Задание №19 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Флотация — это способ разделения смеси мелких твёрдых частиц (например, руды и пустой породы), основанный на их различной способности смачиваться водой.

1. Физическое явление: Процесс флотации основан на явлении смачивания и действии силы Архимеда. Если поверхность частицы плохо смачивается водой (гидрофобна), она может прилипать к пузырькам воздуха, которые пропускают через смесь воды и измельчённого материала.

2. Механизм процесса: К частицам, которые не смачиваются водой, прикрепляются мелкие пузырьки воздуха. Образуется комплекс «частица + пузырёк». Средняя плотность такого комплекса становится меньше плотности воды, и, согласно закону Архимеда, выталкивающая сила поднимает его на поверхность. Частицы же, которые хорошо смачиваются водой (гидрофильные), не удерживают на себе пузырьки воздуха, их плотность остаётся выше плотности воды, и они оседают на дно.

3. Применение к условию задачи: Чтобы пустая порода всплывала, а руда оседала, необходимо создать условия, при которых частицы пустой породы будут плохо смачиваться водой, а частицы руды — хорошо. В естественных условиях чаще бывает наоборот, однако в промышленности используют специальные добавки (флотационные реагенты). Эти вещества избирательно покрывают частицы пустой породы тончайшим слоем, делая их гидрофобными, в то время как частицы руды остаются гидрофильными.

4. Вывод: Таким образом, используя специальные химические добавки, можно добиться того, чтобы пузырьки воздуха выносили пустую породу в пенный слой на поверхность, а частицы руды опускались на дно.

Ответ: Да, можно. Для этого необходимо использовать специальные реагенты, которые сделают частицы пустой породы несмачиваемыми (гидрофобными), чтобы они прилипали к пузырькам воздуха и всплывали, а частицы руды — смачиваемыми (гидрофильными), чтобы они оседали на дно.

Источник: ФИПИ