民國115年 高考三級 採礦工程 選礦學
第5題
試說明在浮選系統中，當捕集劑（Collector）成功吸附於礦物表面後，如 何利用界達電位（Zeta Potential）及接觸角（Contact Angle）…
題目
試說明在浮選系統中，當捕集劑（Collector）成功吸附於礦物表面後，如 何利用界達電位（Zeta Potential）及接觸角（Contact Angle）之變化，判 斷捕集劑已與礦物表面發生作用並提升其浮選能力。（20 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、界達電位（Zeta Potential）基本原理：界達電位為滑動面（slipping plane）處之電位，反映礦物表面淨電荷與雙層結構。陰離子型捕集劑（如黃藥）吸附於礦物表面後，負電位絕對值減小、電位向正方向移動；陽離子型捕集劑吸附則使電位由負轉正或正值增大。
- 二、以電位曲線判定作用：測定不同pH與不同藥劑濃度下之界達電位曲線，若隨捕集劑添加量增加，整條曲線系統性位移、等電點（isoelectric point, IEP）明顯遷移，即表示發生特性吸附（specific adsorption），捕集劑已化學或半化學吸附於表面，而非僅靜電吸附。
- 三、接觸角（Contact Angle）原理：接觸角為液－固－氣三相接觸線處，液體表面與固體表面之夾角，反映表面疏水性。依楊氏方程式（Young's equation）γsv＝γsl＋γlv cosθ，θ 越大表示表面越疏水、越易附著氣泡。
- 四、以接觸角判定作用：以座滴法（sessile drop）或氣泡附著法測定，若隨捕集劑濃度增加，接觸角由接近0度上升至60～90度以上，且與浮選回收率同步提升，即證明捕集劑已覆蓋礦物表面、疏水性增強、浮選能力提高。
- 五、綜合判定與注意事項：應同時比較界達電位、接觸角與浮選試驗結果之相關性，三者趨勢一致方可確認。須注意藥劑過量造成多層吸附或膠束化反而降低疏水性，並控制pH、離子強度與礦漿氧化條件，避免黃藥分解等干擾。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。