Назначение и классификация флотационных реагентов. Свойства минералов, влияющие на их взаимодействие с реагентами, страница 21

Алкилсульфатами и алкилсульфонатами хорошо флотируется значительное число минералов (барит, флюорит, кальцит, стронциевые минералы, кианит и др.). Селективность флотации достигается, в основном, подбором рН. К основным особенностям этих реагентов относятся нечувствительность к жесткости воды и лучшая, чем у жирных кислот, растворимость, особенно в кислых средах.

Механизм закрепления алкилсулъфатов и алкилсульфонатов на минералах, по-видимому, хемосорбционный, как и у жирных кислот.

3. Гетерополярные ионогенные катионоактивные собиратели

Основными катионоактивными коллекторами, применяемыми в настоящее время, являются жирные амины и их солянокислые и уксуснокислые соли, которые  можно рассматривать как производные аммиака. Если в аммиаке замещать ионы водорода на углеводородный радикал, то образуются амины: NH₃–аммиак, RNH₂–первичный амин, R₂NH–вторичный амин, R₃N–третичный амин.

Амины обладают свойствами слабых оснований Степень их диссоциации в значительной мере зависит от рН среды и возрастает с повышением концентрации водородных ионов. Аналогично изменяется их растворимость. Амины, в радикале которых содержится более 6-8 атомов углерода, в воде практически не растворимы. Поэтому обычно при флотации используют их соли, подученные с соляной или уксусной кислотой (гидрохлориды или ацетаты аминов). Образование солей аминов идет аналогично образованию аммонийных солей:

NH₃ + HCl = NH₄Cl

RNH₂ + HCl = RNH₃Cl

R₂NH + HCl = R₂NH₂Cl

R₃N + HCl = R₃NHCl .

Эти соли диссоциируют в воде аналогично солям аммония.

Из катоноактивных собирателей, производимых в России, следует отметить:

–реагент АНП (амины из нитропарафинов).Его получают путем каталитического восстановления водородом нитропарафинов, полученных обработкой углеводородной фракции C₁₁-C₁₆ азотной кислотой, с последующей обработкой продукта соляной кислотой. Реагент АНП представляет собой смесь хлоргидратов первичных аминов изостроения, содержащих в основном 14 атомов углерода.

–реагент Катапин А. Катапин А это смесь алкилбензилпиридиний хлоридов с радикалами С₁₂–С₁₈.

–амины на основе высших жирных кислот. При гидрирующем аминировании высших жирных кислот нормального строения (т.е. содержащих карбоксильную группу на конце углеводородного неразветвленного радикала) получаются жирные амины нормального строения:

RCOOH + NH₃ + 2H₂ = RNH₂ + 2H₂O

По этому методу в России производится на основе жирных кислот животного происхождения октадециламин (С₁₈H₃₇NH₂) и амины на основе фракции С₁₇–С₂₀ синтетических жирных кислот.

Катионные коллекторы легко флотируют кварц, полевые шпаты, слюды, карбонаты, фосфаты, сульфиды, сильвин. Ряд флотируемости минералов катионными коллекторами обычно бывает обратным относительно ряда флотируемости анионными коллекторами типа олеиновой кислоты.

Коллектирующие свойства катионных собирателей возрастают до определенного предела с увеличением длины углеводородной цепи, после чего начинают снижаться. При числе атомов углерода в цепи менее восьми коллектирующие свойства проявляются слабо. Например, при флотации кварца коллектирующая способность улучшается при увеличении числа атомов углерода от 8 до 18. Падение коллектирующих свойств при очень длинной цепи объясняется понижением растворимости аминов и их солей. Для полевых шпатов оптимальное число атомов углерода в цепи катионного коллектора равно 14.

Механизм действия катионных коллекторов недостаточно исследован. Установлено, что в кислых и слабощелочных пульпах он закрепляется в ионной форме, а в сильнощелочных - в молекулярной. Предполагается, что закрепление в ионной форме представляет вторичную электростатическую адсорбцию, а закрепление в молекулярной форме обусловлено водородной связью. В ионной форме катионные коллекторы обычно более флотоактивны, чем в молекулярной. Увеличение плотности слоя коллектора на минералах повышает их флотируемость, причем при закреплении в ионной форме увеличение отрицательного заряда поверхности минералов повышает как плотность слоя, так и флотируемость.