泡沫稳定机制对浮选过程强化具有重要理论与实际意义，论文以浮选两相泡沫为对象，系统开展泡沫排液过程及其动力学研究。从宏观泡沫性质出发，研究了典型盐离子（NaCl）及表面活性剂（甲基异丁基甲醇，MIBC；十二烷基硫酸钠，SDS；十二烷基三甲基溴化铵，DTAB）对泡沫稳定性的影响，并选取泡沫中的“气泡对”基本单元，研究气泡的兼并行为；通过微纳尺度下气泡间液膜排液动力学和气泡间相互作用力的动态演化研究，揭示了盐离子及表面活性剂体系下的两相泡沫稳定机理，为浮选泡沫稳定性提供新的认识。
　　借助复合泡沫扫描仪（Foamscan）进行NaCl、MIBC、SDS及DTAB体系下宏观泡沫生长衰变动力学研究，研究表明NaCl、MIBC、SDS及DTAB均可以增加泡沫稳定性，泡沫层体积及半衰期均增加，表面活性剂稳泡能力明显大于NaCl，且呈现出SDS>DTAB>MIBC的规律；气液界面的水化能力增强导致泡沫液体含量和宏观排液速率增加，宏观排液速率与泡沫液体含量呈正相关；NaCl和表面活性剂能够通过抑制气泡兼并来减小气泡尺寸。分别研究了NaCl和表面活性剂对溶液表面张力的影响，发现溶液表面张力随NaCl的加入略微增加，而随表面活性剂的加入显著降低，表面活性剂降低溶液表面张力的能力按SDS、DTAB、MIBC顺序递减。NaCl的稳泡机理可能来源于钠离子在气液表面的特性离子吸附效应，而表面活性剂的稳泡作用主要是由体系表面张力降低造成。
　　通过气泡动态兼并可视化系统研究了气泡微观兼并过程，并重点考察了兼并时间变化。研究发现去离子水中气泡在接触后快速发生兼并，兼并时间随气泡接近速度的增大而减小；随着NaCl、MIBC、SDS及DTAB的加入，气泡兼并时间随浓度增加而增加，当SDS及DTAB浓度为10-5及10-3mol/L时，气泡不再发生兼并。
　　采用动态液膜分析仪（DFA）进行微观液膜排液动力学研究。首先通过薄膜显微干涉技术记录液膜排液过程中的干涉条纹序列完成了液膜时空演化云图重构，具体表现为：去离子水中液膜快速薄化，在0.92s时刻发生破裂，临界破裂厚度为25.46nm，NaCl和表面活性剂的加入能够减缓液膜排液，提高液膜稳定性。气泡大小和接近速度对稳态液膜排液过程影响研究表明，随着气泡尺寸增加，体系Laplace驱动力减小，液膜排液速率降低，平衡膜厚度增加；随着气泡接近速度增加，因流体阻力作用的气液界面发生“浅凹”形变，速度对最终平衡膜厚度的影响不大。采用Stokes-Reynolds-Young-Laplace（SRYL）方程对排液动力学数据进行积分求解获得了气泡间曲率压力及分离压力变化。去离子水中，在远程范围内（>250nm）气泡的曲率压力是液膜排液的主要驱动力，当液膜厚度减小至250nm时，体系开始出现吸引性分离压力作用，液膜在此吸引力的作用下快速薄化破裂。结合扩展DLVO理论发现此引力主要来源于气泡间的疏水力作用，疏水力是诱发去离子水中气泡间液膜薄化破裂的根本原因。NaCl和表面活性剂表现出不同程度的稳泡效应均是通过抑制气泡间疏水引力实现，对疏水力的抑制能力由大到小依次为：SDS>DTAB>MIBC>NaCl。
　　为验证前文NaCl和表面活性剂基于抑制疏水力的共性稳泡机制，采用原子力显微镜（AFM）气泡探针技术对稳态液膜气泡间相互作用力进行了直接测试，借助SRYL模型对试验测试值进行理论拟合，分析稳态液膜气泡间分离压力组分及其动态演化。结果表明，10-5mol/L SDS溶液中气泡间相互作用力始终表现为斥力作用；当气泡表面电势为-105mV，溶液德拜长度为75nm时，经典DLVO理论可以很好地拟合试验数据，SDS实现了气泡间疏水引力的有效屏蔽。此外，气泡间排斥力随着接近速度的增加而增加，通过增加AFM Setpoint（外部压力）仍无法有效触发液膜破裂，气泡间液膜具有很强的能力抵抗外力干扰，液膜云图求解发现气泡可以通过变形（即液膜沿径向扩张）来抵抗外力，平坦膜区域随外力的增加逐渐增加。基于疏水力抑制的两相泡沫稳定性机制将为浮选泡沫稳定性调控提供借鉴。