В условиях флотационной пульпы образование двойного электрического слоя осложняется тем, что в жидкой фазе пульпы присутствует много различных ионов, природа, заряд, знак заряда и размеры которых определяются сложным минеральным составом большинства руд, дополняемым ионами солей, входящих в состав поступающей на флотацию воды, а также ионами введенных в процесс флотационных реагентов. Взаимодействие поверхности минерала с этими разнообразными по своим особенностям ионами, адсорбция их на поверхности минерала могут значительно изменить величину и даже знак дзета-потенциала.
В большинстве случаев закрепление реагентов как на поверхности воздушных пузырьков, так и минеральных зерен происходит путем адсорбции реагентов на соответствующих поверхностях раздела фаз. Во многих случаях (например, при взаимодействии минералов с анионными собирателями) наряду с адсорбцией важное место занимает гетерогенная химическая реакция.
В основе классификации процессов адсорбции лежат два признака: а) сила взаимодействия между адсорбируемым веществом и минералом;
б) форма закрепления адсорбируемого вещества на минерале.
В зависимости от сил взаимодействия различают физическую и химическую адсорбции. Общей особенностью физической и химической адсорбции является то, что как та, так и другая представляют собой самопроизвольные процессы, сопровождающиеся уменьшением свободной энергии системы и, как правило, выделением определенного количества тепла.
При физической адсорбции между адсорбируемым веществом и минералом действуют межмолекулярные силы связи, а при химической - валентные или химические. Энергия химического взаимодействия значительно больше, чем межмолекулярного, поэтому при химической адсорбции адсорбируемое вещество более прочно удерживается минералом, чем при физической. Промежуточное положение по прочности связи занимает адсорбция реагентов, вызванная водородной связью. Различие в энергии взаимодействия между минералом и адсорбируемым веществом определяет характерные особенности физической и химической адсорбции.
При физической адсорбции энергия связи соизмерима с теплотой сжижения или кристаллизации адсорбируемого вещества и составляет обычно 3-8 ккал/моль. В случае хемосорбции энергия связи отвечает теплоте образования типичных химических соединений и достигает 200 ккал/моль. Физическая адсорбция не носит избирательного характера, в то время как химическая является избирательной (специфичной) и зависит от природы адсорбируемого вещества и минерала.
При физической адсорбции адсорбируемое вещество не входит в кристаллическую решетку минерала, а при хемосорбции между минералом и реагентом возникает прочная химическая связь, благодаря которой образуется новое поверхностное химическое соединение. Атомы или ионы минерала, образовавшие с адсорбируемыми атомами или ионами поверхностное химическое соединение, одновременно сохраняют прочную связь с атомами кристаллической решетки адсорбента. Поэтому поверхностное соединение нужно рассматривать не как отдельную фазу, а как единое целое с кристаллической решеткой минерала.
Из этого принципиального различия между физической и химической адсорбцией вытекают и другие различия между ними, имеющие значение для правильной оценки и понимания взаимодействия реагентов с минералами:
1.При физической адсорбции тепловой эффект, а следова- тельно и прочность связи адсорбента с адсорбированными мо- лекулами или ионами, сравнительно невелики, при хемосорб- ции — значительны. Так, при физической адсорбции простое снижение концентрации реагента в растворе сдвигает адсорбци- онное равновесие и вызывает переход реагента с поверхности минерала в раствор, вплоть до полного освобождения поверх- ности. При хемосорбции адсорбционный слой не снимается даже при многократной промывке минерала водой.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.