MOUILLABLE (SURFACE)

MOUILLABLE (SURFACE)

MOUILLABLE SURFACE

Une goutte de liquide, déposée sur la surface d’un solide, s’étale plus ou moins selon que le liquide mouille ou ne mouille pas le solide. Lorsque le liquide est l’eau, ce qui est le cas le plus fréquent, le solide est dit soit hydrophile, soit hydrophobe. Ainsi, une goutte d’eau ne s’étale pas sur du charbon mais s’étale sur du schiste (on appelle schistes les stériles qui accompagnent le charbon dans les mines). Il s’agit de deux substances qui se rencontrent ensemble dans la nature et qui se comportent cependant de façon très différente vis-à-vis de l’eau.

Dans l’expérience de la bulle, trois corps sont en présence, tous les trois dans des phases différentes: un solide quelconque, un liquide, qui est souvent de l’eau, parfois additionnée de réactifs, et un gaz, qui est presque toujours de l’air. Il y a donc trois interfaces: solide-gaz, liquide-gaz et solide-liquide.

La première interface solide-gaz a donné lieu à de nombreux travaux sur l’adsorption de gaz par les solides. Elle ne joue pas de rôle important dans le phénomène du mouillage. L’interface liquide-gaz a été également très étudiée, et les problèmes concernant la tension superficielle d’un liquide sont maintenant bien connus.

Les phénomènes qui se produisent à l’interface d’un solide et d’un liquide sont extrêmement complexes. Un solide immergé dans un liquide se comporterait comme un échangeur d’ions. On a pu constater également des phénomènes d’absorption physique et chimique ainsi que des phénomènes électriques.

Il est possible de modifier le mouillage d’un solide par un liquide en agissant sur la phase liquide, sur la phase solide, ou sur les deux à la fois. Ainsi l’addition d’un mouillant à l’eau facilite-t-elle considérablement le mouillage d’un solide. D’autres réactifs se fixent au contraire sur le solide et, suivant les cas, favorisent ou empêchent le mouillage. Ces questions de mouillages trouvent des applications très intéressantes dans la flottation des minerais.

Dans cette technique, on injecte de l’air dans un mélange d’eau, de minerai finement broyé et de réactifs divers constituant ce que l’on appelle la pulpe. Les particules présentant des surfaces hydrophobes se fixent à l’interface air-liquide, autrement dit se «collent» aux très fines bulles d’air et remontent avec elles à la surface de la pulpe; au contraire, les particules avec des surfaces hydrophiles restent au sein de la pulpe.

Par des additions de réactifs divers, on peut modifier l’aptitude naturelle des particules à adhérer ou non aux bulles, et l’on arrive ainsi à des résultats spectaculaires, les particules métalliques les plus lourdes, qui doivent être récupérées, venant flotter, tandis que les particules de gangue terreuse, qui sont rejetées, restent au fond. On arrive même à séparer des minerais de compositions très voisines.

Les réactifs utilisés sont fort nombreux. Les huiles de pétrole, de houille, la créosote, etc., ont tendance à se fixer sur les minerais en augmentant leur hydrophobie. Les réactifs de ce type sont appelés collecteurs. Des substances sulfurantes, telles que le sulfure de sodium, le xanthogénate, les thiocrésols facilitent l’absorption de l’huile à la surface des minerais. Ce sont des activants. Le cyanure de sodium et certaines bases ont un effet contraire: ils augmentent l’hydrophilie des particules sur lesquelles ces produits, les déprimants, se fixent. Bien entendu, les mouillants, qui modifient la tension superficielle de l’eau, ont une action très importante. Il faut citer encore les moussants, telles les huiles de pin ou de résine qui facilitent la formation de bulles d’air, et donc celle des trois interfaces dont l’existence constitue la base de la flottation.

Les quantités de réactifs utilisés sont faibles, de l’ordre de plusieurs centaines de grammes à la tonne de minerai traité. Pratiquement, ces produits agissent à l’échelle de la couche monomoléculaire fixée sur la surface de la phase solide.

Encyclopédie Universelle. 2012.