Menú
Escrito por Dr. Amit Pratap Singh
Reseña escrita por Dr. Alidad Amirfazli
Revisado: 28
This is a practical guide to Surface Science for researchers working in the Mining and Metals Industry.
En esta nueva guía aprenderás todo sobre:
Vamos a sumergirnos en ello.
From ore extraction and processing to refining and fabrication, the mining and metals industry spans a wide array of operations crucial to global infrastructure and manufacturing. This industry is a cornerstone of global economic development. It provides basic resources for construction, manufacturing, infrastructure development, and technology sector.
Understanding and manipulating surface properties such as wettability, adhesion, and corrosion resistance are essential for optimizing processes, enhancing product quality, and ensuring operational efficiency.
We use the important surface properties below to understand the behavior of Mining and Metals products and improve their quality.
Joven – Método Laplace
Método polinómico
Ángulo de contacto dinámico
Idealmente, cuando colocamos una gota sobre una superficie sólida, existe un ángulo único entre el líquido y la superficie sólida. Podemos calcular el valor de este ángulo de contacto ideal (el llamado ángulo de contacto de Young) utilizando la ecuación de Young. En la práctica, debido a la geometría de la superficie, la rugosidad, la heterogeneidad, la contaminación y la deformación, el valor del ángulo de contacto en una superficie no es necesariamente único, sino que se encuentra dentro de un rango. Llamamos a los límites superior e inferior de este rango el ángulo de contacto de avance y el ángulo de contacto de retroceso, respectivamente. Los valores de los ángulos de contacto de avance y retroceso para una superficie sólida también son muy sensibles. Pueden verse afectados por muchos parámetros, como la temperatura, la humedad, la homogeneidad y la contaminación diminuta de la superficie y el líquido. Por ejemplo, los ángulos de contacto de avance y retroceso de una superficie pueden diferir en diferentes ubicaciones.
Las superficies y los recubrimientos prácticos muestran naturalmente histéresis de ángulo de contacto, lo que indica un rango de valores de equilibrio. Cuando medimos ángulos de contacto estáticos, obtenemos un solo valor dentro de este rango. Confiar únicamente en mediciones estáticas plantea problemas, como una repetibilidad deficiente y una evaluación incompleta de la superficie con respecto a la adherencia, la limpieza, la rugosidad y la homogeneidad.
En aplicaciones prácticas, necesitamos comprender la facilidad de dispersión del líquido de una superficie (ángulo de avance) y la facilidad de eliminación (ángulo de retroceso), como en la pintura y la limpieza. La medición de los ángulos de avance y retroceso ofrece una visión holística de la interacción líquido-sólido, a diferencia de las mediciones estáticas, que arrojan un valor arbitrario dentro del rango.
Esta información es crucial para las superficies del mundo real con variaciones, rugosidad y dinámica, lo que ayuda a industrias como la cosmética, la ciencia de los materiales y la biotecnología a diseñar superficies efectivas y optimizar los procesos.
Aprenda cómo se realiza la medición del ángulo de contacto en nuestro tensiómetro
Para una comprensión más completa de la medición del ángulo de contacto, lea nuestra medición del ángulo de contacto: la guía definitiva
Esta propiedad mide la fuerza que actúa sobre la superficie de un líquido, con el objetivo de minimizar su superficie.
Tensión superficial dinámica
La tensión superficial dinámica difiere de la tensión superficial estática, que se refiere a la energía superficial por unidad de área (o fuerza que actúa por unidad de longitud a lo largo del borde de una superficie líquida).
La tensión superficial estática caracteriza el estado de equilibrio de la interfaz líquida, mientras que la tensión superficial dinámica explica la cinética de los cambios en la interfaz. Estos cambios podrían implicar la presencia de tensioactivos, aditivos o variaciones en la temperatura, la presión y la composición en la interfaz.
La tensión superficial dinámica es esencial para los procesos que implican cambios rápidos en la interfaz líquido-gas o líquido-líquido, como la formación de gotas y burbujas o la coalescencia (cambio de área superficial), el comportamiento de las espumas y el secado de pinturas (cambio de composición, por ejemplo, evaporación del solvente). Lo medimos analizando la forma de una gota colgante a lo largo del tiempo.
La tensión superficial dinámica se aplica a diversas industrias, incluidas las cosméticas, los recubrimientos, los productos farmacéuticos, la pintura, los alimentos y las bebidas, y los procesos industriales, donde la comprensión y el control del comportamiento de las interfaces líquidas son esenciales para la calidad del producto y la eficiencia del proceso.
Aprenda cómo se realiza la medición de la tensión superficial en nuestro tensiómetro
Para una comprensión más completa de la medición de la energía superficial, lea nuestra medición de la tensión superficial: la guía definitiva
Aprenda cómo se realiza la medición de la energía superficial en nuestro tensiómetro
Para una comprensión más completa de la medición de la energía superficial, lea nuestra medición de la energía superficial: la guía definitiva
El ángulo de deslizamiento mide el ángulo en el que una película líquida se desliza sobre una superficie sólida. Se emplea comúnmente para evaluar la resistencia al deslizamiento de una superficie.
Aprenda cómo se realiza la medición del ángulo de deslizamiento en nuestro tensiómetro
Para una comprensión más completa de la medición del ángulo de deslizamiento, lea nuestra medición del ángulo de deslizamiento: la guía definitiva
Within the Mining and Metals industry, several case studies exemplify the advantages of conducting surface property measurements.
Challenge: Achieving efficient flotation in both copper and gold mining is crucial yet complex due to the need for selective attachment of valuable minerals to air bubbles while controlling wetting behavior and surface tension.
Solution: Flotation in mining relies heavily on the interaction between mineral particles and air bubbles. For copper mining, optimizing the contact angle is vital for selectively floating copper minerals and repelling gangue minerals like silica. Achieving an ideal contact angle of 00 ensures hydrophobicity, leading to a high-quality copper concentrate.
In gold mining, controlling surface tension is essential for creating a stable froth. This froth enables gold particles to attach to air bubbles and be separated effectively from gangue materials. Proper surface tension values ensure air bubbles have sufficient buoyancy and stability to carry gold particles to the surface, facilitating efficient recovery.
Desafiar : Rare earth element extraction involves complex separation processes dependent on surface interactions.
Solución : The interactions between the mineral surfaces and chemical reagents used in the separation process are influenced by the surface energy. For example, rare earth elements (REE) often exist in complex mineral matrices with other elements. For the selective extraction of REE, chemical reagents are used. Miners can optimize the surface energy values so that these reagents can effectively adhere to the mineral surfaces containing REEs.
Similarly, surface energy optimization can be very useful in the selective extraction of minerals. By modifying surface energy, it’s possible to make the mineral surfaces more or less attractive to specific reagents, thus promoting the selective attachment of reagents to REE-bearing minerals while repelling unwanted minerals.
Desafiar : The formation of rust and the durability of mining equipment is of great concern in the Mining Industry.
Solución : One of the established methods to prevent corrosion and wear on mining equipment is using hydrophobic coatings. Applying hydrophobic coatings with a high contact angle helps repel water and corrosive substances, preventing the formation of rust and enhancing the durability of mining equipment. And therefore, mining companies apply a hydrophobic coating to the surface of their conveyor belts and ore processing machinery. The increased contact angle ensures that water and corrosive minerals are repelled, reducing maintenance costs and extending the lifespan of the equipment.
Desafiar : Comminution is carried out to release valuable components, and the effectiveness of the subsequent separation heavily relies on the extent of this liberation. Nonetheless, the efficiency of concentration processes is compromised by the presence of fine particles generated during the grinding phase in mineral processing operations.
Solución : An approach to extract fine valuable minerals from slimes involves augmenting their size through selective oil agglomeration. To achieve successful mineral agglomeration with oil, it is imperative that the solution’s surface tension surpasses the critical surface tension required for oil agglomeration. This selective oil agglomeration method is applied to segregate valuable minerals from mixtures of fine particles, facilitating the aggregation of the targeted mineral. Consequently, industries can refine the oil agglomeration process to attain effective comminution.
Si está interesado en implementar estas u otras aplicaciones, póngase en contacto con nosotros.
In an industry where precision reigns supreme, where do Mining and Metals manufacturers turn to ensure their products can survive scrutiny? The answer lies in standards and guidelines: the compass that guides cosmetics manufacturers through the complex maze of quality and performance.
This standard provides the rock-mechanics terms commonly used in mining. The terms like ‘moisture content’, ‘angle of internal friction’, ‘basic sliding angle of friction of joint’, ‘roughness’, ‘angle of friction of fracture’, ‘rock burst’, ‘surface force’, ‘porosity’, ‘effective porosity’, ‘surface porosity’ are specified in this standard.
Esperamos que esta guía te haya enseñado cómo aplicar la ciencia de superficies en la industria cosmética.
Ahora nos gustaría entregárselo a usted:
Droplet Lab fue fundado en 2016 por el Dr. Alidad Amirfazli, miembro de la facultad de la Universidad de York, y dos de sus investigadores, el Dr. Huanchen Chen y el Dr. Jesús L. Muros-Cobos.
Dropletlab © 2024 Todos los derechos reservados.
