Развитие теории пенообразования

Исследование процессов пенообразования, играющих столь важную роль не только во флотации, но и в других областях техники, можно разделить на две группы: работы физико-химического характера и работы технического характера.

Работы первой группы начаты в 1880 г. исследованиями Квинке, установившим, что чистые жидкости не образуют пены. В 1925—1926 гг. Барч, исследуя пенообразование водных растворов спиртов и жидких кислот, пришел к выводу, что этот процесс определяется степенью гетерогенности раствора, т. е. разницей концентраций реагентов в объеме воды и на поверхности пузырьков, возникающей при адсорбции. При этом максимальной устойчивости пены отвечает оптимальная концентрация реагентов. Насыщенные растворы и чистые жидкости не вспениваются ввиду отсутствия у них указанной гетерогенности.

К этому же периоду относятся неудачные попытки Барча, а также Оствальда и Штейнера установить простые зависимости между вязкостью раствора, его поверхностным натяжением и процессами пенообразования. Позже Штумпер показал, что вязкость и поверхностное натяжение не являются главными факторами, определяющими пенообразование.

В течение 1926—1936 гг. Фольк подтвердил и значительно развил взгляды Барча, положив в основу своих представлении аномальные свойства неуравновешенного пограничного слоя.

В 1931 г. Венстрем и Ребиндер, изучая «время жизни» одиночных пузырьков, установили влияние на это время концентрации различных поверхностно активных веществ, образующих и воде растворы молекулярной, коллоидной и полуколлоидной дисперсности.

Вывод Ребиндера, что устойчивость пены при избыточно больших концентрациях пенообразователя снижается только для веществ, образующих в воде растворы молекулярной дисперсности (согласно прежним высказываниям такое влияние концентрации пенообразователя имело универсальный характер), представляется весьма важным, У полуколлоидных и коллоидных растворов эта зависимость может не отмечаться. Талмуд и Суховольская установили, что устойчивость поверхностной пленки есть функция гидратации полярных групп адсорбционного слоя, а максимум устойчивости поверхности пузырьков соответствует максимуму этой гидратации. Ими же была отмечена роль стекания воды в прослой между пузырьками при разрушении пен.

Обширные исследования Ерчиковского явились важным шагом в развитии теории действия реагентов-пенообразователей и свойств флотационных пен. В основе его представлений о механизме действия реагентов-пенообразователей лежит рабочая гипотеза, согласно которой механическая прочность поверхностных слоев (равновесных и неравновесных)определяется механической прочностью квази-кристаллического слоя молекулы воды, ориентированных вокруг полярных групп молекул. Ho существу, Ерчиковский также исходил из представлений о ведущей роли гидратации полярных групп реагентов-пенообразователей. Ряд работ по теории действия пенообразователей проведен в последнее время Лившицем. Большая роль минеральных частиц в определении устойчивости пены исследована и установлена в работах Ребиндера и Лубман, Барча и др. В последние годы проведены исследования закономерностей вторичной концентрации минералов в пенном слое.

Необходимо также отметить оригинальные работы Дьяконова в области физико-химических вопросов пенообразования, установили роль, которую при этом играет критерий Рейнольдса.