泡沫穩定機制對浮選過(guò)程強化具有重要理論與實(shí)際意義，論文以浮選兩相泡沫為對象，系統開(kāi)展泡沫排液過(guò)程及其動(dòng)力學(xué)研究。從宏觀(guān)泡沫性質(zhì)出發(fā)，研究了典型鹽離子(Na Cl)及表面活性劑(甲基異丁基甲醇，MIBC；十二烷基硫酸鈉，SDS；十二烷基三甲基溴化銨，DTAB)對泡沫穩定性的影響，并選取泡沫中的“氣泡對”基本單元，研究氣泡的兼并行為；通過(guò)微納尺度下氣泡間液膜排液動(dòng)力學(xué)和氣泡間相互作用力的動(dòng)態(tài)演化研究，揭示了鹽離子及表面活性劑體系下的兩相泡沫穩定機理，為浮選泡沫穩定性提供新的認識。

借助復合泡沫掃描儀(Foamscan)進(jìn)行Na Cl、MIBC、SDS及DTAB體系下宏觀(guān)泡沫生長(cháng)衰變動(dòng)力學(xué)研究，研究表明Na Cl、MIBC、SDS及DTAB均可以增加泡沫穩定性，泡沫層體積及半衰期均增加，表面活性劑穩泡能力明顯大于Na Cl，且呈現出SDSDTABMIBC的規律；氣液界面的水化能力增強導致泡沫液體含量和宏觀(guān)排液速率增加，宏觀(guān)排液速率與泡沫液體含量呈正相關(guān)；Na Cl和表面活性劑能夠通過(guò)抑制氣泡兼并來(lái)減小氣泡尺寸。分別研究了Na Cl和表面活性劑對溶液表面張力的影響，發(fā)現溶液表面張力隨Na Cl的加入略微增加，而隨表面活性劑的加入顯著(zhù)降低，表面活性劑降低溶液表面張力的能力按SDS、DTAB、MIBC順序遞減。Na Cl的穩泡機理可能來(lái)源于鈉離子在氣液表面的特性離子吸附效應，而表面活性劑的穩泡作用主要是由體系表面張力降低造成。

通過(guò)氣泡動(dòng)態(tài)兼并可視化系統研究了氣泡微觀(guān)兼并過(guò)程，并重點(diǎn)考察了兼并時(shí)間變化。研究發(fā)現去離子水中氣泡在接觸后快速發(fā)生兼并，兼并時(shí)間隨氣泡接近速度的增大而減??；隨著(zhù)Na Cl、MIBC、SDS及DTAB的加入，氣泡兼并時(shí)間隨濃度增加而增加，當SDS及DTAB濃度為10~(-5)及10~(-3)mol/L時(shí)，氣泡不再發(fā)生兼并。采用動(dòng)態(tài)液膜分析儀(DFA)進(jìn)行微觀(guān)液膜排液動(dòng)力學(xué)研究。首先通過(guò)薄膜顯微干涉技術(shù)記錄液膜排液過(guò)程中的干涉條紋序列完成了液膜時(shí)空演化云圖重構，具體表現為:去離子水中液膜快速薄化，在0.92 s時(shí)刻發(fā)生破裂，臨界破裂厚度為25.46 nm，Na Cl和表面活性劑的加入能夠減緩液膜排液，提高液膜穩定性。

氣泡大小和接近速度對穩態(tài)液膜排液過(guò)程影響研究表明，隨著(zhù)氣泡尺寸增加，體系Laplace驅動(dòng)力減小，液膜排液速率降低，平衡膜厚度增加；隨著(zhù)氣泡接近速度增加，因流體阻力作用的氣液界面發(fā)生“淺凹”形變，速度對最終平衡膜厚度的影響不大。采用Stokes-Reynolds-Young-Laplace(SRYL)方程對排液動(dòng)力學(xué)數據進(jìn)行積分求解獲得了氣泡間曲率壓力及分離壓力變化。去離子水中，在遠程范圍內(250 nm)氣泡的曲率壓力是液膜排液的主要驅動(dòng)力，當液膜厚度減小至250 nm時(shí)，體系開(kāi)始出現吸引性分離壓力作用，液膜在此吸引力的作用下快速薄化破裂。結合擴展DLVO理論發(fā)現此引力主要來(lái)源于氣泡間的疏水力作用，疏水力是誘發(fā)去離子水中氣泡間液膜薄化破裂的根本原因。

Na Cl和表面活性劑表現出不同程度的穩泡效應均是通過(guò)抑制氣泡間疏水引力實(shí)現，對疏水力的抑制能力由大到小依次為:SDSDTABMIBCNa Cl。為驗證前文Na Cl和表面活性劑基于抑制疏水力的共性穩泡機制，采用原子力顯微鏡(AFM)氣泡探針技術(shù)對穩態(tài)液膜氣泡間相互作用力進(jìn)行了直接測試，借助SRYL模型對試驗測試值進(jìn)行理論擬合，分析穩態(tài)液膜氣泡間分離壓力組分及其動(dòng)態(tài)演化。結果表明，10~(-5)mol/L SDS溶液中氣泡間相互作用力始終表現為斥力作用；當氣泡表面電勢為-105 m V，溶液德拜長(cháng)度為75 nm時(shí)，經(jīng)典DLVO理論可以很好地擬合試驗數據，SDS實(shí)現了氣泡間疏水引力的有效屏蔽。

此外，氣泡間排斥力隨著(zhù)接近速度的增加而增加，通過(guò)增加AFM Setpoint(外部壓力)仍無(wú)法有效觸發(fā)液膜破裂，氣泡間液膜具有很強的能力抵抗外力干擾，液膜云圖求解發(fā)現氣泡可以通過(guò)變形(即液膜沿徑向擴張)來(lái)抵抗外力，平坦膜區域隨外力的增加逐漸增加?；谑杷σ种频膬上嗯菽€定性機制將為浮選泡沫穩定性調控提供借鑒。