Первичная обменная адсорбция эквивалентна, когда количество и заряд поглощаемых и выделяемых ионов равны и электростатическое состояние поверхности не изменяется, и неэквивалентна, когда количество поглощаемых и выделяемых ионов неодинаково или когда они при одинаковом числе имеют разную валентность. Неэквивалентный обмен ионами назван потенциалопределящей адсорбцией, так как он приводит к изменению заряда и термодинамического потенциала поверхности. Достраивать кристаллическую решетку и обмениваться с ионами решетки могут только собственные ионы минерала или близкие им по свойствам. Поэтому первичная ионная адсорбция специфична (избирательна). Она может не ограничиваться поверхностным слоем, но идти и на глубину. Примером первичной обменной адсорбции может служить активация сфалерита ионами меди. Ионы меди вытесняют ионы цинка с поверхности сфалерита, в результате образуется поверхностное соединение сульфида меди, более активно взаимодействующее с ксантогенатом, чем сфалерит.
Закрепление ионов во внешней обкладке двойного эдектрическо-, го слоя называется вторичной адсорбцией. Она может иметь место как в упорядоченном слое противоионов, так и в диффузном. Ионы упорядоченного слоя более прочно связаны с минералом, чем диффузного, но менее прочно, чем во внутренней обкладке. Вторичная адсорбция свойственна любым ионам, знак которых противоположен знаку заряда поверхности. Величина вторичной адсорбции данного иона зависит от присутствия в растворе других ионов того же знака, особенно ионов более высокой валентности. Ионы, адсорбирующиеся в диффузном слое, очень слабо связаны с поверхностью минерала и поэтому практически не оказывают влияния на его флотируемость. При движении частиц во флотационной пульпе они отстают от поверхности минерала.
Взаимодействие реагентов и минералов может протекать как гетерогенная химическая реакция, в результате которой реагент образует с минералом новую фазу в виде объемной пленки. Толщина пленок зависит от количества реагента и времени контакта реагента с минералом. Пленки часто легко отделимы от минерала и при механическом воздействии могут отслаиваться. Образование пленок на минерале возможно не только в результате химической реакции реагента с самим минералом, но и путем налипания тонкодисперсных осадков - продуктов взаимодействия реагентов между собой или с солями, находящимися в пульпе. Основным условием закрепления пленки на минерале является близость структурных параметров осадков и минерала. Опыты показывают, что прочность закрепления пленки увеличивается с увеличением полноты сходимости параметров пленки с соответствующими параметрами кристаллической решетки минерала. В этом случае в месте контакта пленки и минерала образуется как бы твердый раствор вещества пленки с минералом. Значительно слабее удерживаются пленки, структурно не связанные с минералом, а образованные налипанием из раствора.
Примером химического взаимодействия реагента с минералом может служить активация малахита сернистым натрием. Образование пленки сульфида меди на малахите при взаимодействии последнего с сернистым натрием можно наблюдать визуально по изменению первоначальной окраски.
ЗАКРЕПЛЕНИЕ РЕАГЕНТОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ВОЗДУШНЫХ ПУЗЫРЬКОВ
Носителем свободной поверхностной энергии на разделе фаз вода — воздух является мономолекулярный слой молекул воды. Считают, что 94 % этой энергии связано именно с пограничным мономолекулярным слоем жидкости.
Введение в воду поверхностно-активных веществ приводит к их концентрации на разделе фаз вода — воздух. Этот процесс является одним из видов физической адсорбции. Адсорбция на поверхности раздела вода — воздух соединений отличающихся гетерополярной структурой молекулы, представляет для флотации наибольший интерес. В состав этих соединений входят неполярные углеводородные группы в одной части молекулы и группы, обладающие ясно выраженными полярными свойствами (например, гидроксильная или карбоксильная группы) — в другой части молекулы. Подобные соединения (например, высокомолекулярные органические кислоты или спирты) стремятся концентрироваться на поверхности раздела вода — воздух, понижая тем самым поверхностную энергию воды.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.