(一)润湿现象
当液体和固体接触时,有润湿和不润湿两种现象。如水可以润湿玻璃,汞在玻璃上呈圆球,不会将玻璃润湿。若将水滴在石腊表面,则水呈圆珠状,石腊不被润湿。这些现象可以用附着力和内聚力的关系做解释。
如图1所示,在液体和器壁接触处,有一附着层,其厚度相当于分子作用半径,附着层中的液体分子,受力不对称,如果液体分子与器壁分子的相互作用力——附着力大于液体分子之间相互作用力——内聚力,则发生器壁被液体润湿现象,如图1(a)所示。反之,液体分子的内聚力大于对器壁的附着力,则出现图1(b)所示的不润湿现象。
将水滴在固体表面,在液-固相接触处,沿液体表面做切线,和固体表面形成的夹角,叫做接触角θ。
若θ=0时,液体能完全润湿固体,叫做理想润湿。若θ=π,液体完全不润湿固体,叫做理想不润湿。
铁矿石与水的接触角小于π/2,可以被水润湿,因而精矿粉可以靠水的作用滚成球型。[next]
(二)毛细现象
直径很细的管子叫做毛细管,如果把毛细玻璃管插入水盆里,就会发现管内液面上升,如图3所示。管内液面上升的高度可以用下列公式求得。
式中 a———表面张力系数;
θ———接触角;
d———毛细管直径;
ρ———液体密度;
g———重力加速度。
由(1)式可见,毛细管的直径d愈小,管内液面上升愈高。毛细管的直径一定时,液体的表面张力系数愈大、密度愈小,接触角愈小,管内液面上升愈高。
如果将两个纸片平行地插进水中,当两纸片靠近到一定距离,便在二者之间形成毛细管,弯曲水面的表面张力会将两纸片拉在一起。基于同样的原理,两个矿粉颗粒之间,如果有一滴水存在,而矿粉颗粒是亲水性的。当两个颗粒接近到一定距离,二者之间便形成毛细管,出现两个弯曲的液面,液体的表面张力便将两个颗粒拉在一起。这便是毛细管现象在铁精矿成球过程中的作用(图4)。