Il s’agit d’un guide pratique de la science des surfaces pour les chercheurs travaillant dans l’industrie minière et métallurgique.
Dans ce tout nouveau guide, vous apprendrez tout sur :
Plongeons dans le vif du sujet.
De l’extraction et du traitement du minerai à l’affinage et à la fabrication, l’industrie minière et métallurgique couvre un large éventail d’opérations cruciales pour l’infrastructure et la fabrication mondiales. Cette industrie est la pierre angulaire du développement économique mondial. Il fournit des ressources de base pour la construction, la fabrication, le développement des infrastructures et le secteur technologique.
La compréhension et la manipulation des propriétés de surface telles que la mouillabilité, l’adhérence et la résistance à la corrosion sont essentielles pour optimiser les processus, améliorer la qualité des produits et garantir l’efficacité opérationnelle.
We use the following surface properties to understand the behavior of Mining and Metals products and improve their quality.
Sample Image taken from Droplet Lab Tensiometer.
Young – Méthode Laplace
Méthode polynomiale
Ideally, when we place a drop on a solid surface, a unique angle exists between the liquid and the solid surface. We can calculate the value of this ideal contact angle (the so-called Young’s contact angle) using Young’s equation. In practice, due to surface geometry, roughness, heterogeneity, contamination, and deformation, the contact angle value on a surface is not necessarily a single consistent value but rather falls within a range. The upper and lower limits of this range are known as the advancing and receding contact angles, respectively. The values of advancing and receding contact angles for a solid surface are highly sensitive to many parameters, such as temperature, humidity, homogeneity, and minor contamination of the surface and liquid. For example, the advancing and receding contact angles of a surface can differ at different locations.
Les surfaces et les revêtements pratiques présentent naturellement une hystérésis d’angle de contact, indiquant une gamme de valeurs d’équilibre. Lorsque nous mesurons les angles de contact statiques, nous obtenons une seule valeur dans cette plage. S’appuyer uniquement sur des mesures statiques pose des problèmes, tels qu’une mauvaise répétabilité et une évaluation incomplète de la surface en ce qui concerne l’adhérence, la propreté, la rugosité et l’homogénéité.
In practical applications, we need to understand how easily a liquid spreads (advancing angle) and how easily it is removed (receding angle), such as in painting and cleaning. Measuring advancing and receding angles offers a holistic view of liquid-solid interaction, unlike static measurements, which yield an arbitrary value within the range.
Ces informations sont cruciales pour les surfaces du monde réel avec des variations, une rugosité et une dynamique, aidant des industries telles que les cosmétiques, la science des matériaux et la biotechnologie à concevoir des surfaces efficaces et à optimiser les processus.
Découvrez comment la mesure de l’angle de contact est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’angle de contact, lisez notre mesure de l’angle de contact : le guide définitif
These reference measurements show how deionized water wets four standard substrates measured with the Droplet Lab Dropometer. Use them as visual and numerical benchmarks when you're checking your own sample preparation, treatments, and chemistry.
Full contact angle and surface energy datasets (including additional liquids and statistics) are available on our dataset hub.
The droplet images above are taken from the same benchmark series as our open dataset. For each substrate and probe liquid we report:
● Advancing and receding contact angles (and hysteresis)
● Derived surface energy (SFE) values based on multi-liquid measurements
● Measurement conditions, uncertainties, and sample preparation details
Comparing your own droplet shapes and angles against these references is a fast way to spot contamination, treatment drift, or unexpected changes in wettability.
Cette propriété mesure la force qui agit à la surface d’un liquide, dans le but de minimiser sa surface.
Sample Image taken from Droplet Lab Tensiometer
Tension superficielle dynamique
La tension superficielle dynamique diffère de la tension superficielle statique, qui fait référence à l’énergie de surface par unité de surface (ou à la force agissant par unité de longueur le long du bord d’une surface liquide).
La tension superficielle statique caractérise l’état d’équilibre de l’interface liquide, tandis que la tension superficielle dynamique tient compte de la cinétique des changements à l’interface. Ces changements peuvent impliquer la présence de tensioactifs, d’additifs ou de variations de température, de pression et de composition à l’interface.
Quand utiliser la mesure dynamique de la tension superficielle
Dynamic surface tension is essential for processes that involve rapid changes at the liquid-gas or liquid-liquid interface, such as droplet and bubble formation, coalescence (change in surface area), the behavior of foams, and the drying of paints (change in composition, e.g., evaporation of solvent). It is measured by analyzing the shape of a hanging droplet over time.
La tension superficielle dynamique s’applique à diverses industries, notamment les cosmétiques, les revêtements, les produits pharmaceutiques, la peinture, l’alimentation et les boissons, ainsi que les processus industriels, où la compréhension et le contrôle du comportement des interfaces liquides sont essentiels pour la qualité du produit et l’efficacité des processus.
Apprenez comment la mesure de la tension superficielle est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’énergie de surface, lisez notre mesure de la tension superficielle : le guide définitif
Sample Image taken from Droplet Lab Tensiometer
Découvrez comment la mesure de l’énergie de surface est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’énergie de surface, lisez notre mesure de l’énergie de surface : le guide définitif
For benchmark contact angle and surface energy values on glass, nylon, PMMA, and Teflon, see the Open Benchmark Data panel above or visit our Dataset Hub for full CSV downloads.
L’angle de glissement mesure l’angle auquel un film liquide glisse sur une surface solide. Il est couramment utilisé pour évaluer la résistance au glissement d’une surface.
Sample Image taken from Droplet Lab Tensiometer
Apprenez comment la mesure de l’angle de glissement est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’angle de glissement, lisez notre Mesure de l’angle de glissement : le guide définitif
Dans l’industrie minière et métallurgique, plusieurs études de cas illustrent les avantages de la réalisation de mesures de propriétés de surface.
Défi: La mise en bourse efficace dans les mines de cuivre et d’or est cruciale, mais complexe, en raison de la nécessité d’une fixation sélective des minéraux précieux aux bulles d’air tout en contrôlant le comportement de mouillage et la tension superficielle.
Solution: La flottation dans l’exploitation minière repose en grande partie sur l’interaction entre les particules minérales et les bulles d’air. Pour l’extraction du cuivre, l’optimisation de l’angle de contact est essentielle pour faire flotter sélectivement les minéraux de cuivre et repousser les minéraux de gangue comme la silice. Atteindre un angle de contact idéal de 0 0 assure l’hydrophobie, ce qui permet d’obtenir un concentré de cuivre de haute qualité.
Dans l’extraction de l’or, le contrôle de la tension superficielle est essentiel pour créer une mousse stable. Cette mousse permet aux particules d’or de se fixer aux bulles d’air et d’être séparées efficacement des matériaux de la gangue. Des valeurs de tension superficielle appropriées garantissent que les bulles d’air ont une flottabilité et une stabilité suffisantes pour transporter les particules d’or à la surface, facilitant ainsi une récupération efficace.
Défi : L’extraction des éléments de terres rares implique des processus de séparation complexes dépendant des interactions de surface.
Solution : Les interactions entre les surfaces minérales et les réactifs chimiques utilisés dans le processus de séparation sont influencées par l’énergie de surface. Par exemple, les éléments de terres rares (ETR) existent souvent dans des matrices minérales complexes avec d’autres éléments. Pour l’extraction sélective des ETR, des réactifs chimiques sont utilisés. Les mineurs peuvent optimiser les valeurs d’énergie de surface afin que ces réactifs puissent adhérer efficacement aux surfaces minérales contenant des ETR.
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.
Défi : La formation de rouille et la durabilité des équipements miniers sont une grande préoccupation dans l’industrie minière.
Solution : L’une des méthodes établies pour prévenir la corrosion et l’usure des équipements miniers consiste à utiliser des revêtements hydrophobes. L’application de revêtements hydrophobes avec un angle de contact élevé aide à repousser l’eau et les substances corrosives, empêchant la formation de rouille et améliorant la durabilité des équipements miniers. C’est pourquoi les sociétés minières appliquent un revêtement hydrophobe à la surface de leurs bandes transporteuses et de leurs machines de traitement du minerai. L’angle de contact accru garantit que l’eau et les minéraux corrosifs sont repoussés, ce qui réduit les coûts de maintenance et prolonge la durée de vie de l’équipement.
Défi : La fragmentation est effectuée pour libérer des composants précieux, et l’efficacité de la séparation ultérieure dépend fortement de l’ampleur de cette libération. Néanmoins, l’efficacité des procédés de concentration est compromise par la présence de particules fines générées lors de la phase de broyage dans les opérations de traitement des minéraux.
Solution : 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 vous êtes intéressé par la mise en œuvre de ces applications ou de toute autre application, veuillez nous contacter.
In an industry where precision reigns supreme, how can Mining and Metals manufacturers ensure their products withstand scrutiny? The answer lies in standards and guidelines: the compass that guides them through the complex maze of quality and performance.
A destructive tape test that rates adhesion of a cured coating to a substrate by cutting the film (X-cut or crosshatch), applying pressure-sensitive tape, and evaluating coating removal on a 0–5 scale (higher = better). In this guide, ASTM D3359 is treated as the adhesion outcome test and is paired with upstream wettability metrics (timestamped water contact angle and optional surface free energy) to turn “pass/fail” results into a corrective-action workflow.
Confirm that adhesion meets release criteria after coating + cure, and trend ratings by line/shift to catch drift.
Add pre-paint contact angle/variability (and optional SFE/Δθ) to determine whether the likely cause is surface readiness vs coating/cure changes before making process adjustments.
ASTM D3359 reports an adhesion outcome after coating and cure; it is not a root-cause tool by itself and does not resolve very high adhesion levels well. Use timestamped contact-angle/SFE trends as upstream risk signals and diagnostics, and only set numeric gates after correlating them to D3359 on representative panels from your own process.
We hope this guide showed you how to apply surface science in the Mining and Metals industry.
Maintenant, nous aimerions vous céder la parole :
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