Флотационные реагенты, назначение и классификация флотационных реагентов. Основные формы закрепления реагентов на поверхности частиц минералов, страница 12

Исследования процесса образования пленки показывают, что его скорость зависит от концентрации реагента в растворе, концентрации минерального вещества в диффузионном слое и от скорости их взаимодействия.

Повышение температуры и перемешивание пульпы увеличивают скорость образования пленок. При недостаточно прочном закреплении пленки на поверхности минерала перемешивание оказывает отрицательное влияние на процесс, так как при этом происходит отслаивание пленки от поверхности минерала.

Устойчивость пленки к механическим воздействиям, а также прочность прикрепления пленки к минеральной поверхности необходимы при гидрофобизации поверхности минералов и в других случаях, обеспечивающих проведение их селективной флотации.

Прочность пленки зависит от ее плотности и структурного отношения к кристаллической решетке минерала, на поверхности которого она возникает. Как показывают опыты Руайе, максимальная прочность связи пленки с поверхностью минерала достигается при близком совпадении величин двух, а еще лучше трех параметров кристаллической решетки минерала и вещества, образующего пленку. В этом случае в месте стыка пленки и минерала образуется твердый раствор, и пленка таким образом структурно связывается с минеральным веществом. Значительно слабее удерживаются пленки, структурно не связанные с минералом (простое налипание из объема раствора).

Глава III РЕАГЕНТЫ-СОБИРАТЕЛИ

1. ПРОЦЕСС ГИДРОФОБИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТИМИНЕРАЛОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ РЕАГЕНТОВ - СОБИРАТЕЛЕЙ

Основные понятия и классификация собирателей. Реагенты-собиратели представляют собой органические соединения, применяемые при флотации для гидрофобизации минералов, достигаемой в результате закрепления молекул или ионов собирателя на их поверхности. Назначение гидрофобизации — снизить до минимума смачиваемость минералов водой, т. е. сделать их гидрофобными.

Для большинства собирателей характерна сложная асимметричная структура молекулы, состоящей из двух частей, отличных по своим физико-химическим и химическим свойствам,— аполярной и полярной.

На рис. 18 показана структура молекулы собирателя — олеата натрия C₁₇H₃₃COONa. Его молекула состоит из углеводородного радикала С₁₇Н₃₃ (аполярная группа), весьма слабо взаимодействующего с водой, являющегося носителем гидрофобных свойств реагента и отличающегося отсутствием способности химически взаимодействовать с минералом. Напротив, полярная группа COONa отличается активным взаимодействием с водой и характеризуется высокой гидрофильностью и химической активностью. В то время как полярная группа этого реагента химически связывает его молекулу с минералом и закрепляет на поверхности минерала, аполярная группа сообщает минералу гидрофобные свойства, т. е. делает его трудносмачиваемым водой. Таким образом, аполярная и полярная группы по своим физико-химическим свойствам во многом являются противоположными друг другу. Вещества, молекулы которых имеют такую двойственную природу и состоят из ясно различимых полярной и аполярной групп, принято называть г е т е р о -полярными. То обстоятельство, что полярная и аполярная группы являются двумя частями одной и той же молекулы, не мешает нам рассматривать свойства каждой из этих частей в отдельности. Структура собирателя является примером реагента этого класса, способного диссоциировать на ионы.

Роль и назначение каждого структурного элемента молекулы собирателя в процессах взаимодействия последнего с минералами видны на примере того же олеата натрия (рис. 19). Диссоциация молекулы собирателя на катион и анион не совпадает с делением этой молекулы на аполярную и полярную группы. Часть полярной группы образует катион реагента, а другая часть вместе с углеводородным радикалом представляет анион.