Теорія ДЛФО

Фізи́чна тео́рія сті́йкості ліофо́бних коло́їдів (теорія ДЛФО) є в даний час фундаментом всіх досліджень в області стійкості дисперсних систем.

Стійкість дисперсних систем визначається балансом енергії тяжіння і енергії відштовхування частинок. Енергія тяжіння обумовлена ​​міжмолекулярними силами, головним чином силами Ван-дер-Ваальса. У першому наближенні ця енергія обернено пропорційна квадрату відстані між частинками. За теорією ДЛФО (Дерягіна, Ландау, Фервея, Овербека), що враховує тільки електростатичну складову розклинюючого тиску (тиску відштовхування), енергія відштовхування зменшується з відстанню за експоненціальним законом.

Основними факторами, які визначають поведінку мінеральної частинки у коагульованій структурі є: крупність частинки, гідрофільно-гідрофобний баланс поверхні частинок, загальний та електрокінетичний потенціали цієї поверхні. Характеристики коагульованої тиксотропної водовугільної системи в цілому визначаються «глибиною» Е_м2 та координатою h_м2 другої енергетичної ями (рис. 1) .

Емпіричні криві E_е(h) для вугілля крупністю 0-100 мкм подані на рис. 2.

Сумарна енергія E_с взаємодії двох сферичних частинок у рідині, згідно теорії ДЛФО, має дві складові: йонно-електростатичну Е_е та молекулярну дисперсійну (Ван-дер-Ваальсову) Е_д.

Існування другої енергетичної ями кривої E_c(h) обумовлюється тим, що крива E_д(h) убуває за степеневим законом, а E_е(h) — за експоненціальним, тобто остання убуває швидше ніж E_д(h) .

Позначення до рисунків:

ε_о — абсолютна діелектрична проникність води (ε_о = 7,26·10⁻¹⁰ Ф/м);

r — радіус сферичних вугільних частинок, м; φ — потенціал дифузної частини подвійного електричного шару (ПЕШ) на поверхні вугільних частинок, В;

χ — зворотний дебаївський радіус, χ = 1/λ, де λ — протяжність (довжина) дифузного шару ПЕШ (для більшості випадків λ = 1·10⁻⁸ м⁻¹);

h — відстань між частинками твердої фази у суспензії;

А_r — константа Гамакера, Дж.