Например, если при разрушении кристалла рвутся сильные связи, то энергия взаимодействия поверхности с полярными молекулами воды велика, а с неполярными молекулами воздуха - мала. В этом случае молекулы воды притягиваются к поверхности твердого тела и хорошо ее смачивают (поверхность гидрофильна). Поверхностная энергия на границе раздела минерал-воздух будет больше, чем на границе раздела минерал-вода. Если при разрушении кристалла происходит разрыв слабых связей, то образующаяся неполярная поверхность слабее притягивает диполи води, поэтому вода будет плохо смачивать такую поверхность. Такая поверхность более гидрофобна. Этим объясняется гидрофобность графита по плоскостям спайности (связь между атомами углерода в соседних слоях - молекулярная) и гидрофильность его на торцах чешуек, где разрываются сильные атомные связи. Точно также гидрофобность серы объясняется тем, что при разрушении кристалла серы рвутся дашь слабые молекулярные связи, скрепляющие кольца из атомов серы, в то время как сильные атомные связи, существующие внутри колец, при дроблении не разрушаются.
Таким образом, зная природу связей кристаллической решетки минерала, можно судить о степени его гидрофильности (гидрофобности).
Сила взаимодействия поверхности минералов с молекулами или ионами окружающей среды зависит не только от характера, но и от числа разрушаемых при измельчении минералов связей. Чем больше связей разрушается и чем они сильнее, тем активнее поверхность взаимодействует с полярной окружающей средой. Число свободных связей, способных взаимодействовать с окружающей средой, зависит от положения атомов или ионов на поверхности минерала. Внутри кристалла каждый атом или ион имеет связи с определенным числом партнеров. Это число называется координационным числом. Например, у галита (NaCl) это число 6. На поверхности кристалла оно другое, причем зависит от места положения атома – на грани, ребре или вершине кристалла. То есть атомы или ионы на поверхности обладают ненасыщенными связями. Число ненасыщенных связей увеличивается в ряду: грань-ребро–вершина. Например, для кристалла галита они составят: для грани–одна, для ребра–две, а для вершины–три. Чем выше число ненасыщенных связей на данном участке поверхности минерала, тем выше его гидрофильность и активность при взаимодействии с реагентами.
Πρимеси в минералах и вторичные изменения минералов. Примеси в минералах можно разделить на две группы: химические (изоморфная примесь) и механические (включения других минералов).
Изоморфная примесь составляет с основным минералом одну фазу и обнаруживается только при химическом и рентгенометрическом анализах. Образуется она замещением определенных атомов или ионов кристаллической решетки данного минерала другими атомами или ионами. Замещающие атомы или ионы должны иметь близкий размер (атомный или ионный радиус). Разница в величине ионных радиусов у замещающих ионов не превышает 15%. Чаще замещаются ионы, атомы или группы атомов одинаковой валентности. Однако известно много случаев гетеровалентного изоморфизма, когда замещаются ионы разной валентности. При гетеровалентном замещении электростатическое равновесие внутри кристалла нарушается, поэтому для соблюдения принципа электронейтралъности гетеровалентный изоморфизм всегда сопровождается замещением или вхождением других ионов. Сумма валентностей у замещающих ионов обязательно должна быть равна сумме валентностей замещенных.
Изоморфные замещения ионов минерала другими ионами имеют место и в процессе обработки пульпы флотационными реагентами. Так, например, при активации сфалерита медным купоросом ионы цинка на поверхности минерала замещаются ионами меди. Изоморфные примеси наблюдаются у многих минералов. Например, в цинковой обманке ионы цинка часто замещаются ионами железа, в вольфрамите - железо марганцем, в апатите - кальций редкими землями, во флюорите -кальций иттрием и т,д. Количество изоморфно примешанных элементов различно, иногда настолько велико, что учитывается в написании химической формулы. Например, вольфрамит имеет формулу (Fe,Mn)WO4,а пентландит ( Fe, Ni )S . Изоморфные примеси оказывают заметное влияние на флотационные свойства минералов. Общеизвестна различная флотируемость цинковых обманок в зависимости от содержания в них железа, а присутствие даже небольших количеств ионов меди в цинковой обманке вызывает повышение ее флотоактивности.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.