Существенным показателем степени гидрофобизации минеральной поверхности является величина времени прилипания, т. е. продолжительности контакта пузырька с поверхностью минерала, при котором обеспечивается их прилипание. При контакте большем времени прилипания, тем более происходит прилипание воздушного пузырька к минералу. Время прилипания на современных аппаратах можно измерить с точностью до 0,001 с. Снижение времени прилипания (или повышение скорости прилипания), достигаемое в результате действия собирателя, является показателем эффективности последнего. Во многих случаях благодаря гидрофобизации скорость прилипания возрастает в сотни и тысячи раз.
Прилипание пузырька к поверхности минерала происходит в любом случае, если величина краевого угла смачивания невелика, но более нуля. При малых краевых углах ввиду значительной гидратированности поверхности минерала время прилипания столь значительно, что флотация практически невозможна. Для осуществления флотации необходима такая гидрофобизация поверхности минерала, при которой время прилипания не превышает 8-10 мс (в среднем).
В результате гидрофобизации достигается не только закрепление трехфазного периметра смачивания и резкое увеличение скорости прилипания пузырьков воздуха к минералу, но и значительное увеличение прочности прилипания. Так, например, в результате обработки частиц галенита этиловым ксантогенатом при его концентрации 5,5 мг/л (или при 20 г/т) прочность прилипания увеличилась более чем в 6 раз (по данным О. С. Богданова и других).
Механизм взаимодействия ионогенных собирателей с минералами. Каждая группа собирателей в зависимости от состава и свойств их солидофильной группы имеет определенные, присущие только ей особенности взаимодействия с минералами. Однако сначала целесообразно рассмотреть некоторые положения, общие для всех ионогенных собирателей, характеризующие механизм их закрепления на минералах.
Конечная цель воздействия собирателя на минерал — гидрофобизация его поверхности. Возникновение химической связи солидофильной группы анионного собирателя с катионом минерала (или соответственно, катионного собирателя с анионом минерала, или поверхностной пленки) приводит к внедрению гидрофобизирующих ионов реагента в зону гидратных слоев, ослаблению и деструктурированию последних и образованию мономолекулярного хемосорбционного слоя, углеводородные цепи которого обращены в водную фазу. Именно такая структура этого слоя обусловливает гидрофобизацию минерала (рис. 22). Ввиду энергетической неоднородности поверхности минерала некоторые участки поверхности могут остаться не покрытыми адсорбционным слоем, на других образуется указанный выше мономолекулярный' хемосорбционный слой, а на некоторых участках в результате перехода химической адсорбции в гетерогенную реакцию может образоваться и полислойное покрытие.
Выше уже указывалось, что хемосорбция и образование химической связи солидофильной группы собирателя с определенным узлом кристаллической решетки минерала связаны с электронными переходами, совершающимися между ними. В случае анионного собирателя электроны переходят от аниона реагента к минералу, а в случае катионного — от минерала к катиону реагента. Вероятность таких переходов зависит не только от значения уровня Ферми (химического потенциала электронов), но также и от концентрации того или иного вида дефектов решетки минерала.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.