由于旋流流场复杂多变,微观过程难以观察,对于旋流流场气泡矿化的微观机理研究基本都建立在定性理论基础之上,而研究气泡与颗粒在旋流流场中的运动特征对于分析旋流矿化特征具有一定意义。利用浮选柱旋流试验平台和两台垂直布置的高速动态摄像机,构建高速动态测试系统,并采用该系统记录浮选柱旋流流场中单气泡、单颗粒的运动过程。利用ProAnalyst高速运动分析软件,对浮选柱三维系统进行相应坐标系的定义,并通过对所采集的视频进行轨迹追踪,获得其三维坐标,从而对单气泡、单颗粒的运动特征以及气泡与颗粒相互作用的矿化特征进行研究。对单气泡、单颗粒进行旋流运动特征测试,获得了其不同条件下稳定的三维运动轨迹,结果表明:运动过程中,气泡更靠近浮选柱旋流装置中心轴,而颗粒更靠近边壁;随着循环流量的增大,单气泡的轴向升浮速度减小,运动总速度增大,最大运动半径增大;随着气泡尺寸的增大,单气泡的轴向升浮速度减小,运动总速度减小,最大运动半径增大;随着循环流量的增大、颗粒尺寸与密度的减小,单颗粒的最大轴向升浮高度增大,轴向升浮速度增大,旋流流场中的颗粒停留时间增大。根据单气泡、单颗粒的旋流运动特征,从旋流流场中颗粒停留时间的角度对气泡矿化特征进行分析,结果表明:大循环流量、小尺寸和小密度颗粒以及小尺寸气泡有利于旋流矿化的发生;在旋流锥段上方加设筛板装置可以使气泡充分弥散在浮选柱中心轴至边壁整个横截面上,极大地增大旋流流场中气泡矿化的概率。通过高速动态显微测试系统跟踪浮选柱旋流流场中气泡与颗粒间的碰撞、粘附过程,可以直观地观测到气泡矿化的过程,结果表明:颗粒在接近气泡时,会趋向于气泡的运动方式,最终突破水化膜,与气泡发生碰撞、粘附;发生矿化的气泡与颗粒在运动过程中基本呈同向运动,并切向相遇、碰撞、粘附,这种矿化方式属于剪切矿化。颗粒粘附到气泡上之后,随气泡的运动在气泡表面滑动,并寻找气泡最尾端以求稳定。