Флотационные реагенты, назначение и классификация флотационных реагентов. Основные формы закрепления реагентов на поверхности частиц минералов, страница 10

Однако в отличие от поверхностных соединений, переход ионов из раствора во внутреннюю обкладку происходит в тех случаях, когда эти ионы или химически одноименны (т. е. при образовании же поверхностных химических соединений на кристаллической решетке минерала могут закрепляться не только такие ионы, которых нет в составе минерала, но и те, которые значительно отличаются от ионов минерала своими размерами и даже конфигурацией). Например, ионы ксантогената, химически закрепляющиеся на поверхности сульфидов (например, галенита), резко отличаются от ионов в решетке этих минералов своими химическим составом, конфигурацией, а также поперечными и продольными размерами. Так, наибольшие поперечный и продольный размеры иона амилового ксантогената составляют 0,7 и 1,22 нм, в то время как ионные радиусы свинца и серы (по Гольдшмидту) соответственно равны 0,13 и 0,17 нм.

В образовании поверхностного химического соединения на кристалле с ионной или атомной решеткой могут участвовать не только ионы, но также и атомы или молекулы. Подобными соединениями являются, например, соединения кислорода с поверхностью вольфрама и угля.

При переходе из объема на поверхность меняются условия энергобмена, число и характер столкновений, устойчивость и химическая подвижность реагирующих единиц; теплота активации в хемосорбционном слое сильно снижена по сравнению с теплотой активации химических реакций в объеме; еще значительнее снижение теплоты активации для самого процесса хемосорбции. Все это ограничивает использование различных констант, характеризующих те или  иные объемные реакции для каких-либо количественных построений, относящихся к образованию поверхностных соединений, если хемосорбция не переходит в гетерогенную химическую реакцию. Они могут быть использованы лишь для суждений качественного характера. Так, например,  вопрос  о  применимости  закона  действующих  масс к процессам образования поверхностных соединений является весьма сложным и еще не решен окончательно. Положительное решение этого вопроса трудно согласовать с многими указанными   здесь  особенностями   поверхностных   соединений   по сравнению с соединениями в объеме (отсутствие стехиометрии у поверхностных соединений и др.). По-видимому, с большей вероятностью о применимости закона действующих масс можно говорить по отношению к тем случаям, когда образование соединений   на   поверхности  может   в   дальнейшем   распространяться в глубь объема твердой фазы, в результате чего образованное   соединение   уже   может   трактоваться   как   объемное. В связи с этим следует иметь в виду часто наблюдающийся при флотации переход хемосорбции в гетерогенную химическую реакцию.

Следовательно, нельзя во всех случаях отождествлять процессы образования объемных и поверхностных соединений и тем более сами эти соединения. Теория взаимодействия реагентов с минералами, развитая Таггартом и другими учеными, не смогла преодолеть теоретических трудностей, возникших на основе подобного отождествления.

Следует отметить, что в 30-х годах, когда были сформулированы основные положения этой теории, она сыграла, несомненно, положительную роль, пробудив у обогатителей интерес к химической стороне флотационного процесса и стимулировав многие работы в этом направлении.

Согласно прежним взглядам ученых, закрепление реагента на поверхности минерала определялось во всех случаях лишь произведением растворимости, точнее, произведением активности образующегося при закреплении соединения, причем произведение растворимости последнего должно быть ниже, чем произведение растворимости самого минерала. Однако экспериментальные данные в ряде случаев не подтверждают этого.