Назначение и классификация флотационных реагентов. Свойства минералов, влияющие на их взаимодействие с реагентами, страница 5

М            1      А     2    К     3       К′       4

М              1     А     2    К     3       К′       4

Рис. 2.1 Структура двойного электрического слоя

Допустим, что     в    раствор с  внешнего   слоя   А   кристалли-. ческой    решетки    минерала    М (расположенного между линиями 1—1 и 2—2)   переходят преимущественно   катионы.   Тогда   поверхность минерала приобретает отрицательный заряд. После того как      установится      равновесие между раствором и твердой фазой, вправо за линией 1—1   (которая представляет  границу  измененного и неизмененного слоев решетки данного минерала)   будут преимущественно находиться анионы   минерала,   а   сам   этот слой    будет    заряжен    отрицательно (в предельном случае, показанном   на   рисунке,    в этом   слое   будут   только   анионы). Указанная часть двойного слоя называется его внутренней обкладкой и обозначена А, так как этот слой состоит в основном из анионов минерала.

Ионы внутренней обкладки А двойного слоя прочно связаны с кристаллической решеткой минерала, расположены упорядоченно и при передвижении минеральной частицы относительно окружающей ее среды движутся вместе с ней. Линия 2—2 является физической границей минерала и водного раствора. Непосредственно за этой границей расположен следующий, также упорядоченный слой ионов, заряженных положительно, т. е. катионов (слой К—К — слой Штерна). Эти ионы вместе с окружающими их молекулами воды представляют часть внешней обкладки двойного электрического слоя.

Число катионов в этой части внешней обкладки двойного слоя составляет только часть всех катионов, перешедших в раствор из кристаллической решетки. Остальные ионы располагаются за линией 3—3 и их расположение не носит упорядоченного характера. Они образуют так называемый диффузный слой К' (слой Гюи) с постепенно убывающей концентрацией ионов по мере удаления от линии 3—3. Вместе со слоем К он образует внешнюю обкладку двойного слоя.

Линия 4—4 является границей между диффузным слоем и жидкостью, практически не содержащей катионов. Ионы, расположенные между линиями 2—2 и 4—4, имеют знак заряда, противоположный ионам внутренней обкладки двойного слоя, и называются противоионами. Следует отличать противоионы, расположенные в слое К упорядоченно, от противоионов диффузного слоя К'. При движении минеральных частиц в жидкости (или жидкости относительно минерала) противоионы слоя К будут перемещаться вместе с минеральными частицами, в то время как противоионы диффузного слоя К' будут отставать от них. По этой причине общая электронейтральность системы будет нарушаться и между частицей минерала, окруженной слоями ионов А и К и остальной частью раствора возникает разность потенциалов. Указанная разность потенциалов возникает и обнаруживается лишь при относительном перемещении минерала со слоями ионов А и К в жидкости и ввиду этого ее принято называть электрокинетическим потенциалом (или дзета-потенциалом).