剂作用后与药剂作用前与药剂作用后123平均※方铅矿在纯水中接触角为47º，萤石在纯水中接触角为41º2．溶液表面张力测定步骤(1)仪器常数的标定：将毛细管1和试管2用洗液及蒸馏水途净，要求玻璃上不挂水珠；在试管2中加入少量蒸馏水。装好毛细管，使其尖端刚好与液面相接触；在滴水管5内装入清水，缓缓打开其下部止水夹，使其慢慢滴水，由于系统内压力降低，压力计则显示出压力差，毛细管1．便会逸出气泡；气泡形成时压力差增大，待增大至气泡的曲率半径与毛细管的半径相等时，压力差应为最大；此最大压力差即Dh，可由压力计测量出。实验测量出Dh和温度，查出相应温度下纯水的表面张力，便可按式8-3算出仪器常数K。(2)待测溶液的测定分别将实验开始前配制的丁黄药和油酸钠水溶液倒入试管2中，按照如前所述的操作方法进行测量。每换一种溶液都必须将毛细管1和试管2清洗干净。利用已得到的仪器常数，即可求出各待测溶液在实验温度下的表面张力。实验过程温度要相对稳定，则仪器常数可认定为恒定。将液－气界面张力值记入表8－2：表8－2液－气界面张力测定记录T：℃条件测定次数h1h2Dh=h1-h2γLG=KDh蒸馏水123平均丁黄药123平均油酸钠123平均五、数据处理表8－3润湿功与附着功的计算γLG＝达因/厘米磨光片条件θWSL=γLG(1+cosθ)WSG=γLG(1-cosθ)方铅矿与药剂作用前方铅矿与药剂作用后萤石与药剂作用前萤石与药剂作用后六、思考题1．为什么说润湿性接触角是度量矿物可浮性好坏的一个重要物理量？2．通过实验简述矿物的可浮性是可以调节的。