Назначение и классификация флотационных реагентов. Свойства минералов, влияющие на их взаимодействие с реагентами, страница 10

Так, например, молекулы воды, расположенные под поверхностным слоем, втягивают внутрь объема раствора молекулы воды и метилового спирта, находящихся на поверхности. Так как дипольный момент молекул воды больше, чем молекул спирта, то первые втягиваются внутрь раствора с большей силой, чем вторые. В результате поверхностный слой раствора как бы обогащается метиловым спиртом по сравнению с объемом раствора.

При достаточно .высокой концентрации поверхностно-активного вещества в растворе его молекулы образуют на поверхности раздела фаз насыщенный адсорбционный слой из ориентированных молекул.

. Как и в случае любого адсорбционного процесса, образование ориентированного адсорбционного слоя молекул поверхностно-активного соединения на разделе вода — воздух обусловлено действием второго принципа термодинамики, согласно которому всякая система стремится понизить до минимума свою свободную поверхностную энергию и разность полярностей на разделе фаз вода — воздух.

СОБИРАТЕЛИ ИЛИ КОЛЛЕКТОРЫ

Задача реагентов собирателей – повысить гидрофобность (несмачиваемость) минералов, извлекаемых в пенный продукт. В качестве собирателей используются различные органические вещества, содержащие углеводороды (насыщенные или ароматические).

Классификация собирателей проводится в соответствии со строением их молекулы. 

Если молекула собирателя состоит только из углеводорода, то такой собиратель называется аполярным. Если молекула содержит кроме углеводорода активную группу – то гетерополярным. Наибольшее распространение на практике получили гетерополярные собиратели.

                      Аполярная, неполярная,                 синонимы            углеводородная часть  

                         Активная, 

                          полярная,                  синонимы  функциональная  часть  

Рис. 2.3 Общий вид молекулы гетерополярного собирателя

По своей способности ионизироваться в воде гетерополярные собиратели делятся на две группы: ионогенные и неионогенные.

В зависимости от того в каком ионе оказывается углеводородная часть при диссоциации ионогенного собирателя, они бывают: анионоактивными и катионоактивными (см. рис 2.4).

а                                                        б

      Анион                Катион                                 Катион          Анион

С₄Н₉ – О – С – S – K                            С₁₂Н₂₅ – NH₃ – Cl

S

Углевод.                                                     Углевод. часть          Активная группа                     часть             Активная группа

Анионоактивный                                             Катионоактивный

Собиратель                                                             собиратель

Рис. 2.4 Строение молекул ионогенных собирателей:

а–бутиловый ксантогенат калия, б–лауриламин солянокислый

Кроме того гетерополярные собиратели классифицируют по составу активной группы: если она на основе двухвалентной серы, то такие собиратели относятся к группе сульфгидрильных; если на основе анионов органических и сульфокислот–оксигидрильными. Схема классификации собирателей показана на рисунке 2.5

1. Аполярные коллекторы

Аполярные (неполярные) коллекторы не содержат полярных групп, благодаря чему практически не взаимодействуют с водой и поверхностью полярных минералов, а обладают способностью селективно закрепляться на гидрофобизированных поверхностях. Основными аполярными коллекторами, применяемыми на практике, являются углеводороды и их часто называют углеводородными маслами. Наиболее широко используются керосин, соляровое масло, газойль, индустриальные масла, мазут. Кроме углеводородов в качестве аполярных собирателей используют также и продукты их хлорирования (хлорированные углеводороды) и кремнийорганические жидкости. Однако последние относительно дороги и дефицитны, поэтому широко не применяются.