Примером первого механизма может служить активация кварца ионами двухвалентных металлов. Минералы, не содержащие катионов, дающих трудно растворимые мыла (например, кварц), не могут флотироваться коллекторами типа олеиновой кислоты без предварительной активации. На чистом кварце олеиновая кислота адсорбируется в виде молекул, но прочность связи этой кислоты с кварцем небольшая, и эта адсорбция не приводит к флотации. Однако кварц легко активируется катионами двухвалентных и тяжелых металлов, после чего он начинает флотироваться олеиновой кислотой или олеатом натрия. Механизм активации кварца ионами металлов и последующей гидрофобизации еще окончательно не выяснен. Выдвинуто две гипотезы, объясняющие это явление.
По одной гипотезе, в отсутствие активатора анионы жирной кислоты отталкиваются отрицательно заряженной поверхностью кварца и беспорядочно располагаются только во внешней обкладке двойного электрического слоя. При введения поливалентных ионов (например, бария или кальция) анионы собирателя, ассоциируясь с катионами активатора, образуют строго ориентированный слой на поверхности кварца.
Вторая гипотеза предполагает химическое взаимодействие между поверхностью кварца и ионами активатора. В кварце каждый атом кремния связан с четырьмя атомами кислорода, а каждый атом кислорода - с двумя атомами кремния. При измельчении минерала разрываются связи между кремнием и кислородом с образованием по одной ненасыщенной связи при каждом атоме. Если разрушение происходит в воде, то по каждому месту разрыва связей поглощается по одному иону Н+ и одному иону ОН–, т.е. поглощается одна молекула воды. Поэтому измельчение кварца в воде можно рассматривать как реакцию гидролиза.
На поверхности кварца вследствие поглощения воды появляются группы ОН. Далее происходит активация поверхности катионами металлов (например, кальция) и гидрофобизация анионами жирных кислот, условно обозначенными через 0l– . Такой механизм активации и гид-рофобизации кварца можно также представить в виде последовательных химических реакций:
OH
O = Si = O + H2O → O = Si ;
OH
OH OH
O = Si + Ca2+ + OH– → O =
Si +H+ ;
OH O–Ca–OH
Активация
OH OH
O = Si + Ol– → O =Si
+ OH–.
O–Ca–OH O–Ca–Ol
Гидрофобизация
В конечном счете все эти реакции сводятся к образованию на поверхности кварца кремнекислоты и вытеснению из молекул кремне-кислоты иона водорода парой ионов Са2+ и 01– . При этом заряд поверхности кварца не изменяется, нейтральность раствора сохраняется, а его рН понижается.
Примером второго механизма действия активаторов (растворение депрессирующего поверхностного слоя) может служить действие серной кислоты на пирит. При взаимодействии кислорода и воды с пиритом на поверхности минерала образуется сульфидосульфат железа, а в объеме жидкой фазы -серная кислота:
FeS2 FeS2 + 7/2O2
+ H2O = FeS2 FeSO4 + H2SO4.
В щелочной среде произойдет нейтрализация серной кислоты в объеме раствора и вытеснение с поверхности минерала сульфатных ионов гидрокскльными с образованием менее растворимого сулъфидо-гидрата железа:
FeS2 FeSO4 +2OH– = FeS2 Fe(OH)2 + SO42–.
При высокой щелочности пульпы сульфидогидрат железа менее растворим, чем сульфидоксантогенат, поэтому ксантогенатные ионы не могут вытеснить, гидроксильные и минерал окажется задепрессиро-ванным.
После добавки кислоты (например, серной) пленки гидратов закиси (окиси) железа растворятся, а гидроксильные ионы в сульфидогидратах заменятся на сульфатные с образованием сульфидосульфатов, одновременно нейтрализуются гидроксильные ионы в объеме раствора с уменьшением его щелочности.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.