Флотационные реагенты, назначение и классификация флотационных реагентов. Основные формы закрепления реагентов на поверхности частиц минералов, страница 11

Закрепление флотационных реагентов на поверхности минералов может происходить в ряде случаев, несмотря на то что произведение растворимости соответствующего соединения реагента с катионом минерала достаточно высоко и превосходит произведение растворимости минерала.

Процесс образования поверхностных соединений, являющийся, по своей природе химической адсорбцией, характеризуется обычно высокой избирательностью и специфичностью, прочностью закрепления соответствующих атомов или ионов на поверхности твердой фазы и необратимостью. Возникающие на поверхности соединения образуют мономолекулярный слой, однако при переходе хемосорбции в гетерогенную химическую реакцию на отдельных участках поверхности твердой фазы могут возникать в определенных условиях и мозаично расположенные многослойные образования. Структура этих многослойных соединений сложна и пока еще мало изучена, хотя первый слой должен быть ориентирован для ионогенного типа собирателя углеводородными цепями наружу, поскольку только в этом случае может быть объяснена имеющая место гидрофобизация минерала.

6. ПЛЕНКИ КАК ОДНА ИЗ ФОРМ ЗАКРЕПЛЕНИЯ РЕАГЕНТОВ НА ПОВЕРХНОСТИ МИНЕРАЛОВ И ВОЗДУШНЫХ ПУЗЫРЬКОВ

В процессе взаимодействия минералов с реагентами при флотации в отдельных случаях наблюдается образование пленок различного состава на поверхности частиц минералов. Толщина такой пленки иногда бывает настолько значительна, что ее образование на поверхности минерала можно наблюдать визуально. Так, в результате взаимодействия сернистого натрия с церусситом или малахитом их первоначальная окраска резко изменяется и темнеет. Интенсивность потемнения зависит от концентрации раствора сернистого натрия и от продолжительности его воздействия на минералы. Анализ образовавшихся пленок показывает, что они представляют собой сульфид свинца PbS (при церуссите) и сульфид меди CuS (при малахите). В основе образования подобных пленок лежит гетерогенная химическая реакция. Эти пленки можно механически отделить от основной массы минерала (например, соскабливанием), обнажая свежую поверхность минерала с присущей ему первоначальной окраской.

Таким образом, пленка является трехмерным (объемным) новообразованием на поверхности минерала. Она представляет собой самостоятельную фазу и может существовать отдельно от минерала. В этом состоит принципиальное отличие пленки от поверхностного соединения. Значение пленок во флотации определяется тем, что их возникновение на поверхности минерала изменяет его состав и флотационные свойства. В одних случаях образование пленки создает благоприятные условия для последующего взаимодействия минерала (через его пленку) с необходимым реагентом, в других—образование пленки ухудшает флотацию вследствие закрытия первоначальной поверхности минерала, что затрудняет или вовсе прекращает доступ того или иного реагента к поверхности минерала.

Образование пленки на поверхности минерала термодинамически определяется тем, что зародышу новой кристаллической твердой фазы всегда легче возникнуть на границе раздела, чем в объеме раствора.

Неоднородность поверхности минерала оказывает влияние на образование пленок. Опыты показывают, что в ряде случаев образование нерастворимых продуктов реакции на твердой поверхности происходит не сплошным слоем, а сначала в немногих определенных точках, откуда оно может распространяться по всей поверхности. По мере образования пленки на поверхности минерала диффузия реагента из раствора к поверхности твердого тела затрудняется. Поэтому (а также в связи со снижением концентрации реагента в пульпе) скорость образования пленки постепенно снижается вплоть до полного прекращения этого процесса. Если же пленка образуется без непосредственного участия вещества минерала, то закрытие поверхности пленкой не препятствует дальнейшему ее образованию.