Одним из важных факторов, определяющих вероятность протекания процесса флотации является образование флотационного комплекса «воздушный пузырек - минеральная частица». При этом характер движения частиц и пузырьков в значительной мере влияет на вероятность столкновения частиц с пузырьками и образование, и успешное всплывание флотокомплексов. Образование флотокомплексов и степень их минерализации определяют в свою очередь скорость самого процесса флотации
На вероятность столкновения частицы и пузырька и образование устойчивого флотационного комплекса в камере флотационной машины в значительной мере влияют гидродинамические условия. Вероятность закрепления частиц на пузырьке определяется не только ее энергией и физико-химическими свойствами поверхности, но и соотношением длительности контакта частицы и пузырька и времени индукции. Время индукции представляет собой интервал времени, в течение которого происходит утончение прослойки жидкости, разделяющей твердую и газообразную фазы, до критического значения, при котором возможно закрепление. Время контакта фаз определяется в основном гидродинамическими условиями. Согласно одной из гипотез, столкновение частицы с поверхностью пузырька рассматривается как удар. По другой гипотезе, после столкновения частицы с пузырьком, она скользит некоторое время по его поверхности. Это время и является временем контакта. Значение этого параметра зависит от энергии столкновения частицы и пузырька и от полярного угла контакта.
Угол контакта в свою очередь определяется балансом гравитационной прижимающей силы и гидродинамической силы отрыва. Эти силы будут связаны с размерами пузырька, скоростью потоков в месте столкновения и плотностью частицы.
При контакте частицы и пузырька образуется периметр контакта. При внешнем механическом воздействии на пузырек, которое оказывает отрывающая сила, его контур деформируется, при этом может и не происходить заметного перемещения периметра контакта. На прочность контакта (устойчивость флотационных комплексов) кроме механических параметров будут влиять физико-химические свойства поверхностей раздела фаз, а также форма частиц.
Для получения количественных закономерностей влияния основных физико-химических параметров поверхностей раздела фаз на устойчивость флотационных комплексов с учетом формы частиц нами разработана математическая модель, позволяющая определять силу отрыва частицы Fотр от поверхности раздела "вода - воздух". При этом принято допущение, что частица имеет цилиндрическую форму и контактирует с газообразной фазой торцевой гранью с диаметром d, перпендикулярной образующей цилиндра.
Для каждой точки А поверхности мениска в условиях, близких к статическим, при совмещении начала координат с плоскостью жидкости будет выполняться уравнение Лапласа в виде:
Здесь б - удельная межфазная поверхностная энергия (поверхностное натяжение) на границе раздела "вода - воздух"; R1, R2 -главные радиусы кривизны в точке на поверхности раздела фаз с координатами X и Z.; р - плотность жидкости (воды); q - ускорение свободного падения.
Для точки А справедливо также равенство:
При повышении величины угла (ф на dф главные радиусы кривизны будут определяться для точки А1 ( Х-дХ, Z+dZ). Длина дуги dL, между точками А и А' с учетом малости угла с!(р может быть найдена из равенства:
Используя уравнения (1)-(4), путем несложных преобразований получена система дифференциальных уравнений первого порядка в виде:
Для решения системы уравнений (5) численным методом разработана компьютерная программа. Она позволяет получить данные, необходимые для расчета капиллярной и гидростатической сил, действующих на частицу по мере погружения её в воду вплоть до момента отрыва от газообразной фазы. Это дает возможность оценить влияние основных геометрических параметров частицы и физико-химических свойств поверхностей раздела фаз, участвующих в процессе флотации, на устойчивость флотационного комплекса.
В соответствии с выводами Гиббса при прохождении трехфазного периметра смачивания по ребру частицы угол контакта ф будет возрастать до величины равновесного краевого угла смачивания в. Результаты расчета показали, что при ф = в достигается наибольшее значение силы, удерживающей частицу на поверхности жидкости. На рис. 2.2 приведены результаты расчета максимальной силы отрыва Рт для частиц диаметром 0.1, 0.25 и 0.5 мм при различном значении равновесного краевого угла смачивания.
Полученные данные свидетельствуют о том, что максимальная величина силы, необходимой для отрыва, в значительной степени зависит от величины краевого угла смачивания и периметра поверхности контакта фаз в момент разрушения комплекса. Результаты расчета, показали, что для каждого размера частицы существует предельное значение угла контакта фп, при котором еще выполняется уравнение (1). При достижении фп (если в > фп) величина R1 снижается, в то время как значение R2, определяемое размерами площади контакта "твердое - воздух", существенно не изменяется. Это вызывает рост капиллярного давления и разрыв комплекса.
Таким образом разрушение флотокомплекса, образованного тонкозернистой частицей и пузырьком будет происходить при относительно больших деформациях, что может являться одной из причин известной из практики флотации повышенной устойчивости тонкозернистых частиц на поверхности пузырьков воздуха. В случае, когда краевой угол смачивания мал, отрыв произойдет при достижении углом контакта величины, равной краевому углу смачивания (ф = в).
Для частиц, продолжительное время циркулировавших в технологической схеме обогатительной фабрики, характерно разрушение острых вершин и ребер. Анализ влияния формы ребра на величину максимальной силы отрыва Рт проведен по результатам расчета для зерен, ребро которых имеет скругление с радиусом г. При этом принят предложенный К. А. Разумовым механизм перемещения периметра смачивания через ребро. Степень остроты ребра определялась по параметру К = г/d, который может изменяться от 0 до 0.5. Следует отметить, что движение трехфазного периметра смачивания по скругленному ребру практически не требует повышения отрывающей силы. Задержка воздушной фазы происходит в месте перехода от ребра к плоской поверхности грани частицы.
Полученные данные расчета, свидетельствуют о существенном влиянии формы зерен на устойчивость флотационного комплекса. Максимальная прочность закрепления наблюдается при идеально острых ребрах (К = 0). При приближении формы частиц к шарообразной (К = 0.5) сила отрыва стремится к нулю. Это подтверждает известное в практике флотации явление перехода в отходы окатанных в результате длительной циркуляции частиц полезных минералов.
В связи с вышеизложенным одним из основных путей интенсификации флотационного обогащения следует считать создание особых гидроаэромеханических условий в рабочей зоне флотационных аппаратов, обеспечивающих эффективное закрепление мелкозернистых материалов на поверхности пузырьков воздуха и снижающих вероятность разрушения флотационных комплексов при условии пониженной гидрофобности частиц.
Поиск путей интенсификации процесса флотации полезных ископаемых с использованием реагентов аполярного типа затруднен в связи с отсутствием достаточно надежного обоснования механизма их упрочняющего действия на образующийся флотационный комплекс.
Проведенный обзор показал, что причины повышения прочности прилипания частиц к пузырькам воздуха в присутствии аполярных реагентов еще недостаточно ясны.
В работах В.И. Мелик-Гайказяна с сотрудниками упрочнение флотационного комплекса «пузырек - частица» связывается с известным явлением релаксации свойств поверхности раздела «вода — реагент» в динамических условиях при наличии во взаимодействующих фазах гетерополярных поверхностно-активных веществ. Данная гипотеза не объясняет возможность флотации минералов с применением чистых индивидуальных аполярных углеводородов в беспенных аппаратах и повышение прочности прилипания пузырьков воздуха к подложке в присутствии реагента в условиях, близких к статическим.
В последнем случае аполярные углеводороды с относительно высокой температурой кипения, входящие в состав применяемых в практике флотации реагентов, концентрируются в виде каймы в области контакта твердой фазы с пузырьком
В связи с неполным растеканием аполярных углеводородов по поверхности раздела фаз, что имеет место при взаимном насыщении жидкостей, образуются три трехфазных периметра контакта.
Сумма полученных углов даст угол у между поверхностями раздела «реагент - газ» и «реагент - вода» в точке их контакта А. Анализ с учетом известных величин удельной межфазной поверхностной энергии позволяет заключить, что для большинства нерастворимых в воде углеводородных жидкостей значения углов не равны нулю. Это означает, что весь объем реагента-собирателя аполярного типа будет концентрироваться в кайме и на остальной поверхности пузырька будет отсутствовать.
Результаты расчета углов контакта для индивидуальных аполярных углеводородов различного строения (парафиновые, нафтеновые и ароматические), кипящих при температурах > 150°С. Указанные ограничения по температуре приняты в связи с тем, что целесообразно рассматривать жидкости, которые могут быть в составе используемых в промышленности флотационных реагентов.
Коэффициент растекания по Гаркинсу, равный разнице работы адгезии аполярной жидкости к воде и работы когезии (разрыва) этой жидкости, для всех углеводородов имеют отрицательное значение, что подтверждает ограниченное растекание жидкостей по поверхности воды с установлением острых углов контакта между поверхностями взаимодействующих фаз.
Взаимосвязь величин краевых углов смачивания твердой фазы может быть найдена путем суммирования уравнений Используя уравнения Юнга для случая смачивания твердой поверхности водой в газе окончательно получим:
Величина правой части не зависит от свойств аполярных реагентов и определяется только степенью гидрофобности поверхности твердой фазы. В связи с тем, что аполярные углеводороды в газообразной фазе хорошо растекаются по гидрофобным поверхностям (СО5 02(3) ~ 1).
Для условий смачивания деканом, декалином и тетралином поверхности самородной серы (Q1(3) = 85°) получены значения краевых углов смачивания в воде, равные 110°, 117° и 142°. Экспериментально определенные значения оказались соответственно равными 106°, 115° и 141°, что свидетельствует о достоверности полученных выводов.
Принимая во внимание величины углов у и 02(1) и учитывая, что значения 02(3) близки нулю, можно сделать вывод о вогнутой форме сторон АВ и АС каймы реагента. Криволинейность поверхностей взаимодействующих фаз обуславливает снижение внутреннего давления в объеме реагента. Капиллярные давления в этом случае связаны соотношением разности изменения давления в аполярной жидкости воды и изменением давления газа. В результате получаем избыток давления в пузырьке газа относительно воды.
В равновесных условиях после окончательного формирования флотационного комплекса будет соблюдаться баланс сил, действующих на элементы поверхностей раздела фаз.
Для обогащения материала методом флотации недостаточно одного факта закрепления гидрофобных частиц на пузырьках воздуха -образования флотационного комплекса. Полученный агрегат должен в определенных условиях всплывать к поверхности пены, испытывая при этом воздействие гидродинамических потоков в камере машины, столкновения с другими аналогичными комплексами, массой движущихся навстречу ему частиц и т.д. Поэтому всплывание флотационных комплексов является одним из важных этапов течения процесса флотации.
Первым этапом теоретического анализа движения флотационных комплексов является исследование процесса всплывания комплексов в свободных условиях.
Процесс всплывания одиночных неминерализованных (до контакта с флотируемыми частицами) и нагруженных пузырьков воздуха в рабочей зоне флотационных аппаратов оказывает большое влияние на конечные результаты обогащения. В связи с этим необходимо проведение теоретического анализа движения пузырьков для определения основного назначения насадок и успокоителей, используемых в различных конструкциях машин, - снижения макротурбулентности в рабочей зоне или понижения скорости всплывания флотационных комплексов.
Для неминерализованных пузырьков сила Архимеда, вызывающая движение, направлена вверх и определяется в основном объемом газообразной фазы :
где dэ- эквивалентный диаметр пузырька.
Определение верхнего значения предела интегрирования может быть произведено с учетом того, что с ростом скорости всплывания пузырьков увеличивается сила сопротивления движению и ускорение стремится к нулю (dV/ dt -» 0). В этом случае:
Полученные данные свидетельствуют о том, что время достижения конечной установившейся скорости всплывания пузырьков весьма мало. Это объясняется высоким значением ускорения, вызванного действием выталкивающей силы, достигающем при близких к нулю скоростях величины до ~ 8000 м/с2. Путь, проходимый пузырьком диаметром 2 мм до достижения установившейся скорости составляет около 30 мкм.
Закрепившиеся на пузырьках минеральные частицы резко повышают плотность образовавшихся флотационных комплексов, что существенно сказывается на параметрах движения. По мере увеличения степени минерализации пузырьков скорость их всплывания снижается. Практика флотации показывает, что при минерализации пузырьков частицы могут занимать от 3 до 30 % их поверхности [10]. Устойчивое закрепление частиц происходит на нижней полусфере поверхности пузырька, поэтому при заполнении 50% поверхности дальнейшего возрастания минеральной нагрузки не наблюдается.
Принимая толщину покрытия частицами пузырьков воздуха равной среднему размеру зерен твердой фазы сУТ) были проведены расчеты параметров движения флотокомплексов при различной минеральной нагрузке. Как показывают полученные данные, минерализация пузырьков в указанных пределах приводит к незначительному изменению параметров движения флотокомплекса. Рост площади поверхности пузырьков, нагруженной минеральными частицами, с 10 до 30% снижает установившуюся скорость всплывания агрегатов на 6 - 26%.
Время достижения установившейся скорости движения максимально нагруженных агрегатов в сравнении со свободно всплывающими пузырьками повышается в 10 - 30 раз. Однако путь до стабилизации скорости все еще остается малым и соизмеримым с размерами пузырьков. Это позволяет сделать вывод о невозможности снизить интенсивность всплывания пузырьков воздуха за счет использования успокоителей в рабочей зоне флотационных аппаратов. Их назначение, очевидно, состоит в гашении крупномасштабных вихрей и стабилизации условий движения флотокомплексов.
Одним направлений интенсификации флотационного обогащения является создание флотационных аппаратов с оптимальным гидро-аэродинамическим режимом.
Проведенный обзор патентной информации ведущих стран показал, что исследования в области совершенствования аппаратурного оформления процесса флотации в основном направлены на создание колонных аппаратов. Предтечей их были машины пенной сепарации, которые доказали свою эффективность при обогащении угольных шламов. В последние годы увеличилось количество публикаций ученых США, Канады, Японии, Великобритании, ФРГ, Франции и России, освещающих опыт разработки и применения колонных флотомашин.
От существующих типов машин колонные аппараты принципиально отличаются противоточным движением пульпы и пузырьков воздуха и соотношением геометрических размеров (высота значительно превосходит диаметр). Это обеспечивает ряд преимуществ, к основным из которых следует отнести низкую интенсивность перемешивания и расход электроэнергии, повышенную селективность флотации, компактность камеры, эффективное использование производственных площадей и объемов .
Совершенствование машин в основном осуществлялось в направлении оптимизации скорости передвижения пузырьков воздуха в объеме пульпы с тем, чтобы повысить вероятность флотации труднообогатимых частиц, и дисперсности воздушной фазы.
В Чехословакии разработана колонна , по принципу действия похожая на многоподовый аппарат кипящего слоя с решетками, которые тормозят пузырьки при движении их в рабочей зоне. Пульпу подают в верхний отсек колонны. Навстречу потоку пульпы, проходящей через решетку из отсека в отсек, поступает воздух. Отличительной особенностью машины является фракционная флотация, позволяющая осуществить разные технологические схемы и многократное использование воздуха путем циркуляции его в колонне. Недостатки предложенной конструкции - относительно крупное диспергирование воздуха с помощью механических решеток, отсутствие равномерного периферийного съема пенного продукта и возможность попадания твердых частиц в воздуходувку.
В колонне, на равном расстоянии одна от другой расположены полки, разделяющие камеру на несколько зон. Каждая полка имеет открытые сквозные каналы, которые соединяют между собой соседние зоны и образуют непрерывные вертикальные проходы сложной конфигурации, снижающие скорость движения газообразной фазы.
В машине, зоны с различными гидродинамическими условиями образуются за счет установки в камере трубок диаметром 4 - 5 см и длиной, составляющей 8-24 % общей высоты колонны. На концах трубок установлены конусные насадки для захвата минерализованных пузырьков. Трубки с насадками образуют зону резкого снижения турбулентности движущихся потоков воздушных пузырьков и пульпы. Установка внутри флотационных камер различных обтекателей, несомненно, интенсифицирует процесс флотации, повышает извлечение частиц и улучшает качество концентрата. Но, с другой стороны, снижает эффективный объем камеры и производительность машины. Кроме того, такие устройства не позволяют изменять гидродинамические условия при колебаниях характеристик питания.
Практика эксплуатации колонных аппаратов позволяют сделать вывод о необходимости оптимизации гидродинамического режима в противоточных пневматических машинах. С этой целью в камерах большого сечения целесообразно устанавливать успокоители. Испытания показали, что из успокоителей различной конструкции (в виде горизонтальных решеток, сеток, цилиндров из проволоки и др.) наиболее эффективными оказались цилиндры, изготовленные из проволочной сетки диаметром 5 см и высотой 6 см с отверстиями 2 мм.
Интенсивность перемешивания при их установке уменьшается на 30%, а режим движения пузырьков при этом не нарушается.
Установка перфорированных пластин в различных сечениях колонны позволяет увеличить время пребывания частиц в аппарате, а также интенсифицировать элементарный акт флотации при движении частиц и пузырьков навстречу друг другу через отверстия в пластинах.
Применение флотационной колонны, заполненной рифлеными пластинами, позволяет обеспечить более тесный контакт тонких частиц с пузырьками. Повышению извлечения шлама способствует также интенсивная микротурбулентность между нарифлениями, характерная глубина которых равна 3 мм, а угол наклона к горизонту - 45 град. Смежные пакеты пластин установлены слоями во взаимно перпендикулярных направлениях. Отсутствие макроциркуляции пульпы в насадочной колонне практически исключает механический вынос в пену частиц пустой породы, что совместно с большой высотой пенного слоя обуславливает возможность получения сверхчистых концентратов тонкозернистого материала в одну стадию. Снижение скорости движения воздушных пузырьков при прохождении каналов между пластинами способствует повышению вероятности сохранения флотационных комплексов, а при попадании частиц в зазор между пузырьком и поверхностью пластины растет вероятность преодоления гидратных слоев и закрепления частиц. Одно из основных конструктивных преимуществ данного аппарата - исключение необходимости получения мелких пузырьков, так как дробление воздуха происходит при движении пузырьков по нарифлениям. Приведенная скорость пульпы в колонне составляет около 0.3 см/с, воздуха - 8 - 12 см/с, промывной воды - 0.1 - 0.15 см/с.
Исследования, проведенные ИОТТ, позволяют считать наиболее целесообразной установку в зоне минерализации колонны вертикальных решетчатых успокоителей, разделяющих машину на ячейки. Оптимальное сечение ячейки определяют экспериментально. Образцы машины с такими успокоителями были испытаны на Жилевской ОПОФ и медной фабрике Балхашского ГМК. На из базе создан противоточный аппарат с объемом камеры 40 м3 (ФППМ-40).
В Великобритании испытана колонна "Лидс". Её особенность состоит в том, что в пене и под ней размещено несколько барьеров, каждый из них выполнен из решетки, над щелями которой свободно установлены нейлоновые стержни. При уменьшении интенсивности вертикального потока они препятствуют протеканию пульпы на нижний этаж, т.е. барьер действует как одноходовой клапан. Когда под стержнями собирается достаточно пузырьков, стержни раздвигаются и пропускают их вверх. Это позволяет повысить селективность флотации.
Анализ приведенных в литературных источниках данных о параметрах 26 колонных флотомашин, используемых в практике обогащения различных полезных ископаемых, показал, что около 60% аппаратов имеют круглое сечение. Их средний диаметр составляет 2.6 м, а максимальный достигает 4.6 м. Остальные машины имеют квадратное или близкое к нему сечение. Для данных аппаратов размеры в плане в среднем составляют 1.1 х 1.1 м. Это объясняется большей механической прочностью цилиндрических корпусов при меньшей металлоемкости.
Данные показывают, что тенденция повышения производительности с ростом площади сечения камеры характерна для машин различной формы и сохраняется при обогащении как углей, так и других полезных ископаемых.
Зависимости между рассматриваемыми параметрами достаточно хорошо описываются линейными уравнениями регрессии:
- для машин круглого сечения:
- для машин квадратного сечения:
- для машин, обогащающих уголь:
Здесь Qп - производительность по пульпе; Qк - диаметр камеры машины.
Коэффициенты парной корреляции соответственно равны: R1 = 0.851, R2 = 0.870 и RЗ = 0.981, что свидетельствует о достаточно тесной связи между параметрами.
Приведенная скорость пульпы, определенная по полученным данным и равная отношению дебита пульпы к площади сечения машины, для всех типов аппаратов и условий обогащения лежит в пределах 1-2 см/с.
Большим разнообразием отличаются и конструкции аэраторов колонных флотационных машин. Наибольшее распространение получили устройства без использования вращающихся частей, повышающих интенсивность перемешивания пульпы: пневматические и гидравлические диспергаторы.
Аэраторы последнего типа обеспечивают диспергирование газообразной фазы за счет энергии движущейся жидкости. Основным их недостатком является необходимость в создании высокоскоростных потоков жидкости, что в производственных условиях влечет за собой значительный износ оборудования. Кроме того, устройства требуют больших объемов жидкости, введение которых в камеру флотомашины нарушает режимы обогащения.
В большинстве случаев диспергирование воздуха производится непосредственно в нижней зоне машины при пропускании его через пористые перегородки. Основными требованиями, предъявляемыми к таким пневматическим аэраторам, являются стабильность характеристик во времени, надежность и долговечность. Однако, ряд конструкций, изготовленных из тефлона, пористой керамики и металлокерамики и удовлетворяющих перечисленным требованиям, не получил распространения из-за высокой стоимости, возможности забивания тонкозернистыми частицами и сложной регенерации. У применяющихся тканевых и резиновых аэраторов недостатком является низкий срок службы и неудовлетворительный дисперсный состав образующихся пузырьков.
Повышение эффективности работы аэраторов достигается подогревом воздуха до 30- 40°С и его увлажнением за счет применения перегретого пара с расходом в пределах 0.15 - 0.25 кг/м3.
Для генерации мелких пузырьков в промышленных колоннах флотационных машинах, разработанных в Горном бюро США, устанавливают камеры аэрации с внутренним диаметром 5 см, длиной 17 см, заполненные стеклянными шариками диаметром около 1 мм. Сообщается, что для создания необходимой аэрации в колонне диаметром 1.8 м и высотой около 12 м устанавливают 16 камер указанной конструкции. Водовоздушную смесь распределяют через 107 трубок и форсунок, которые могут быть заменены без остановки процесса флотации. Средний размер пузырьков изменяется от 0.2 до 4 мм в зависимости от давления воды и расхода пенообразователя. Разбавление пульпы водовоздушнои смесью незначительно, так как поток воды через камеры аэрации составляет около 4% потока исходной пульпы.
В ряде конструкций аппаратов диспергирование воздушной фазы осуществляется за счет заполняющих рабочую зону перфорированных или рифленых пластин.
Существуют флотационные колонны с аэраторами, расположенными вне камеры. Насыщению воздухом подвергается вода или пульпа за счет эжекции или под действием давления, создаваемого компрессором. В последнем случае процесс может быть интенсифицирован за счет пульсационных воздействий.
Таким образом, проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы:
Лучшие условия флотации с точки зрения элементарного ее акта обеспечиваются при противотоке частиц и воздушных пузырьков. Кроме того, в колонных флотационных машинах отсутствуют перемешивающие устройства, турбулентность потоков низкая, поэтому невелики значения инерционных сил, стремящихся разрушить флотокомплексы. Баланс гравитационных, инерционных сил и силы сопротивления среды определяют траекторию движения частицы и ее закрепления на всплывающем воздушном пузырьке (при условии отсутствия вихрей и турбулентности течения потоков).
При противотоке наблюдается повышение времени пребывания пузырьков в аппарате, что увеличивает его удельную производительность, способствует возрастанию вероятности столкновения частиц и пузырьков, селективности разделения.
Флотационная активность воздушных пузырьков определяется интервалом времени между их образованием и моментом минерализации, которое называется временем их кондиционирования. В этот период времени (5-20 с) происходит деструктурирование поверхностных слоев пузырька, в результате чего достигается самопроизвольная его активация. Минерализация пузырьков в колонной машине происходит при максимальной их флотационной активности, т.к. время их нахождения в аппарате превышает длительность кондиционирования воздушной фазы.
Таким образом, при исследовании физических принципов процесса модифицированной флотации необходимо уделить основное внимание изучению образования и движения флотационных комплексов, условиям диспергирования воздуха.
Для торможения движущегося флотационного комплекса в камере колонной флотационной машины возможна установка периодически чередующихся наклонных площадок, вдоль которых будет происходить всплывание флотокомплексов.
Полученные ранее результаты дают возможность сделать вывод о весьма малом временном интервале движения пузырьков до достижения установившейся скорости, когда d\/ / dt = 0. Всплывание комплексов происходит в условиях, близких к стационарным, что позволяет определить основные параметры движения по уравнению, аналогичному соотношению.
Для определения конечной скорости движения пузырьков вдоль наклонной плоскости необходимо предварительно найти зависимости коэффициента /"от размера пузырьков и свойств материала площадки. С этой целью проведены эксперименты с использованием установКи/ Установка представляла собой стеклянную колбу, угол наклона которой к горизонту изменялся в пределах от 0 до 90 град. Измерение угла производилось с помощью транспортира. В качестве площадок использовались пластины, изготовленные из органического стекла (материал с высокой естественной гидрофобностью) и стали (гидрофильный материал) с предварительно обезжиренной поверхностью. Исследования производились в воде, содержащей поверхностно-активное вещество (флотационный реагент-пенообразователь) в концентрациях, соответствующих реальным условиям процесса обогащения.
Для получения пузырьков с близкими размерами применялся капилляр с размером отверстия d к - 0.2 мм и микродозатор. Предварительно расчетным путем определялся средний диаметр получаемых пузырьков по объему воздуха, содержащегося в не менее, чем 50 пузырьках.
Повышение размера пузырьков в исследуемом интервале производилось за счет накопления и слияния исходных пузырьков в необходимом количестве в камере, которая с помощью тяги опускалась в нижнюю часть колбы. Постоянная глубина погружения кончика капилляра гарантировала получение близких по объему пузырьков. После подъёма крышки камеры пузырёк всплывал к пластине и двигался вдоль неё, проходя отметки контрольных точек.
Для получения достоверной информации измерения с одинаковыми начальными данными повторялись не менее десяти раз с отбраковкой ошибок экспериментов по стандартным методикам. По времени движения пузырьков вдоль отрезка наклонной площади известной длины определялась их скорость.