矿物颗粒在气泡表面的运动是气泡矿化的关键因素之一,本文采用高速动态摄像装备,从微观角度分析了颗粒-气泡间的相互作用,探索了气泡矿化规律及气泡矿化影响因素。为得到性质可控的试验用颗粒,论文首先对-0.25+0.125mm、-0.125+0.074mm、-0.074+0.038mm粒级的玻璃微珠进行表面改性,得到了不同粒度、不同形状、不同疏水性的玻璃微珠。搭建了单气泡装置试验平台,基于高速动态摄像和图片处理技术,在不同起泡剂、捕收剂、无机盐等条件下研究了不同粒级、不同疏水性、不同形状玻璃微珠在气泡表面运动规律。结果表明,(1)颗粒在气泡表面做滑移运动,颗粒-气泡碰撞过程中,颗粒的滑动速度会瞬时增大,因为此时气泡液膜破裂;(2)随颗粒在气泡表面碰撞角度的增加,颗粒平均滑动速度不断增大;碰撞角度在30±5°范围内,颗粒滑动速度变化平缓;(3)不同溶液性质、颗粒性质条件下,颗粒在气泡表面的平均滑动速度是不同的:a)颗粒滑动速度随表面张力的减小而减小;b)颗粒电位发生改变时,颗粒的滑动速度随表面张力的减小的规律会受到影响;c)颗粒粒度与疏水性对颗粒滑动有着显著作用,颗粒粒度越大滑动速度越大,而疏水性越强颗粒滑动速度越小;d)颗粒的形状对颗粒滑动速度的影响同样有着不可忽略的影响,其作用与粒度和疏水性相当。为进一步探索气泡-颗粒间相互作用,试验搭建了气泡上浮装置。通过高速摄像手段跟踪玻璃微珠-气泡间碰撞、粘附、脱附过程。测试结果表明不同条件下,玻璃微珠-气泡间的碰撞-粘附-脱附模式和概率不同,颗粒与气泡发生碰撞的区域主要为上浮气泡的上半区域,即气泡上部左右两边-90°至+90°区间内;颗粒粒度不同,其粘附状态也有不同,粒度越大越容易滑至气泡尾部随气泡上浮。利用此装置探索了颗粒-气泡上浮规律,结合单气泡静止装置测试的颗粒滑动速度规律,发现颗粒在气泡表面滑动速度过快与过慢均不利于矿化气泡的上浮。